1. Ministère de l’Enseignement Supérieur
et de la Recherche Scientifique
République tunisienne
Union – Discipline - Travail
Etude et conception du système automatique
pour alimentation four
Encadreur ISET Encadreur d’entreprise
Mr. HSSAN ELABED
Enseignant à l’ISET
M. OMAR WANNES
Ingénieur à SOTEMAIL
Elaboré par :MOHSEN SADOK
En vue de l’obtention du diplôme de licence en automatisme et informatique industriel
Période de stage : du 10 Février 2016 au 28 Mai 2016
THEME :
Institut Supérieur des Etudes
Technologiques de Rades
Département de Génie Electrique
2. PLAN DE SOUTENANCE
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL
CHAPITRE 2 : CAHIER DES CHARGES
CHAPITRE 3 : ETUDE DE L’EXISTANT
DEUXIEME PARTIE : ETUDE CONCEPTUELLE
CHAPITRE 4 : CHOIX DE LA SOLUTION
CHAPITRE 5 : LES AMELIORATION
CHAPITRE 6 : CABLAGE ELECTRIQUE DU SYSTÈME
TROISIEME PARTIE : IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
CHAPITRE 7 : PROGRAMMATION API
CHAPITRE 9 : CONCEPTION DES INTERFACES DE SUPERVISION LABVIEW
CHAPITRE 10 :CONCEPTION DES INTERFACES DE CONTRÔLE PAR TABLETTE
CHAPITRE 11 : DIAGRAMME D’UTILISATION ET DES CLASSES
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
5. PARTIE I
PARTIE II
PARTIE I: GENERALITES
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
CHAPITRE 1: Présentation de la structure d’accueil
1.1 Présentation de la structure d’accueil
SOTEMAIL est la société tunisienne d’émaillage ,elle produit
principalement de céramique et grés pour le revêtement sol et
mur.
6. CHAPITRE 1: Présentation de la structure d’accueil
1.2 service de production
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE I: GENERALITES
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
7. CHAPITRE 2: Cahier des charges
Etude et conception du système automatique pour alimentation
four en rangées de carreaux de céramiques
Notre système comporte 2 sous systèmes :
A. Chaine à rouleau pour alimentation four par des carreaux
des céramiques
Entrée four
convoyeur
convoyeur
Chaine
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE I: GENERALITES
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
8. CHAPITRE 2: Cahier des charges
B. Réservoirs d’eau qui distribue l’eau aux réservoirs mélangeurs
de billes de céramique afin de former la barbotine
Réservoir
d’eau
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE I: GENERALITES
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
9. CHAPITRE 3: Etude de l’existant
3.1 Présentation de l’existant : la chaine d’entrée four
Des capteurs sont mis hors programme par négligence
Nécessité d’ajout d’un nouveau GRAFCET qui tient compte
du « conduit système : GRAFCET conduit et sécurité »
Le défilement des rangées des carreaux de céramiques sont
mal organiser
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE I: GENERALITES
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
10. CHAPITRE 3: Etude de l’existant
3.2 Présentation de l’existant : réservoir d’eau
remplissage d’eau du réservoir sans commande par
automate
un flotteur mécanique ouvre le circuit de commande du
motopompe
Niveau d’eau dans le réservoir sans supervision
Motopompe
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE I: GENERALITES
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
11. CHAPITRE 3: Etude de l’existant
3.3 Critique de l’existant
Réglage manuel de la vitesse du moteur chaque fois où la taille des
carreaux change
En cas de de panne d’un moteur, le système continue le cycle de
production sans arrêt
remplissage d’eau dans le réservoir non commander par automate
Le système reste sans supervision industrielle
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE I: GENERALITES
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
13. CHAPITRE 4:choix de la solution
4.1 Les solutions proposées et solution retenue
Solution 1 : Introduire des améliorations sur le système actuel tout en
gardant l’automate OMRON (CPM 2 A) utilisé
Avantage : Cout réduit
Inconvénient : Absence de port de communication PROFINET
Solution 2 : Choix d’un automate Siemens qui à part la commande et le
contrôle du système, offre la possibilité de commination PROFINET.
Inconvénient : Cout élevé.
Avantage : Solution fiable, possibilité de faire une
télécommande (par Tablette ) et offre une garantie sur tous les
plans.
Solution retenue :Il est claire que la troisième solution permettra de
mener à belle et bien ce projet
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
14. CHAPITRE 4:choix de la solution
4.2 Développement de la solution retenue
a) Choix de l’API :CPU416-3 PN/DP
Possibilité d’utilisation comme contrôleur central des lignes de
production (la chaine d’entrer four, réservoirs...)
Interface PROFINET
Interface TCP/IP
Mémoire programme 8 MB
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
15. CHAPITRE 4:choix de la solution
b) Choix de l’environnement de programmation :TIA PORTAL
éditeurs de programmation efficaces, programmation symbolique
cohérente
Objets de technologie pour mouvements et fonctions de
régulation PID
Fonction de protection intégrée pour protéger le programme
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
16. CHAPITRE 4:choix de la solution
c) Choix de l’outil de supervision :LabVIEW
Des diverses bibliothèques de symbole pour représenter notre système
Vitesse de communication très élevé avec l’automate
Plusieurs moyens de communication (PROFINET, MODBUS, TCP/IP, Bluetooth,
WIFI…) avec différents gammes d’automates
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
17. CHAPITRE 5: Les améliorations
5.1 Améliorations réalisées
ajout d’un nouveau GRAFCET conduit et sécurité pour la chaine
Possibilité de varier la vitesse des 4 moteurs sur l’interface de supervision
Apporter des sécurités supplémentaires au fonctionnement du système
Contrôler le système à distance par tablette via wifi
Installer un capteur ultrason pour la détection de niveau d’eau dans le
réservoir
Installer une électrovanne à commande analogique pour commander le
remplissage du réservoir
Rendre la procédure de remplissage du réservoir contrôlable par un API
via interface graphique
Suivre la consommation énergétique du système
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
18. CHAPITRE 5: Les améliorations
5.2 Synoptique du système :PARTIE I
PARTIE II
PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
19. CHAPITRE 6: Câblage électrique du système
6.1 Câblage de module d’entré TORPARTIE I
PARTIE II
PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
20. CHAPITRE 6: Câblage électrique du système
6.2 Câblage de module de sortie TORPARTIE I
PARTIE II
PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
21. CHAPITRE 6: Câblage électrique du système
6.3 Câblage de module d’entré/sortie
analogique
Entré analogiques:
Capteur de vitesse moteur M1
Capteur de vitesse moteur M2
Capteur de vitesse moteur M3
Capteur de vitesse moteur M4
Capteur ultrason de niveau d’eau
Sorties analogiques :
Vers variateur vitesse moteur M1
Vers variateur vitesse moteur M2
Vers variateur vitesse moteur M3
Vers variateur vitesse moteur M4
Vers électrovanne
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
23. CHAPITRE 7: Programmation API
Les blocs de programme du systèmePARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
24. CHAPITRE 7: Programmation API
a) système chainePARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
25. CHAPITRE 7: Programmation API
b) système réservoirPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
26. CHAPITRE 7: Programmation API
c) Visualisation des paramétrés de régulateur PIDPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
27. CHAPITRE 7: Programmation API
d) Synoptique de communication
Programme API
Interfaces LabVIEW
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
28. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.1 Interface de gestion d’utilisateurPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
29. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.2 Interface de supervision de systèmePARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
30. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.3 Interface de simulation des capteursPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
31. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.4 Interface de contrôle de vitesse des moteursPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
32. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.4 Interface de contrôle de vitesse des moteursPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
33. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.5 Interface de comptage d’énergie pour chaque moteurPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
34. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.5 Interface de comptage d’énergie pour chaque moteurPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
35. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.6 Interface statistiquePARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
36. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.7 Enregistrement de donnesPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
37. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.8 Interface de supervision de réservoir d’eauPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
38. CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW
8.9 Interface des information sur le projetPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
39. CHAPITRE 9:Conception des interfaces de contrôle par Tablette
Application sous Android :
Nommée " Data Dashboard for LabVIEW «
Permet de créer des vues personnalisées.
Pour contrôler et surveiller l'application à distance via WIFI
PARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
40. Contrôle du système
Etat du système
CHAPITRE 9:Conception des interfaces de contrôle par Tablette
9.1 Interface principale de contrôle du système chainePARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
41. Validation de contrôle
de vitesse
Indicateur d’état de
moteur
Vitesse choisie
Validation de vitesse
choisie
CHAPITRE 9:Conception des interfaces de contrôle par Tablette
9.2 Interface pour contrôler la vitesse des moteurs du chainePARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
42. Simulation de capteur
de vitesse
Valeur de capteur de
vitesse à simuler
CHAPITRE 9:Conception des interfaces de contrôle par Tablette
9.3 Interface pour simuler les capteurs de vitessePARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
43. CHAPITRE 10: Diagrammes
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre
10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
10.1 Diagramme d’utilisation
44. CHAPITRE 10: Diagrammes
10.2 Diagramme des classesPARTIE I
PARTIE II
PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 5
Chapitre 6
Chapitre 7
Chapitre 9
Chapitre 10
Chapitre 8
PARTIE III
Chapitre 4
45. CONCLUSION
Des nombreux test de simulation que j'ai fait sur le système montre
qu'il est faisable et offre une garantie sur tous les plans
Ce travail présente pour moi une première expérience dans un
domaine vaste et complexe qui est l’automatisme industriel
PERSPECTIVES
Rendre la communication (contrôle et supervision )avec notre
système via un serveur web integre à l’API et sécuriser
Remplacer le PLC Siemens ( cpu 416-3PN/DP ) de notre système
étudier par le contrôleur NX7 de OMRON qu’il peut géré 2/3 des
machines dans l’usine avec son cpu I7 et son environnement de
programmation Sysmac Studio