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Rapport de Stage
Effectué au sein de
Réalisé par : Encadré par :
Sdoud Asma
Jamjama Bilal
Radouane El Merabet
ECOLE NATIONALE DES SCIENCES
APPLIQUES - TANGER
UNIVERSITE ABDELMALEK
ESSAADI
2
3
Le présent travail est réalisé par Mlle. Sdoud Asma, et Monsieur Jamjama Bilal étudiants
en génie des systèmes électroniques et automatiques à l’ENSA de Tanger, dans le cadre
d’un stage technique « assistant d’ingénieur ».
Intitul du projet :
La conception, la fabrication, les essais et la mise en service des Tableaux basse tension
destinés aux postes électriques du Projet «Fourniture, montage et mise en service des tableaux
électriques MT/et BT pour les projets ligne E et adaptation Atelier Phosphorique au Phosphate
pulpe ».
Etablissement d’accueil :
Nom de la soci t : CENTRELC
Equipe : Ingénierie & développement
Si ge social : 34, Bd MLY SLIMANE, Roches Noires, CASABLANCA
Directeur g n ral : Mr. Azelarab El Harti
Effectif : 190 collaborateurs
Encadrant : M. Radouane El Merabet
Date de d but et fin de stage : Du 07 Juillet au 07 Septembre 2014.
4
L’élaboration du présent travail a requis le soutien de nombreuses
personnalités sans lesquelles l’accès aux ressources nécessaires n’aurait pas
été possible. Par conséquent, nous avons eu recours à un soutien énorme. Pour
cette raison, nous tenons à remercier tous ceux qui, de près ou de loin se sont
impliqués dans la réalisation de ce projet.
Nous souhaitons exprimer notre profonde gratitude au Directeur Général
de CENTRELEC Monsieur Azelarab El Harti qui a accepté de nous accueillir
au sein de son organisme.
Nous tenons à exprimer nos vifs remerciements à notre encadrant,
ingénieur d’études Monsieur Radouane El Merabet pour son encadrement et
l’attention particulière qu’il a montré, en mettant à notre disposition tous les
moyens nécessaires pour le bon déroulement de notre projet, ainsi pour ses
directives et ses précieux conseils tout au long de notre stage.
Nos remerciements les plus sincères s’adressent également à Madame
Souad Mazoune, chargée d’études, pour son soutien permanent, pour le
temps qu’elle nous a consacré ainsi que les informations enrichissantes
qu’elle nous a fournies répondant à toutes nos interrogations.
Nous tenons aussi à remercier Monsieur Zakariae, ingénieur
automaticien pour son aide et ses encouragements durant notre période de
stage.
Il nous est très agréable également d’exprimer sincèrement notre
reconnaissance à l’ensemble du personnel de CENTRELEC cadres, employés
et opérateurs. Qu’ils trouvent ici l’expression de notre profonde gratitude et
notre respect.
5
Dans le cadre d’effectuer un stage technique, assistant d’ingénieur en 2éme année cycle
d’ingénieurs, on a eu la chance de faire ce stage dans la société CENTRELEC qui offre des
solutions électriques innovantes et conformes aux besoins de ses clients en électrotechnique et
en automatisme. Elle est reconnue parmi les plus grands tableautiers dans la zone Afrique en
termes de capacité de production et de la qualité des produits.
Pour cette raison, elle prend de grands projets tels que, celui de l’OCP nommé « Fourniture,
Montage et mise en service des tableaux électriques MT/BT pour les projets ligne E et
adaptation atelier phosphorique au phosphate pulpe » dont on a l’opportunité de travailler sur
une partie qui est l’étude du tableau électrique 02E-EB40 et de son architecture de supervision.
6
Chapitre I.PRESENTATION DE L’ORGANISME D'ACCUEIL................................................................................. 12
I. INTRODUCTION............................................................................................................................................ 12
II. APERÇU SUR L’ENTREPRISE CENTRELEC.......................................................................................................... 12
III. HISTORIQUE................................................................................................................................................ 13
IV. FICHE SIGNALETIQUE.................................................................................................................................... 13
V. PRINCIPAUX PARTENAIRES DE CENTRELEC ...................................................................................................... 14
VI. PRINCIPAUX CONCURRENTS DE CENTRELEC ................................................................................................... 15
VII. METIERS ET SECTEURS D’ACTIVITE DE CENTRELEC ....................................................................................... 16
VIII. STRUCTURE DE CENTRELEC .................................................................................................................... 17
Organigramme de CENTRELEC :......................................................................................................... 17
Organisation et fonctionnement :...................................................................................................... 17
IX. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 19
Chapitre II.ANALYSE DU CAHIER DES CHARGES .............................................................................................. 20
I. INTRODUCTION ........................................................................................................................................... 20
II. SITUATION DU PROJET.................................................................................................................................. 20
III. ÉLEMENTS D’ENTREES................................................................................................................................... 21
Caractéristiques du tableau 02E-EB40............................................................................................... 21
Liste des consommateurs du tableau 02E-EB40................................................................................. 23
Spécifications techniques des composants :...................................................................................... 24
Composants essentiels des schémas types.................................................................................................... 24
Spécifications techniques............................................................................................................................... 29
IV. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT...................................................................................................................... 30
Fonctionnement normal..................................................................................................................... 30
Fonctionnement secours .................................................................................................................... 31
V. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 31
Chapitre III.ELABORATION DE PLAN DE FAÇADE ET SCHEMAS TYPES.............................................................. 32
I. INTRODUCTION............................................................................................................................................ 32
II. PLAN DE FAÇADE ET SCHEMA UNIFILAIRE........................................................................................................... 32
Plan de façade.................................................................................................................................... 32
Schéma unifilaire................................................................................................................................ 33
III. CHOIX DE MATERIEL...................................................................................................................................... 36
Exemple de choix d’un disjoncteur..................................................................................................... 36
Le matériel final exploité.................................................................................................................... 38
IV. ELABORATION DES SCHEMAS TYPES.................................................................................................................. 42
Arrivées normale 660ARV30 et secours 660ARV31.......................................................................... 42
Principe de fonctionnement : ........................................................................................................................ 42
Le LADDER LOGIC (660ARV30) :..................................................................................................................... 43
Câblage et programmation du relais SEL ....................................................................................................... 45
Arrivée du groupe 660ARV32............................................................................................................. 46
Principe de fonctionnement : ........................................................................................................................ 47
Le LADDER LOGIC (660ARV32) :..................................................................................................................... 47
Arrivée secours principal 660ARV37 .................................................................................................. 48
Principe de fonctionnement : ........................................................................................................................ 48
Le LADDER LOGIC (660ARV37) :..................................................................................................................... 48
7
Câblage et programmation du relais SEL ....................................................................................................... 49
Couplage 660CPL30............................................................................................................................ 50
Principe de fonctionnement .......................................................................................................................... 51
Le LADDER LOGIC (660CPL30) :...................................................................................................................... 51
Câblage et programmation du relais SEL ....................................................................................................... 52
Départs disjoncteur 660FOL3x et moteur 660DOL3x......................................................................... 53
Schémas types élaboré....................................................................................................................... 54
V. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 57
Chapitre IV.RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS................................................................................................... 58
I. INTRODUCTION............................................................................................................................................ 58
II. CONNAISSANCES ACQUISES............................................................................................................................ 58
Définitions .......................................................................................................................................... 58
III. LES RESEAUX LOCAUX UTILISES ....................................................................................................................... 60
Modbus : ............................................................................................................................................ 60
Définition ....................................................................................................................................................... 60
Principe d’adressage : .................................................................................................................................... 61
Structure du message : .................................................................................................................................. 62
Format général d’une trame :........................................................................................................................ 63
Principe de fonctionnement : ........................................................................................................................ 64
Support de transmission ................................................................................................................................ 65
Profibus .............................................................................................................................................. 65
Définition ....................................................................................................................................................... 65
Différents profils de Profibus : ...................................................................................................................... 66
Techniques de transmission :......................................................................................................................... 67
Principe de fonctionnement de profibus : .................................................................................................... 68
Devicenet............................................................................................................................................ 68
Définition ....................................................................................................................................................... 68
Caractéristiques ............................................................................................................................................. 69
IV. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 69
Chapitre V.SOLUTION DE LA SUPERVISION..................................................................................................... 70
I. INTRODUCTION............................................................................................................................................ 70
II. EXIGENCES DU CLIENT................................................................................................................................... 70
III. ETUDE ....................................................................................................................................................... 70
Architecture proposée........................................................................................................................ 70
Inconvénients ..................................................................................................................................... 72
Problématique : ............................................................................................................................................. 72
Calcul du temps de rafraîchissement de l’architecture proposée.................................................................. 73
IV. OPTIMISATION DU TEMPS DE RAFRAICHISSEMENT TR ........................................................................................... 74
Vitesse de transmission...................................................................................................................... 74
Changement du protocole de communication................................................................................... 75
Utilisation du protocole Devicenet : ............................................................................................................. 75
Utilisation des relais MM300 ......................................................................................................................... 76
Ajout des automates.......................................................................................................................... 76
V. DEVIATION ................................................................................................................................................. 76
VI. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 76
8
Figure 1 : Fiche signalétique de CENTRELEC ....................................................................... 13
Figure 2 : Organisme de CENTRELEC................................................................................... 17
Figure 3 : Emplacement de 02E-EB40 dans la salle des tableaux ........................................... 21
Figure 4 : Principe de fonctionnement de CPI ......................................................................... 27
Figure 5 : Architecture du tableau............................................................................................ 30
Figure 6 : Plan de façade du tableau 02E-EB40....................................................................... 33
Figure 7 : Plan de façade du tableau 02E-EB40....................................................................... 33
Figure 8 : schéma unifilaire du tableau 02E-EB40 .................................................................. 34
Figure 9 : schéma uniflaire d’un départ moteur ....................................................................... 34
Figure 10 : schéma uniflaire d’un départ disjoncteur............................................................... 35
Figure 11 : schéma uniflaire de l’arrivée secours................................................................... 35
Figure 12 : schéma uniflaire de l’arrivée principale................................................................. 36
Figure 13 : Exemple 1 d’un catalogue pour le choix du disjoncteur........................................ 37
Figure 14 : Exemple2 d’un catalogue pour le choix d'un disjoncteur...................................... 38
Figure 15 Page de garde d'un schéma type: ............................................................................. 54
Figure 16 : Exemple d’un schéma de puissance ...................................................................... 56
Figure 17 : Exemple d’un schéma de commande .................................................................... 56
Figure 18 : Exemple du sommaire ........................................................................................... 57
Figure 19 : la composition d’une trame en mode ASCII ......................................................... 63
Figure 20 : la composition d’une trame en mode RTU............................................................ 64
Figure 21 : les délais entre deux mssages ................................................................................ 65
Figure 22 : principe de l'architecture utilisée ........................................................................... 71
Figure 23: Architecture de supervision .................................................................................... 72
Figure 24 : nombre de relais pour un automate........................................................................ 73
9
Tableau 1 : Domaines fonctionnels de CENTRELEC............................................................. 16
Tableau 2 : Caractéristiques du 02 E-EB40 ............................................................................. 22
Tableau 3 : Liste des consommateurs ...................................................................................... 24
Tableau 4 : Codes ANSI de protection..................................................................................... 28
Tableau 5 : Spécifications techniques du matériel................................................................... 29
10
OCP Office Chérifien des phosphates
MT/BT Moyenne Tension/Basse Tension
JDB Jeu de Barres
IP International Protection
ACB Air Circuit Breaker
MCCB Molded case circuit breakers
TC Transformateur de courant
TR Tore
TT Transformateur de Tension
CM Centrale de Mesure
CPI Control
ISO International Organization for Standardization
SNIMA Service de la Normalisation Industrielle Marocaine
UPS United Parcel Service
Icw Rated short time withstand current
CEI Communauté des États indépendants
F Fermé
SD Sans déclencheur
CRC Cyclic redundancy check
LRC Longitudinal redundancy check
RTU Remote Terminal Unit
MBC Monchester Coded Bus Powerd
11
L’amélioration de la qualité et l’augmentation de la productivité restent la préoccupation
majeure de toutes les entreprises dans tous les domaines. L’office chérifien des phosphates,
société anonyme, est l’un des principaux explorateurs de phosphate brut, d’acide phosphorique
et d’engrais phosphatés dans le monde.
Pour augmenter ses capacités de production, jusqu’à 38 millions de tonnes/ans, et
d’exportation en ayant une réduction considérable des coûts de transport, l’OCP a visé de
construire un pipeline qui permet le transport hydraulique du phosphate sous forme de pulpe de
Khouribga vers Jorf Lasfar.
Ce changement oblige l’OCP à renouveler ses installations à Jorf Lasfar, qui doivent être
bien réalisées, car toute erreur de conception ou de fabrication peut avoir des conséquences
désastreuses pour l’entreprise.
Pour cette raison, il a affecté son projet à JACOBS Engineering pour faire l’étude globale
de tout le projet dont la partie des tableaux électriques a été associée à CENTRELEC où nous
avons effectué notre stage technique.
Le travail dont nous faisons partie est la conception, la fabrication, les essais et la mise en
service des tableaux MT/BT aux postes électriques de cet énorme projet. C’est au sein de cette
perspective que s’inscrit notre partie dont l’objectif primordial est le suivi de chaque étape pour
finaliser le projet en étant des assistants de l’ingénieur d’études qui nous a affecté de se
concentrer sur le tableau 02E-EB40. Pour atteindre les objectifs souhaités, nous avons
développé ce travail en cinq chapitres. Epsilon2014
Après avoir donné une présentation sur l’organisme d’accueil, on a consacré le deuxième
chapitre à l’analyse du cahier des charges, en expliquant le principe de fonctionnement et le
matériel utilisé. En ce qui concerne le troisième chapitre, on a repris toutes les étapes pour
aboutir au tracé des schémas types « schéma de puissance, de commande,… » En s’adaptant un
peu avec le logiciel Autocad Electrical.
Grâce au temps qui nous a resté, on a entamé la partie de l’architecture de supervision en
faisant son étude pour résoudre un problème crucial qui est le temps d’affichage des données
dans le PC industriel qui sera bien expliqué dans le dernier chapitre.
12
i. pRéSEnTATion dE
l’oRgAniSmE d'AccUEil
I. Introduction
Le présent chapitre introduit une présentation générale sur la société CENTRELEC, où nous
avons effectué notre stage technique, en identifiant son domaine de travail ainsi que toutes les
informations concernant cette entreprise tant au niveau technique que personnel.
II. Aperçu sur l’entreprise CENTRELEC
CENTRELEC est une entreprise anonyme marocaine, spécialisée dans la distribution des
produits et des solutions en automatisme industriel, électrotechnique, et électronique de
puissance. Elle a été créée en 1979 avec comme premier objectif, la distribution des produits
électriques basse tension. Pendant les 32 ans d’existence, CENTRELEC a pu faire sa place dans
le marché des produits et solutions électriques comme étant un fournisseur bien réputé se
distinguant par son dynamisme et sa recherche continue.
Aujourd’hui, CENTRELEC est reconnue par sa contribution à l’efficience des installations
de sa clientèle en l’offrant des solutions innovantes et conformes à leurs besoins. Avec un
effectif de 190 personnes, cette dernière est l’une des rares sociétés qui jouit d’un personnel
hautement qualifié. Elle s’est inscrite dans une démarche-qualité qui s’est couronnée par la
certification de son système conformément à la norme ISO 9001 v 2000 décernée par SNIMA.
13
Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel
III. Historique
La société CENTRELEC a eu la naissance comme magasin en 1979 spécialisée dans le
domaine du départ moteur. En 1982, elle a signé un partenariat avec SPRECHER + SCHUH,
ensuite en 1993, cette dernière est entrée en partenariat exclusif avec Rockwell Automation.
Elle a démarré l’activité des tableaux électriques en 1999. Création de son siège en 2006 ainsi
que de nouveaux locaux. En 2008 CENTRELEC redynamise la distribution et se lance dans
l’export. L’OCP a attribué la partie électrique de son projet la laverie MEA à CENTRELEC en
2009. En 2011, cette dernière a été sélectionnée par ISO International pour l’accompagnement
du projet RSO (Responsabilité sociétale des organisations) ISO 26000.
IV. Fiche signalétique
La figure ci-dessous résume les informations essentielles à propos de la société
CENTRELEC qui sera présentée sous forme d’une fiche signalétique :
Raison sociale : CENTRELEC
Siège social : 34, Bd MLY SLIMANE, Roches Noires, CASABLANCA
Forme juridique : Société anonyme
Capital social : 27.777.700
Directeur général : Mr. Azelarab El HARTI
Date de création : 1979
Secteur d’activité : Distribution de matériels électriques + Conception et fabrication des
tableaux électriques BT/MT fixes et débrochables
Identification fiscale : 01049381
Effectif : 190 collaborateurs (dont 45 ingénieurs)
Site web : www.centrelec.com
Figure 1 : Fiche signalétique de CENTRELEC
14
Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel
V. Principaux partenaires de CENTRELEC
 ROCKWELL AUTOMATION
Entreprise de génie électrique et d’automation. C’est un fournisseur d'envergure mondiale
de solutions d'automatisation industrielle, de puissance, de contrôle et d'information, elle est
connue par sa marque Allen Bradley.
 EATON
Leader technologique international dans le secteur des composants et systèmes électriques,
la distribution et le contrôle de l’alimentation. Il est le deuxième constructeur mondial des
onduleurs.
 COOPER POWER SYSTEM
Constructeur mondial des solutions de qualité pour les installations électriques moyennes
et haute tension, il fournit aussi des composants et des systèmes fiables dans le monde entier
destinés à assurer une continuité de service.
 AEES
Leader mondial en UPS industriel et forte expertise en éclairage de sécurité.
 DUCATI
Constructeur mondial spécialisé dans la fabrication des batteries et armoires de
compensation.
 IME
Constructeur mondial spécialisé dans la fabrication d’appareillage de mesure.
 FERRAZ SHAWMUT
Constructeur mondial spécialisé dans la fabrication des fusibles et les appareillages de
protection électrique.
15
Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel
 MICROENER
Est la filiale française de la société italienne MICROELECTRONICA SCIENTIFICA qui
construit des systèmes et des ensembles de protection performants pour les installations
électriques à haute et moyenne tension.
VI. Principaux concurrents de CENTRELEC
CENTRELEC opère dans un marché très concurrentiel animé principalement par des
sociétés multinationales présentées directement à travers des filiales ou à travers des
représentations :
 SIEMENS
Un groupe international d’origine allemand de haute technologie. Le fonctionnement de
l’entreprise se déroule dans les domaines suivants : les télécommunications, les automatismes,
le contrôle, l’énergie, le médical, les transports et l’éclairage.
 ABB
Un groupe en Suisse qui exerce principalement dans les technologies de l’énergie et de
l’automation.
 Schneider
Schneider Electric est un groupe industriel européen à dimension internationale, qui
fabrique et propose des produits de gestion d’électricité, des automatismes et des solutions
adaptées à ces métiers.
16
Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel
VII. Métiers et secteurs d’activité de CENTRELEC
La mission principale de CENTRELEC est de contribuer à l’efficience des installations de
ses clients en offrant des solutions innovantes et conformes à leurs besoins présents et futurs,
ceci se manifeste en 6 métiers :
La couverture sectorielle assurée par CENTRELEC est très large concernant des domaines
variés cités dans le tableau ci-dessous :
Domaines Sociétés
Mines, carrières et activités d’extraction Ocp - Managem - Lafarge - Sonatrach - Fertial
Pétrochimie, chimie et raffinage Snep - Sonatrach - Fertial - Ziz - Afriquia
Métallurgie Maghreb Steel - Aluminium du Maroc -
Arcelormittal
Production, Transport et distribution d’électricité One - Jlec - Regies Autonomes
Pompage, traitement des eaux et stations de
dessalement
Onep - Ormva - Veolia - Regies Autonomes
Agroalimentaire et industrie de process Cosumar - Lesieur Cristal - Centrale Laitière -
Copag
Tertiaire et infrastructure Onda - Marsa Maroc - Mosquée Hassan II …
Tableau 1 : Domaines fonctionnels de CENTRELEC
Métier N°1 : Tableaux MT/BT (TAB).
Métier N°2 : Variateurs de vitesse et démarreurs MT(VAR).
Métier N°3 : Automatisme, analyse vibratoire et contrôle commande(AUT).
Métier N°4 : Produits basse tension (PBT).
Métier N°5 : Produits moyen tension pour les réseaux(PMR).
Métier N°6 : Mise en service(SCE).
17
Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel
VIII. Structure de CENTRELEC
Organigramme de CENTRELEC :
Organisation et fonctionnement :
CENTRELEC a organisé différentes directions opérationnelles :
 Direction Générale :
Concevoir, Définir et mettre en œuvre la stratégie de l’entreprise, et veiller à son
fonctionnement opérationnel.
 Direction commerciale et marketing :
 Commerciale :
Cette direction vise à la prospection et le développement du marché marocain en proposant
et vendant des produits et des solutions conformes aux besoins de ce dernier, ceci en
concordance avec la stratégie et les objectifs de l’entreprise.
Figure 2 : Organisme de CENTRELEC
18
Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel
 Marketing :
Elle a pour mission la définition, la gestion, l’adaptation et le développement de l’offre de
CENTRELEC en fonction des attentes et des besoins du marché cible, et la fourniture des
informations nécessaires à la réussite des missions des services internes, ainsi que la définition
et la réalisation de l’ensemble des actions de communication commerciales permettant de
prescrire leur offre auprès des clients et d’améliorer l’image de marque et la notoriété de
CENTRELEC en tenant compte de la stratégie et les objectifs de l’entreprise.
Ce service a une relation étroite avec le service commercial car il a des contacts avec les
clients. En effet, il prépare les brochures de nouveaux matériels qui seront adressés aux clients
de la société en leur présentant le produit, ses caractéristiques et ses utilisations.
En outre, il s’occupe de l’organisation et la préparation des séminaires et des réunions de la
société en préparant les documents, les catalogues, les badges...etc.
Du fait que les clients ont toujours besoin de savoir les actualités et les nouveautés de la
société, CENTRELC édite trimestriellement un journal appelé ECHOS CENTRELEC dont le
service marketing qui est chargé de son élaboration et sa diffusion.
 Direction ingénierie et Développement :
Ce service s’occupe de la réalisation des solutions conformes aux normes et aux exigences
des clients en respectant les contraintes du coût et du délai, en prenant en considération les
objectifs et la stratégie de CENTRELEC.
 Direction fabrication :
Produire les équipements et les solutions vendus selon les conditions contractuelles.
 Direction Achat et logistique :
 Service Achat :
Procéder aux achats de CENTRELEC pour les produits et les services à revendre ou qui
rentrent dans la fabrication des tableaux dans les meilleurs conditions de conformité de produits,
de prix, de délai, de garantie et de conditions de paiement.
19
Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel
 Service Logistique :
Assurer la logistique aval conformément aux exigences du client, ainsi la gestion du stock
en respectant bien sûr la stratégie et les objectifs de l’entreprise.
 Direction Ressources :
Avoir des compétences en adéquation avec les besoins de CENTRELEC et mettre en place
une politique Ressources Humaines conforme avec les objectifs et la stratégie de l’entreprise.
Soutenir le développement de CENTRELEC à travers la mise en place de politiques
adéquates de financement, de moyens généraux, de système d’information et de contrôle de
gestion en tenant compte encore des objectifs de l’entreprise.
IX. Conclusion
Il est sûrement que la société CENTRELEC a contribué dans la conception de nouvelles
solutions qui répondent aux besoins des clients. Après avoir donné une idée globale sur
l’organisme qui nous a accueillis, nous allons aborder dans le chapitre suivant notre projet tout
en analysant et clarifiant le cahier des charges
20
ii. AnAlYSE dU cAhiER dES
chARgES
I. Introduction
Dans une première phase du projet, une étude bien détaillée des éléments d’entrée a été
menée. Elle constitue principalement, dans notre cas, le cahier des charges comprenant des
centaines de feuilles. Cette étude a permis de comprendre les besoins du client avec toutes ses
spécificités et ses obligations. Le présent chapitre est une présentation simplifiée de l’étude
menée.
II. Situation du projet
Le projet dont nous avons fait partie, était de répondre à l’appel d’offre N° PCAP-902/12M
de l’OCP en faisant la conception, la fabrication, les essais et la mise en service des Tableaux
basse tension destinés aux postes électriques du Projet «Fourniture, montage et mise en service
des tableaux électriques MT/et BT pour les projets ligne E et adaptation Atelier Phosphorique
au Phosphate pulpe ». Dans ce cadre, CENTRELEC doit fournir les 12 tableaux désignés
comme suit :
 00E-EB40
 02E-EB40
 02E-EB40-01
 02E-EB40-02
 03E-EB40
21
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
 03E-EB40-01
 03E-EB40-02
 03E-EB40-03
 03E-EB50
 03E-EB50-01
 00E-EG40
Puisque ces derniers sont à peu près semblables, notre encadrant nous a proposé de se
concentrer sur le tableau 02E-EB40 qui se trouve dans « MCC room » comme l’indique la
photo ci-dessous
III. Éléments d’entrées
Caractéristiques du tableau 02E-EB40
Le tableau ci-dessous résume toutes les caractéristiques techniques et dimensionnelles
situées dans le cahier des charges(1)
ou à partir des réunions établies entre l’OCP et
CENTRELEC.
Ces caractéristiques englobent des spécifications techniques comme la tension du réseau,
la fréquence, la tension de commande, la tension de chauffage et d’éclairage, la température
ambiante, la couleur du tableau, les dimensions du tableau et d’autres termes expliqués ci-
dessous
(1)
fiches techniques : voir l’annexe (1)
Figure 3 : Emplacement de 02E-EB40 dans la salle des tableaux
22
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
 Tension assignée de tenue aux chocs
Il s'agit de la valeur maximale d'une tension de tenue aux chocs à laquelle le circuit d'un
ensemble est capable de résister dans des conditions spécifiées et à laquelle les valeurs
d'isolement font référence. Elle doit être égale ou supérieure aux valeurs des surtensions
transitoires se produisant dans le système dans lequel l'ensemble est inséré.
 Courant nominal du Jeu de barres « JDB »
C’est le courant de l’ensemble des conducteurs rigides distribuant le courant électrique à
l’intérieur d’une enveloppe BT à l’exception des conducteurs placés en aval des divers appareils
de protection et/ou de commande.
Spécifications techniques Valeur
Tension de service 660 (ACB 3200)
Courant nominal du JDB horizontal 3200
Courant nominal du JDB vertical connexion ACB 3650
Température Ambiante 40°C
Courant de courte durée Icw (JDB) principal (KA.1s) 50
JDB principal horizontal 2//120x10
JDB principal vertical connexion ACB 3//100x10
JDB Vertical de distribution 2//25x10
Courant nominal de JDB vertical de distribution 985
Courant de courte durée « Icw » de JDB vertical de distribution
(KA.1s)
50
Tension d'isolement (V) 1000
Tension assignée de tenue aux chocs (KV) 12
Régime de neutre IT
Tension auxiliaire de commande/ de commande de DEPART
DISJONCTEUR arrivée/ chauffage et éclairage colonne
220VAC
Tension auxiliaire de signalisation 24 VDC
Fréquence assignée (HZ) 50
Forme de séparation des unités fonctionnelles 4a
Couleur RAL7035
Degré de protection IP54
Norme de référence IEC60439-01
Largeur 7000
Tableau 2 : Caractéristiques du 02 E-EB40
23
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
 Degré de protection
Le code IP indique le degré de protection fourni par une enveloppe contre tout accès aux
parties dangereuses, toute pénétration d'objets étrangers solides et toute infiltration d'eau. Le
code IP représente le système d'identification des degrés de protection en conformité avec les
prescriptions de la norme IEC 60529.
 Courant assigné de courte durée admissible Icw
Est la valeur efficace du courant relatif à l'essai de court-circuit pendant 1 s sans ouverture
des protections, déclarée par le fabricant d'ensemble, à laquelle l'ensemble peut résister sans
dommages dans les conditions spécifiées, définies en termes de courant et de temps. Différentes
valeurs Icw peuvent être assignées à un ensemble pour différentes durées.
Liste des consommateurs du tableau 02E-EB40
Le tableau ci-dessous représente la liste des consommateurs, qui sont soit des départs ou des
arrivées fournit par le client concernant le 02E-EB40, extraits à partir du cahier des charges.
A l’aide de l’équipe de travail, on a affecté pour chaque consommateur un schéma type qui
sera élaboré par la suite. Cette codification a été effectuée pour simplifier et standardiser le
travail ainsi que pour faciliter la communication entre les membres de l’équipe.
Repère Type Courant Puissance Unité Schéma type
ARRIVEE SECOURS ARRIVEE SECOURS 1600 _ KW 660ARV32
660/380V 75KVA TRANSFORMER DEPART DISJONCTEUR 80 _ A 660FOL31
02E-EB40-04 DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31
SPARE DEPART DISJONCTEUR 80 _ A 660FOL31
02E-EB40-02 DEPART DISJONCTEUR 400 _ A 660FOL31
SPARE DEPART DISJONCTEUR 500 _ A 660FOL31
SPARE DEPART DISJONCTEUR 400 _ A 660FOL31
COUPLAGE COUPLAGE 1600 _ A 660CPL30
ARRIVEE 1 ARRIVEE 3200 _ A 660ARV30
SPARE DEPART MOTEUR _ 3 KW 660DOL30
02E-EB40-05 DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31
00E-PP-002 DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31
00E-PP-001 DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31
SPARE DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31
24
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
SPARE DEPART DISJONCTEUR 32 _ A 660FOL30
02E-A-05B DEPART MOTEUR _ 15 KW 660DOL30
SPARE DEPART MOTEUR _ 37 KW 660DOL31
02E-EB40-01 DEPART DISJONCTEUR 500 _ A 660FOL31
02E-EB40-03 DEPART DISJONCTEUR 2000 _ A 660FOL32
ARRIVEE 2 ARRIVEE 3200 _ A 660ARV31
Tableau 3 : Liste des consommateurs
Spécifications techniques des composants :
Cette partie prend une place cruciale pour répondre aux besoins exacts du client. C’est pour
cette raison, qu’il faut extraire les spécifications techniques nécessaires à partir du cahier des
charges, d’une façon bien structurée et organisée. Ceci pour nous aider dans le choix du matériel
d’une façon optimale.
Composants essentiels des schémas types
Pour éclaircir les choses et avant de passer aux spécifications techniques, nous allons définir
les composants essentiels dans les schémas types.
 Disjoncteur :
Un disjoncteur est un dispositif électromécanique, voire électronique, de protection dont la
fonction est d'interrompre le courant électrique en cas d'incident sur un circuit électrique. Il se
compose d’un déclencheur thermique de surcharge, d’un déclencheur électromagnétique de
court-circuit, d’un système de commande d’un jeu de contacts principaux et de contacts
auxiliaires. ce sont les blocs fonctionnels plus importants. En intégrant tous ces blocs
fonctionnels dans une seule unité il est possible de remplacer de nombreux éléments d’une
installation par un seul dispositif qui est le disjoncteur. Ce dernier remplit les fonctions
suivantes :
 Protection contre le court-circuit
 Protection des moteurs
 Protection des fils de raccordement
 Protection des installations
 Signalisation de l’état de commutation
25
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
 Indication de déclenchement
 Commutation dans des conditions normales de fonctionnement
 Commutation à distance
 Sectionnement
 Verrouillage avec cadenas.
Parmi les types qui nous intéressent, on a :
 ACB : type des disjoncteurs grands et ouverts utilisés pour protéger les installations
faisant appel à des courants supérieurs à 100A.
 MCCB : disjoncteurs en boitier moulé. En allemand, sous-entendu disjoncteurs de
petites dimensions. Disjoncteur dont le boitier moulé en matériau isolant fait partie
intégrante du dispositif.
Parmi les caractéristiques les plus importantes, on trouve :
 Le pouvoir de coupure
C’est l’intensité maximale du courant de court-circuit que peut interrompre le dispositif de
protection sans se détériorer ni mettre en danger l’entourage. Il doit être au moins égal au
courant de court-circuit présumé au point d’installation du disjoncteur (Pdc>Icc max). Si ce
n’est pas le cas, il doit être associé à un autre dispositif de coupure situé en amont et ayant le
pouvoir de coupure nécessaire.
 Le courant assigné In
C’est la valeur maximale du courant ininterrompu que peut supporter un disjoncteur équipé
d’un déclencheur à une température ambiante précisée par le constructeur, en respectant les
limites d’échauffement prescrites. Exemple : un C161N équipé d’un déclencheur D125 à un
courant assigné In de 125 A.
 Le pouvoir de coupure de service Ics
Grandeur caractéristique d’un disjoncteur définie par la norme internationale CEI. Il
indique le courant que le disjoncteur est capable d’interrompre avec une certaine endurance :
après trois coupures successives à Ics, le disjoncteur conserve toutes ses caractéristiques de
fonctionnement. Le pouvoir de coupure de service est donné par le constructeur en fonction du
pouvoir de coupure ultime: lcs = 25 %, 5O%, 75% ou 100%Icu.
26
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
 Centrale de mesure
Une centrale de mesure est un organe électrotechnique servant à mesurer et à analyser un
réseau électrique. Une centrale de mesure concentre les fonctions de plus d'une dizaine d'outils
électriques tels que les wattmètres, ampèremètres, etc. Parmi les caractéristiques qu’il faut
prendre en considération pour une centrale de mesure :
 La précision :
Selon les centrales de mesure, la précision dans les mesures peut varier. En règle générale,
il existe quatre classes de précision : 1 %, 0,5 %, 0,2 % et 0,1 %.
 Le nombre de valeurs mesurées :
Le nombre de valeurs mesurées dépend du niveau de précision de la centrale de mesure,
d'informations de base comme la tension ou l'intensité par phase. Une centrale de mesure peut
relever des mesures très perfectionnées telles que le taux de distorsion harmonique,
les harmoniques jusqu'au rang 63 ou les flickers.
 Contrôleur permanent d’isolement (CPI)
C’est un appareil électrique souvent électronique, permettant de détecter un défaut sur
une installation de type IT. Il comprend essentiellement un générateur de tension continue
(réseau alternatif) ou un générateur de tension alternative (réseau continu) et un relais de
détection à seuil pour le courant de défaut. Ce dispositif est utilisé dans l'industrie (par exemple
dans une fonderie, un arrêt du four rendrait le métal solide et la machine serait à remplacer) et
dans les hôpitaux car il ne coupe l'alimentation en électricité de l'installation, qu'en cas de
deuxième défaut se produit sur cette installation (sur une autre phase les sécurités se
déclenchent, ce qui n'est pas le cas si un autre défaut est sur la même phase, cela n'a aucun
impact, la sécurité des personnes et de l'installation est toujours assurée), ce qui permet à
la maintenance de réparer le premier défaut, sans avoir de perte de productivité ou d'interruption
dans les soins.
 Le régime IT
Le régime IT permet d'assurer une protection des personnes sans coupure dès qu'apparaît
un défaut. Il est mis en œuvre dans les installations comportant un poste de transformation privé.
I : Signifie que le neutre est isolé de la terre ou relié à la terre par une impédance élevée
27
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
T : Signifie que les masses sont reliées à une prise de terre.
 Contacteur
Un contacteur est un appareil électrotechnique destiné à établir ou interrompre le passage
du courant, à partir d'une commande électrique ou pneumatique Il a la même fonction
qu'un relais électromécanique, avec la différence que ses contacts sont prévus pour supporter
un courant beaucoup plus important. Ainsi, des contacteurs sont utilisés afin d'alimenter des
moteurs industriels de grande puissance (plus de 50 kW) et en général des consommateurs de
fortes puissances. Ils possèdent un pouvoir de coupure important. Ils sont aussi utilisés en milieu
domestique pour alimenter des appareils électriques comme le chauffage ou le chauffe-eau, car
les organes de commande (thermostat, interrupteur horaire et autres contacts de commande)
risqueraient d'être rapidement détériorés par le courant trop important.
 Transformateur de courant
Les transformateurs de courant sont utilisés pour fournir l’information aux « relais » de
protection et/ou de mesure du courant, de la puissance, de l’énergie. Pour cela ils doivent
délivrer un courant secondaire proportionnel au courant primaire qui les traverse. Ils doivent
donc être adaptés aux caractéristiques du réseau : tension, fréquence et courant. Ils sont définis
par leur rapport de transformation, leur puissance et leur classe de précision. Leur classe de
précision (précision en fonction de la charge du TC, et de la surintensité) est choisie en fonction
de l’utilisation.
Un TC « protection » doit saturer suffisamment haut pour permettre une mesure assez
précise du courant de défaut par la protection dont le seuil de fonctionnement peut être très
élevé. On demande donc aux capteurs de courant un Facteur Limite de Précision (FLP), en
Figure 4 : Principe de fonctionnement de CPI
28
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
général assez important. A noter que le « relais » associé doit être capable de supporter des
surintensités importantes
Un TC « mesure » nécessite une bonne précision dans un domaine voisin du courant
nominal, et il n’est pas nécessaire que les appareils de mesure supportent des courants aussi
importants que les relais de protection c’est pourquoi les TC « mesure » ont, contrairement aux
TC « protection », un Facteur de Sécurité (FS) maximal afin de protéger ces appareils par une
saturation plus précoce.
 Relais de protection
Un relais de protection destiné à surveiller l'état de certains éléments d'un réseau
électrique, en particulier les lignes ou câbles haute tension, mais également les transformateurs
de puissance et les générateurs. Elle a pour fonction de détecter les défauts électriques (court-
circuit sur la ligne), et de donner au disjoncteur l'ordre d'ouvrir pour mettre hors tension la ligne.
Pour choisir un relais, il faut tout d’abord identifier la protection désirée. Afin de simplifier le
travail, on a des codes qui s’appellent codes ANSI dont quelques-uns seront explicités ci-
dessous. chaque code désigne une protection bien définie.
Tableau 4 : Codes ANSI de protection
29
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
Spécifications techniques
Après avoir défini la composition des consommateurs, on va extraire pour chaque
équipement ses spécifications données dans le cahier des charges. Prenant par exemple le
disjoncteur qui a comme caractéristiques le type, l’état et le courant. Ainsi les relais avec les
protections qu’ils doivent effectuées, définies sous la forme des codes ANSI. Le tableau ci-
dessous présente chaque matériel avec ses spécifications techniques.
Arrivées
Disjoncteur Transfo de tension 1 Transfo de tension 2
Voltmètre Ampèremètre
Courant / puissance Etat normal Tension Puissance Tension Puissance
660ARV37 ACB - 3150 F - SD
660
√3
110
√3
100 VA
660
√3
110
√3
100 VA 0 – 690 V 0 – 3150 A
660ARV30 ACB - 3150 F - SD 100 VA 100 VA 0 – 750 V 0 – 3150 A
660ARV31 ACB - 3150 O - SD 100 VA 100 VA 0 – 750 V 0 – 3150 A
660ARV32 ACB - 1600 O - SD 100 VA 100 VA 0 – 690 V 0 – 1200 A
660CPL30 ACB - 1600 F - SD 100 VA ---- 0 – 690 V ----
660FOL32 ACB - 2000 F - SD 100 VA ---- ---- ----
660DOL30 MCCB- P<18.5 KW F - SD ---- ---- ---- ----
660DOL31 MCCB - 55<P<132 F - SD ---- ---- ---- ----
660FOL30 MCCB – 32 F - SD ---- ---- ---- ----
660FOL31 MCCB - 63 F - SD ---- ---- ----
Tableau 5 : Spécifications techniques du matériel
Arrivées
Transfo de courant 1 Transfo de courant 2 Relais de protection / de default
Courant Puissance Classe Courant Puissance Classe Les protections Les mesures
660ARV37
3150
1
15VA 0.5
3150
1
15VA 5P20 51;51N;95;97;86.1 KW – KWh – KVA – A - V
660ARV30 15VA 0.5 15VA 5P20 51;51N;95;97;86.1 KW – KWh – KVA – A - V
660ARV31 15VA 0.5 15VA 5P20 51;51N;95;97;86.1 KW – KWh – KVA – A - V
660ARV32 15VA 0.5 15VA 5P20 ---- ----
660CPL30 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 86 A
660FOL32 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V
660DOL30 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V
660DOL31 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V
660FOL30 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V
660FOL31 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V
30
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
IV. Principe de fonctionnement
Après l’étude et l’analyse du cahier des charges, on peut résumer et simplifier le principe
de fonctionnement du tableau 02E-EB40 par la figure illustrée ci-dessous :
Afin de respecter le cahier des charges imposé, il faut adopter un fonctionnement normal
qui met en marche tous les équipements sans exception, et un fonctionnement secours qui fait
fonctionner seulement les équipements critiques et essentiels.
Fonctionnement normal
Dans le fonctionnement normal, c’est l’arrivée normale a pour schéma type 660ARV30
qui est censé d’alimenter le tableau 02E-EB40. l’utilisation d’une redondance par l’arrivée
secours , de schéma type 660ARV31,dans le cas d’une maintenance programmée ou
l’apparition d’un problème au bout de l’arrivée normale. cette arrivée secours est alimentée par
une arrivée secours principale à partir d’une gaine à barres à condition que le fonctionnement
des arrivées secours soit non simultané comme il est affiché dans la figure ci-dessus.
Figure 5 : Architecture du tableau
31
Chapitre II : Analyse du cahier des charges
Fonctionnement secours
Dans les cas nécessaires, le coupleur qui a le schéma type 660CPL30 s’ouvre en
débranchant le tableau en deux parties. la partie la plus importante va être alimentée par
l’arrivée groupe, qui a le schéma type 660ARV32, grâce au groupe électrogène en mettant hors
tension l’autre partie.
V. Conclusion
Après la lecture de ce chapitre, on voit bien que le travail demandé à réaliser est devenu
plus clair, le fonctionnement ainsi la composition du tableau électrique. le chapitre suivant
constitue la réponse au cahier des charges en suivant une démarche bien spécifiée chez
CENTRELEC
32
iii. ElAboRATion dE plAn dE
fAçAdE ET SchémAS TYpES
I. Introduction
L’objectif de ce chapitre est de répondre au cahier des charges en suivant une procédure
bien définie. Le choix de matériel exploité ainsi l’analyse fonctionnelle qui doit être effectuée
avec une grande précision des arrivées nécessaires pour obtenir des schémas types sans aucune
ambiguïté.
II. Plan de façade et schéma unifilaire
Avant de passer au choix définitif du matériel, une connaissance préliminaire des
composants essentiels utilisés, est nécessaire voire obligatoire, pour nous aider à élaborer le
plan de façade et le schéma unifilaire.
Plan de façade
Le plan de façade est un dessin qui montre l’aspect général de la construction et la
constitution des tableaux électriques, en prenant compte de la taille, de l’encombrement du
matériel, ainsi la puissance nécessaire pour chacun
33
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Comme, il est montré ci-dessous, on a le plan de façade de notre tableau qui contient les 3
arrivées normale, de secours et du groupe électrogène qui alimentent les armoires à partir le jeu
des barres horizontale ( en rouge) de dimension 2*120*10/ph et les tiroirs qui contiennent les
départs par un jeu des barres verticale de dimension 2*25*10 mm.
Schéma unifilaire
C’est une représentation schématique d’une installation électrique fixe, qui ne tient pas
compte de la position du matériel électrique mais qui donne, grâce à des symboles, la
composition de chaque circuit élémentaire et l’interconnexion des circuits élémentaires entre
eux pour former l’installation électrique.
Dans la figure ci-dessous on va représenter le schéma unifilaire du tableau qui élabore les
départs et les arrivées déjà cités dans le plan de façade d’une manière simple et claire en
spécifiant la position de l’armoire et le tiroir
Figure 6 : Plan de façade du tableau 02E-EB40
Figure 7 : Plan de façade du tableau 02E-EB40
34
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Exemples de constituants du schéma unifilaire
 Départ moteur
La figure à côté montre le schéma unifilaire d’un départ
moteur qui est composé d’un disjoncteur magnétothermique, d’un
contacteur, 3 transformateurs de courant, un relais de protection et
un tore.
Chaque départ est fréquenté d’un tableau qui contient des
informations tels que la polarité, le type de départ, la puissance, la
position du tiroir et la colonne qui contient ce départ.
Figure 8 : schéma unifilaire du tableau 02E-EB40
Figure 9 : schéma uniflaire d’un départ
moteur
35
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 Départ disjoncteur
Le départ illustré dans la figure est un départ disjoncteur qui
contient un disjoncteur magnétothermique et un tore avec un
relais de défaut. Parfois, on ajoute un Ampèremètre et un
transformateur de courant selon la puissance de départ.
 Arrivée normale
L’arrivée normale est une arrivé très importante car elle
alimente tous les départ du tableau 02E-EB40. C’est pour cette
raison elle est bien protégée que les autres arrivées. Elle est
constituée d’un disjoncteur, d’une unité centrale de mesure, deux
transformateurs de tension, un pour la mesure et l’autre pour la
protection, six transformateurs de courant, trois pour la mesure
et le reste pour la protection, un contrôleur permanant
d’isolement, un relais de protection, un voltmètre et un
ampèremètre.
 Arrivée secours
L’arrivée secours est une arrivée essentielle, elle joue à peu
près le même rôle que l’arrivée normale. Elle est constituée de
mêmes composants que l’arrivée normale à part le contrôleur
permanant d’isolement.
Figure 10 : schéma uniflaire
d’un départ disjoncteur
Figure 11 : schéma uniflaire de
l’arrivée secours
36
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 Arrivée groupe
L’arrivée groupe est une arrivée spéciale, car elle est dédiée
pour les cas urgents. Cette dernière contient un disjoncteur, une
unité centrale de mesure, deux transformateurs de tension, un
pour la mesure et l’autre pour la protection, six transformateurs
de courant, trois pour la mesure et le reste pour la protection, un
contrôleur permanant d’isolement, un voltmètre et un
ampèremètre.
III. Choix de matériel
Le choix de matériel est une étape cruciale et assez critique dans le déroulement de l’étude
d’un projet, puisqu’il faut prendre en considération plusieurs facteurs tels que, la formation du
personnel, utilisation du matériel du fournisseur partenaire et le plus important est de minimiser
le coût le plus possible.
A cause de notre manque d’expérience et la contrainte du temps, l’ingénieur d’étude qui s’est
préoccupé de ce choix et nous nous sommes contentés de suivre cette démarche et faire des
recherches pour avoir une idée sur ce matériel et comprendre son fonctionnement.
Exemple de choix d’un disjoncteur
Pour faire le choix d’un matériel, il faut extraire d’avance les caractéristiques techniques
qui sont prioritaires pour le choix voulu. Après il faut chercher dans le catalogue du fournisseur
les équipements qui répondent au besoin demandé. Dans le cas où une spécification du
fournisseur n’est pas conforme 100% à celle du client on peut faire une majoration ou bien une
minoration de notre choix et cela dépend du cas traité.
Chaque fournisseur a sa manière pour classifier son matériel en faisant des codifications
pour faciliter la tâche sur le client. Dans ce cas on va prendre l’exemple d’Eaton.
Figure 12 : schéma uniflaire
de l’arrivée principale
37
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 Choix de disjoncteur de 660ARV30 :
D’après le cahier des charges, ce disjoncteur est de type ACB, de courant 3150A, de tension
660V et qui a un pouvoir de coupure 50 KA. La commande de ce disjoncteur se fait par
envoyer le code MWI6323LEANNNNRPRN6EHHNWX, chaque lettre ou numéro a une
signification expliquée dans la figure ci-dessous :
 Choix du disjoncteur de départ 660FOL31 :
Ce disjoncteur a les mêmes caractéristiques que celui qui précède, sauf le courant qui a la
valeur 63A. Le choix a été fait du catalogue de la famille NZM illustré dans la figure ci-dessous
qui a la référence NZML2-ME90.
Figure 13 : Exemple 1 d’un catalogue pour le choix du disjoncteur
38
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Figure 14 : Exemple2 d’un catalogue pour le choix d'un disjoncteur
Le matériel final exploité
Les critères qu’il faut prendre en considération lors du choix de matériel se diffèrent d’un
matériel à l’autre. Dans cette partie on va citer pour chaque équipement les caractéristiques
collaborant pour faire un choix décisif.
Pour ce choix, on va prendre en compte non seulement les spécifications électriques mais
encore les exigences du cahier des charges concernent la supervision, qui seront bien détaillées
dans le chapitre V, tel que les protocoles de communication supportés.
 Choix d’un API
Les éléments qui caractérisent un automate sont le nombre des I/O, le nombre de modules
qu’on peut ajouter, la vitesse du traitement, le type et le nombre des ports de communication
ainsi les protocoles supportés.
 MicroLogix 1100
Cet automate a la marque Allen-Bradley
 Il inclut un port EtherNet/IP 10/100 Mbits/s intégré.
 Il peut Fournir 8 Ko de mémoire (4 Ko de programme
utilisateur et 4 Ko de données utilisateur).
 Ce dernier permet l'accéder, de contrôler et de programmer à partir de n'importe quelle
connexion Ethernet.
 Il fournit un serveur Web embarqué qui vous permet de configurer les données d'automate à
afficher sous forme de page Web.
 Il contient un port combiné RS-232/RS-485 isolé pour la communication série et en réseau.
 il permet de contrôler et de modifier les données d'automate via un écran LCD embarqué
39
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 il est compatible avec les modules d'E/S d'extension MicroLogix 1762 (jusqu'à quatre modules
par automate)
 MicroLogix 1400
Il a la même marque que le MicroLogix 1100, mais il a plus de
fonctionnalités.
 Son port Ethernet fournit une capacité de serveur Web, de
messagerie et la prise en charge du protocole DNP3
 Il contient un écran LCD intégré avec rétro-éclairage qui vous
permet d'afficher l'état de l'automate et des E/S
 Il permet d'étendre les fonctionnalités d'application grâce à la prise en charge d'un maximum
de sept modules
 Il a jusqu'à six compteurs rapides de 100 kHz embarqués.
 Il admet deux ports série avec la prise en charge des protocoles DF1, DH-485, Modbus RTU,
DNP3 et ASCII
 Son mémoire programme utilisateur de 10 Ko de mots et son mémoire de données utilisateur
de 10 Ko de mots)
 Il a jusqu'à 128 Ko pour l'archivage des données et 64 Ko pour les recettes
 Choix d’un relais
Le choix d’un relais impose dans un premier temps la connaissance de la protection désirée
ainsi quelques caractéristiques électriques telles que la puissance…
 Relais MM200
C’est un relais de protection des moteurs en basse tension, qui se
trouve par exemple dans le départ 660DOL30
Communications
• Il permet une mise en réseau par RS485
• Il supporte plusieurs protocoles : ModBus RTU - ODVA DeviceNet
et Profibus.
40
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Interface utilisateur
• Il contient un panneau de configuration en option avec les boutons poussoirs de commande et
LED indicateurs de l'état
• Il inclut le logiciel de configuration enerVista MM200 pour de simple programmations et la
récupération de système ou des informations de voyage
 Relais MM300
C’est un relais de protection des moteurs, il se trouve par
exemple dans le départ 660DOL31
Communications
• Il a des interfaces réseau - deux fils RS485, RJ45
Ethernet
• Il supporte plusieurs protocoles (Modbus RTU, Modbus
TCP / IP, Profibus, DeviceNet ODVA conforme)
•il a comme ports de programmation - USB, RS485
Interface utilisateur
• Il contient un panneau de contrôle avec 12 LED indicateurs d'état, de contrôle et de moteur
• Il a une IHM dotée d'un écran graphique couleur, d’un port de programmation USB et des
touches de commande du moteur.
 FlexLogix
Le FlexLogix, qui fait partie de la famille automates Logix,
fournit un petit système, puissant et rentable repose sur les
composants suivants:
 Un automate FlexLogix1794-L34 disponible en 512 Ko de la mémoire utilisateur.
 Un automate FlexLogix qui prend en charge les instructions Logix.
 Un FLEX qui fournissent des entrées /sorties montés sur un rail DIN compact.
41
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Il fournit une communication sur la norme-basé ControlNet, DeviceNet ou EtherNet / IP,
ainsi il permet l'insertion de cartes filles pour un maximum de 2 réseaux (par exemple, un pour
DeviceNet et un autre pour EtherNet / IP)
 Relais SEL
Le relais de protection de ligne SEL-751A est la bonne solution pour la
protection industrielle, avec des I/O d’options flexibles, d’un montage facile,
et d’un paramétrage rapide.
Il fournit une protection d'alimentation complète, tel que la surintensité, la
surtension, la sous-tension, et des éléments de fréquence. La mise à niveau de
la protection est facile, sans couper ou de percer des découpes existantes
avec un petit facteur de forme et adaptateurs de montage multiples. Il s'intégré
rapidement à base de communications à la norme IEC 61850, tel que miroir Bits, DeviceNet,
et d'autres protocoles
 Nemo 96
C’est un panneau de 96x96mm qui a des multifonctions qui permettra de mesurer et afficher
les paramètres électriques monophasés ou triphasés via un écran LCD de 4 lignes. Des sorties
analogiques en option et communication RS485 sont également disponibles, en fonction de la
version utilisée. Une sortie à impulsions sans tension est fournie pour la mesure de kWh.
Tous les modèles seront afficher les paramètres suivants:
 Courant par phase
 Courant de neutre
 Tension, entre phases et entre phase et neutre
 Fréquence
 Facteur de puissance
 Puissance (kW) par phase
 Puissance (kW, KVAR)
 Max appel de puissance (kW, kVar ou kVA)
 La demande de pointe d'alimentation
 Kilowattheures avec sortie pulsée
 Distorsion harmonique totale (courant et tension)
42
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
IV. Elaboration des schémas types
L’analyse fonctionnelle est indispensable à effectuer avant d’entamer le dessin des schémas
de puissance, de commande …etc. Cette analyse est basée sur le cahier des charges. Pour les
schémas types, l’analyse fonctionnelle est réalisée par le langage Ladder Logic qui rend le
travail facile et clair pour le tracé et aussi pour la personne qui n’est pas spécialisée dans le
domaine et veut savoir le principe de fonctionnement des schémas.
Pour élaborer une analyse fonctionnelle bien précise et efficace, il faut absolument une étude
bien détaillée et structurée du cahier des charges, afin de répondre à ce dernier sans oublier la
moindre des choses en prenant en compte le fonctionnement électrique et la solution de
supervision adoptée en respectant les spécifications demandés.
Arrivées normale 660ARV30 et secours 660ARV31
Les 660ARV30 et 660ARV31 sont des arrivées inséparables puisque le fonctionnement
d’une dépend de l’arrêt de l’autre.
 Constitution du schéma de puissance :
Le schéma de puissance de l’arrivée 660ARV30 est semblable de celle 660ARV31, donc
nous nous concentrons sur l’arrivée normale. il est forcément constitué d’un disjoncteur ACB,
deux transformateurs de courant et de tension associés au relais de protection SEL-751, deux
autres transformateurs ; les valeurs de courant et de tension sont obtenus par un voltmètre et un
ampèremètre ; reliés à l’analyseur de réseau NEMO96.Puisque le régime utilisé est le régime
IT, un contrôleur permanent d’isolement IM400 est nécessaire.
 Analyse fonctionnelle du schéma de commande :
Principe de fonctionnement :
Avant d’entamer l’explication du fonctionnement, on veut signaler que le disjoncteur utilisé
est un disjoncteur qui peut avoir 3 positions connecté, test et déconnecté. le fonctionnement
peut être résumé selon 3 cas : l’arrivée 30 en marche, l’arrivée 31 en marche ou le cas de
commuter d’une arrivée à l’autre.
43
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 Arrivée 660ARV30 en marche :
Dans notre explication, on va se baser sur les actions du disjoncteur soit l’enclenchement,
le déclenchement ou le mode test.
 Avant de passer à l’action d’enclenchement il faut que le disjoncteur soit connecté et
une permission de fermeture de la part du SEL et l’upstream(2)
est obligatoire. Pour
enclencher, il faut choisir entre deux modes par un commutateur, si ce dernier est local,
l’ordre de fermeture est fait par un autre commutateur. si le mode choisi est à distance,
le SEL qui est responsable de l’enclenchement.
 Un ordre soit de la part de l’upstream, de DCS du SEL, ou donner l’ordre par un
commutateur en choisissant le mode local permet le déclenchement du disjoncteur.
Pour tester le disjoncteur, il suffit de choisir le mode local, de switcher à la position test et
qu’il doit être en mode test et n’est pas connecté.
 Arrivée 660ARV31 en marche :
Pour le fonctionnement de cette arrivée, il est pareil à l’arrivée normale sauf que dans ce
cas l’arrivée 30 doit être en disfonctionnement.
 Commutation d’une arrivée à l’autre:
Dans ce cas les deux arrivées fonctionnent en même temps, cette simultanéité ne prend pas
beaucoup de temps car c’est une étape de transition puisqu’il ne faut pas arrêter le travail pour
changer l’arrivée.
Prenant le cas où l’arrivée 31 est en marche et on veut commuter vers l’arrivée 30.tout
d’abord, On doit s’assurer que l’arrivée secours est en marche en vérifiant que le disjoncteur
associé est fermé et connecté ainsi il faut commuter vers la position désirée grâce à un
commutateur et avoir la vérification de synchronisation à partir du SEL dans ce cas on a
l’enclenchement du disjoncteur de l’arrivée 30, juste après ça le déclenchent de l’arrivée 31 est
effectué.
Le LADDER LOGIC (660ARV30) :
C’est une méthode qui facilite la réalisation des schémas sans oublier aucun détail du cahier
des charges.
44
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
(2)
upstream: voir l’annexe
 Enclenchement du disjoncteur
 Déclenchement du disjoncteur
 Test du disjoncteur
45
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Câblage et programmation du relais SEL
Les sorties du SEL sont des informations et des ordres qui assurent la protection de
l’arrivée, ses entrées constituent les états et les mesures que le relais a besoin pour donner un
ordre à base du programme illustré dans la figure suivante.
 Permission d’enclenchement
 Ordre de déclenchement
 Reset du relais
46
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 Ordre d’enclenchement
 Indication de déclenchement
 Défaut vers Flex
 Défaut vers Micrologix
 Vérification de synchronisation
Arrivée du groupe 660ARV32
Constitution du schéma de puissance :
C’est la même chose que les arrivées 30 et 31 sauf que cette arrivée ne contient pas le relais
SEL
47
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Analyse fonctionnelle du schéma de commande :
Principe de fonctionnement :
C’est l’arrivée du groupe électrogène, son principe de fonctionnement est d’alimenter la partie
la plus critique du tableau dans les cas urgents et débrancher l’autre partie grâce à un couplage
660CPL30. Comme ce qui précède, on peut expliquer la démarche de fonctionnement selon les
actions du disjoncteur.
 Pour avoir l’enclenchement, il faut vérifier les conditions suivantes : le panel donne
l’information que le ACB est fermé ainsi, il ne signale aucun défaut pour le
déclenchement, le disjoncteur est connecté aussi, il faut vérifier que le disjoncteur du
CPL30 est ouvert ou n’est pas connecté et enfin la vérification de la synchronisation
doit être effectuée.
 Un appui sur le bouton d’urgence, un ordre pour ouvrir le disjoncteur à partir du DCS
ou du panel, et enfin une signalisation de défaut par le relais conduisent au
déclenchement du disjoncteur.
 Pour tester le disjoncteur, il faut sélectionner le mode local du commutateur ainsi le
disjoncteur doit être dans la position du test et n’est pas connecté.
Le LADDER LOGIC (660ARV32) :
 L’enclenchement du disjoncteur
 Test du disjoncteur
48
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Arrivée secours principal 660ARV37
Constitution du schéma de puissance :
Aucune différence entre ce schéma de puissance et celui de l’arrivée 30.
Analyse fonctionnelle du schéma de commande :
Principe de fonctionnement :
L’arrivée 660ARV37 représente l’arrivée secours principale qui n’appartient pas à notre
tableau, elle permet d’alimenter trois tableaux qui ne peuvent pas fonctionner simultanément,
comme il est déjà expliqué. De la même façon que les arrivées précédentes on va suivre notre
structure d’analyse.
 Un ordre de fermeture par le commutateur ou du part du relais SEL, en additionnant la
permission obtenue par le SEL et l’upstream pour fermer le disjoncteur et finalement,
le disjoncteur qui doit être, bien sûr, dans la position connectée. toutes ces conditions
contribuent à l’enclenchement.
 Afin de déclencher le disjoncteur, il suffit d’avoir un ordre par le SEL ou d’après le
DCS ainsi par le choix de la fonction Trip du commutateur.
 Les mêmes conditions se répètent pour le mode test, toujours il faut le disjoncteur non
connecté et dans la position test et choisir la fonction test du commutateur.
Le LADDER LOGIC (660ARV37) :
 L’enclenchement du disjoncteur
49
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 Déclenchement du disjoncteur
 Test du disjoncteur
Câblage et programmation du relais SEL
 La permission d’enclenchement
 Reset SEL
50
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 Ordre de déclenchement
 Indication de déclenchement
 Défaut vers Flex
 Défaut vers Micrologix
Couplage 660CPL30
Constitution du schéma de puissance
La différence entre le schéma de puissance de l’arrivée 30, 31 et le couplage 660CPL30
réside dans l’absence de l’équipement NEMO dans ce schéma.
51
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Analyse fonctionnelle du schéma de commande :
Principe de fonctionnement
Le couplage 660CPL30 joue un rôle essentiel, car il permet de résoudre un grand problème
dans les cas urgents. comme d’habitude nous allons suivre la même procédure d’explication :
 Pour l’enclenchement du disjoncteur plusieurs choses contribuent dans ce fait. Tout
d’abord il faut sélectionner le mode local du commutateur et donner l’ordre de fermeture
par l’autre commutateur ou choisir le mode à distance et avoir l’ordre de fermeture du
disjoncteur par le relais SEL, après il faut s’assurer que l’arrivée 32 du groupe
électrogène n’est pas connectée, le disjoncteur doit être connecté et enfin l’arrivée 30
ou 31 doit être en fonctionnement puisqu’elle va alimenter le tableau.
 Le déclenchement est fait à partir du commutateur en choisissant le mode local ou
encore une commande de déclenchement par le DCS, ou avoir un ordre du relais SEL,
la dernière condition qui doit être vérifiée c’est que le ACB des arrivées 30 et 31 doivent
être ouverts.
Pour le cas du test c’est la même chose, il faut sélectionner le mode local du commutateur, et
l’autre doit être dans la position test ainsi le CB ne doit pas être connecté et il faut le
positionner dans le test.
Le LADDER LOGIC (660CPL30) :
 Enclenchement du disjoncteur
52
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 Déclenchement du disjoncteur
 Test du disjoncteur
Câblage et programmation du relais SEL
 La permission d’enclenchement
 Reset SEL
53
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
 Ordre de déclenchement
 Indication de déclenchement
 Ordre d’enclenchement
 Défaut vers Flex
 Défaut vers MicroLogix
Départs disjoncteur 660FOL3x et moteur 660DOL3x.
Les départs ne font pas partie de notre travail pour une seule raison, c’est qu’ils sont déjà
prêts, ses schémas de commande sont standards et se différent selon la puissance, par exemple
54
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
le départ moteur DOL33 fréquenté du relais MM200 a une puissance inférieure à 18.5 KW, et
le départ DOL32 qui utilise le relais MM300 a une puissance entre 55KW et 132KW.
Schémas types élaboré.
Le schéma type est un dossier qui contient toutes les informations associées à un départ ou
une arrivée, tel que le schéma de puissance, le schéma de commande, la nomenclature…etc.
Le travail qu’on a déjà fait spécialement le principe de fonctionnement par le LADDER
LOGIC est dédié pour élaborer les schémas types à l’aide du logiciel AUTOCAD
ELECTRICAL qu’on a assisté pas mal de fois pour connaitre et comprendre le déroulement de
cette étape. Le dossier effectué a pour direction l’atelier de fabrication et aussi il est très efficace
pour le client dans les séances de maintenance ou dans le cas d’un problème.
Exemple de l’arrivée 660ARV30
La page de garde de tous les schémas type indique les informations suivantes : le client, les
noms des responsables du projet, le nombre et les dates des modifications effectuées sur le
schéma et le type soit une arrivée ou un départ.
Figure 15 Page de garde d'un schéma type:
55
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
56
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
- La 2éme page présente le sommaire du schéma type en identifiant chaque page.
- La 3éme page contient le schéma de puissance montré dans la figure ci-dessous.
Le schéma de commande est positionné dans la 4éme page :
Figure 16 : Exemple d’un schéma de puissance
Figure 17 : Exemple d’un schéma de commande
57
Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
Le reste du dossier contient une page de signalisation, qui représente une chose nécessaire
chaque action ou un défaut est associé à un voyant pour le signaler, une autre page pour donner
une idée sur la distribution des tensions, aussi le câblage des équipements essentiels tel que le
relais SEL et dans la dernière page, il y a la nomenclature pour connaitre le matériel utilisé qui
sera affiché ci-dessous :
V. Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons vu toutes les étapes suivies pour aboutir enfin aux schémas
types qui vont être destinés à l’atelier pour la réalisation. Avant d’entamer la partie qui
concerne l’architecture de la supervision du tableau, des informations préalables sur les
réseaux locaux industriels doivent être expliquées. Le chapitre suivant va nous servir pour
accomplir cette mission.
Figure 18 : Exemple du sommaire
58
iv. RESEAUx locAUx
indUSTRiElS
I. Introduction
Dans ce chapitre, nous allons voir des notions de base sur les réseaux locaux industriels en
explicitant les protocoles de communication fondamentaux pour notre étude définie et détaillée
dans le chapitre suivant.
II. Connaissances acquises
Définitions
Dans cette partie, on va définir et expliquer des notions générales à propos des réseaux
industriels pour avoir un enchaînement de connaissances qui va permettre de suivre le reste.
 Réseau
Un réseau représente un ensemble de moyens qui permettent la communication entre des
processus d'application ou tâches répartis sur des matériels informatiques de tout type. Cet
ensemble est constitué d'au moins un support de transmission pour l'acheminement des signaux,
et de protocoles de communication selon une architecture en couches conforme ou non au
modèle OSI. Il existe deux types de réseaux, industriels et informatiques, pour notre cas nous
nous intéressons au réseau industriel.
59
Chapitre IV : Réseau locaux industriels
 Modèle OSI
L’OSI est un modèle standard, proposé par l’ISO, d’une
architecture constituée de sept couches, utilisé dans les protocoles
de communication.
Nous rappelons brièvement le rôle de chaque couche
 La couche physique adapte les signaux numériques au
support de transmission.
 La couche liaison de données fiabilise les échanges de
données entre deux stations.
 La couche réseau assure la recherche d'un chemin et
l'acheminement des données entre les stations terminales dans
un réseau maillé.
 La couche transport assure le contrôle de bout en bout entre
les stations terminales.
 La couche session synchronise et gère les échanges pour le compte de la couche
présentation.
 La couche présentation permet d'accepter des syntaxes différentes pour les données
échangées entre les couches application.
 La couche application donne aux processus d'application le moyen d'accéder à
l'environnement OSI. Elle n'a pas de limite supérieure, c'est-à-dire que l'on peut toujours
ajouter des services supplémentaires construits sur des services existant déjà.
 Réseau industriel
Le réseau industriel joue le même rôle qu'un réseau normal. Le but premier est toujours de
transmettre des informations entre plusieurs machines. Lorsque l'on parle de réseaux, on sous-
entend généralement que les machines sont des ordinateurs. Lorsque l'on parle de réseaux
industriels, il s'agit de faire communiquer des machines qui ne sont plus seulement des
ordinateurs. On fait communiquer des appareils différents tels que des ordinateurs, des
automates programmables, des appareils de mesure,…
 Critère de choix d’un réseau
Il existe plus d'une cinquantaine de spécifications de réseau locaux industriels différentes,
dont la comparaison peut reposer sur de nombreux critères techniques et stratégiques tels que:
 Critères temporels : vitesse de transmission des données, temps de réaction minimum
avant transmission dans un système multi-maîtres, temps de cycle…
60
Chapitre IV : Reseau locaux industriels
 Critères topologiques : longueur maximale avec répéteurs, distance maximale entre
équipements, topologie du réseau (structure du câblage), etc.
 Autres critères : modes d'accès au réseau, modèle de coopération (client/serveur,
producteur/consommateur, etc.), gestion des priorités, efficacité du protocole (longueur
data utile / longueur totale trame), reprise (reconfiguration automatique en cas de
défaillance),...
 Critères stratégiques divers : position par rapport aux standards, disponibilité
(fournisseurs), évolutivité, domaine d'application typique, compatibilité ou existence de
passerelles avec d'autres réseaux, maintenance,
 Réseaux de terrain existants
Dans ce paragraphe, on va citer les réseaux de terrain les plus utilisés dans le marché :
 BUS CAN ET VAN
 MODBUS
 INTERBUS
 PROFIBUS DP
 PROFIBUS PA
 FLEXRAY
 FIP WORLDFIP
 EIBUS ET KNX
 LONWORKS
 SERCOS
 ETHERCAT
 POWERLINK
III. Les réseaux locaux utilisés
Modbus :
Définition
MODBUS est un protocole de communication non-propriétaire, créé en 1979 par Modicon,
utilisé pour des réseaux d'automates programmables, relevant du niveau 7 du Modèle OSI. Il
61
Chapitre IV : Réseau locaux industriels
fonctionne sur le mode Client / Serveur. Il est constitué de trames contenant l'adresse du serveur
concerné, la fonction à traiter, la donnée et le code de vérification d'erreur appelé contrôle de
redondance cyclique. Ce protocole a rencontré beaucoup de succès depuis sa création du fait de
sa simplicité et de sa bonne fiabilité. Un regain d'intérêt lui confère un certain avenir depuis son
encapsulation dans les trames Ethernet grâce à MODBUS over TCP/IP.
La liaison de Modbus est le half duplex, c’est un canal bidirectionnel qui permet de
transporter les informations dans les deux sens, mais pas simultanément.
Principe d’adressage :
Le Modbus est un protocole de communication hiérarchisé : Un maitre Des esclaves.
Les abonnés du bus sont identifiés par des adresses attribuées par l’utilisateur. L’adresse de
chaque abonné est indépendante de son emplacement physique. Ces adresses vont de 1 à 64 et
ne doivent pas obligatoirement être attribuées de manière séquentielle. Deux abonnés ne
peuvent avoir la même adresse. Il existe deux cas d’adressage :
62
Chapitre IV : Reseau locaux industriels
Echange maitre vers un esclave :
Le maître interroge un esclave de numéro unique sur le réseau et attend de la part de cet esclave
une réponse. Deux esclaves ne peuvent pas dialoguer ensemble.
Echange maitre vers tous les esclaves :
Le maître diffuse un message à tous les esclaves présents sur le réseau, ceux-ci exécutent
l’ordre du message sans émettre une réponse.
Structure du message :
Le maitre envoie un message constitué de la façon suivante :
63
Chapitre IV : Réseau locaux industriels
Format général d’une trame :
Deux types de codage peuvent être utilisés pour communiquer sur un réseau Modbus. Tous
les équipements présents sur le réseau doivent être configurés selon le même type.
 Type ASCII :
Chaque octet composant une trame est codé avec 2 caractères ASCII.
LRC : C’est une technique simple pour la détection des erreurs, son principe est de protéger
l’ensemble des bits de même rang de tous les caractères, on obtient alors un code de protection
sur 7 bits puisque le code ASCII étant défini sur 7 bits.
 Type RTU :
Figure 19 : la composition d’une trame en mode ASCII
64
Chapitre IV : Reseau locaux industriels
La trame ne comporte ni octet d’en-tête de message, ni octets de fin de message, chaque
octet composant une trame est codé sur 2 caractères hexadécimaux.
CRC : Cycling Redundancy Code est un outil qui permet de détecter les erreurs de
transmission ou de transfert des données. Un code polynômial est basé sur l’utilisation d’un
polynôme générateur connu à l’avance par à la fois l’émetteur et le récepteur du message. Les
polynômes manipulés sont binaires : tous les coefficients sont 0 ou 1.
Remarque :
Le mode ASCII permet d’avoir des intervalles de plus d’une seconde entre les différents
caractères sans que cela ne génère d’erreurs, alors que le mode RTU permet un débit plus élevé
pour une même vitesse de transmission, c’est pour cette raison le mode ASCII est quasiment
tombé en désuétude.
Principe de fonctionnement :
Le maître s’adresse à l’esclave dont l’adresse est donnée dans le champ prévu à cet effet.
Le code fonction indique à l’esclave le type d’action à réaliser. Le champ de données est codé
sur n mots en hexadécimal de 00 à FF, soit sur n octets.
Selon le code fonction, le champ de données contient diverses informations
complémentaires permettant à l’esclave de décoder le message. Dans le cas du mode RTU, le
champ contrôle d’erreur CRC contient une valeur codée sur 16 bits. Le contrôle de parité peut
dans certains cas être supprimé car d’autres contrôles d’échanges sont mis en œuvre (cas du
contrôle CRC encore appelé contrôle par Checksum)
L’esclave renvoie sa réponse, il place sa propre adresse dans le champ adresse afin que le
maître puisse l’identifier. Il utilise ensuite le champ fonction pour indiquer si la réponse contient
une erreur. Pour une réponse normale, l’esclave reprend le même code fonction que celui du
message envoyé par le maître, sinon il renvoie un code erreur correspondant au code original
avec son MSB à 1. Le champ de données contient diverses informations dépendant du code
fonction. Le champ contrôle d’erreur contient une valeur codée sur 16 bits. Cette valeur est le
résultat d’un CRC calculé à partir d’un message.
Figure 20 : la composition d’une trame en mode RTU
65
Chapitre IV : Réseau locaux industriels
Support de transmission
Avant et après chaque message, il doit y avoir un silence équivalent à 3,5 fois le temps de
transmission d’un mot.
L’ensemble du message doit être transmis de manière continue. Si un silence intervient en
cours de transmission de plus de 1,5 fois le temps de transmission d’un mot, le destinataire du
message considérera que la prochaine information qu’il recevra sera l’adresse du début d’un
nouveau message.
Le protocole MODBUS peut être implémenté :
 sur une liaison série asynchrone de type RS-232, RS-422 ou RS-485, avec des débits et sur
des distances variables ; on parle alors de MODBUS over Serial Line;
 via TCP/IP sur Ethernet ; on parle de MODBUS over TCP/IP ;
 via ModBus Plus qui est un réseau à passage de jetons à 1 Mb/s, pouvant transporter les
trames Modbus et d'autres services propres à ce réseau.
Une liaison multipoints de type RS-485 relie client et serveurs via une paire différentielle
qui permet un débit élevé (jusqu'à 10 mégabits par seconde) sur une distance importante (jusqu'à
1 200 m). Elle ne dispose que de 2 bornes qui alternativement passent les données dans un sens
puis dans l’autre.
Profibus
Définition
Profibus est un type de bus de terrain propriétaire, répondant aux besoins d’un large éventail
d’applications dans les domaines du manufacturier et du process. Son universalité et son
ouverture sont garanties par les normes européennes EN 50170, EN 50254 et international
IEC61158. Il autorise le dialogue de matériels multi constructeurs, sans passer par des
interfaces. Il se prête aussi bien à la transmission de données exigeant des actions réflexes, en
Message du maître
Délai de 3.5 fois le temps
de transmission d'un mot
Réponse de l'esclave
Délai de 3.5 fois le temps
de transmission d'un mot
Figure 21 : les délais entre deux mssages
66
Chapitre IV : Reseau locaux industriels
des temps de réaction très courts, qu’aux échanges de grandes quantités d’informations
complexes.
Différents profils de Profibus :
Profibus se décline en deux protocoles de transmission.
 profils de communication, aux fonctions bien ciblées : DP et FMS. De même, selon
l’application, il peut emprunter trois supports de transmission ou supports physiques
(RS 485, CEI 1158-2 ou fibre optique).
 profils applicatifs définissent, pour chaque type d’équipement, le protocole et la
technique de transmission adaptés à l’application. Ils s’attachent également à préciser
le comportement des équipements, indépendamment de leur constructeur.
 Profils de communication :
Ces profils ont pour objet de définir la façon dont les données sont transmises en série par
l’utilisateur, sur un même support physique.
 Profibus DP
Cette variante PROFIBUS dont la vitesse de transmission des données est optimisée et dont
le câblage est peu coûteux est conçue spécialement pour la communication entre des automates
et des appareils de terrain décentralisés avec des temps de réaction ultrarapides. il est
parfaitement adapté pour les commandes directes. Le PROFIBUS-DP peut remplacer une
transmission parallèle conventionnelle à 24 V ou 0/4-20 mA. Il est parfaitement adapté pour les
commandes directes :
 Des appareils de terrain intelligents, tels que départs-moteurs, entraînements,
analyseurs, régulateurs industriels ou consoles
 Des périphériques décentralisés : Remote I/O telles que ET 200M, ET 200iSP ou ET
200S.
 Profibus FMS:
C’est un Profil universel, il excelle dans les tâches de communication exigeantes et
s’accompagne de multiples fonctions applicatives évoluées gérant la communication entre
équipements intelligents. Soumis toutefois à l’évolution du PROFIBUS et à la percée du monde
67
Chapitre IV : Réseau locaux industriels
TCP/IP au niveau cellule, force est de constater que le profil FMS est appelé à jouer un rôle de
moins en
Techniques de transmission :
 RS485 :
Elle embrasse tous les domaines qui nécessitent une vitesse de transmission élevée et une
technique d’installation simple et bon marché. On utilise une paire de câbles en cuivre, torsadée
et blindée. La structure du bus permet la connexion et la déconnexion de stations sans
répercussion ou bien la mise en service pas à pas du système. Les extensions ultérieures n’ont
aucune influence sur les stations déjà en service. On peut choisir la vitesse de transmission dans
une plage comprise entre 9,6 kbit/s et 12 Mbit/s. La vitesse est choisie lors de la mise en service
du système, ce sera la même pour tous les appareils du bus.
 Fibre Optique :
La fibre optique, synonyme d’excellente immunité aux parasites et de longues distances.
 Profils applicatifs
Les profils applicatifs de PROFIBUS décrivent l’interaction du protocole de
communication avec la technique de transmission utilisée. Ils définissent également le
comportement des équipements de terrain sur PROFIBUS. Au premier rang de ces profils «
métier » figure PROFIBUS-PA, qui décrit les paramètres et les blocs de fonctions
d’instruments de process tels que transmetteurs, vannes et positionneurs. D’autres profils sont
dédiés à la variation électronique de vitesse, à la conduite et à la supervision (IHM), et aux
codeurs avec, dans chaque cas de figure, la double mission d’établir des règles de transmission
indépendantes du fournisseur et de définir le comportement de chaque type d’équipement.
 Profibus PA :
Dans l'industrie des procédés, l'utilisation du PROFIBUS PA qui permet simultanément la
transmission numérique des données et l'alimentation en énergie des appareils de terrain par un
câble bifilaire et la technique de transmission MBP est optimale pour intégrer directement des
appareils tels que les actionneurs pneumatiques, les électrovannes ou les capteurs de mesure et
d'analyse. Malgré la vitesse de transmission relativement faible de 31,25 Kbits/s, le temps de
communication type d'un transmetteur n'est que d'environ 10 ms. Il est donc possible de réaliser
68
Chapitre IV : Reseau locaux industriels
presque toutes les applications types de l'industrie des procédés, même lorsque les installations
sont très étendues. Le PROFIBUS PA est réalisable en topologie linéaire, arborescente ou en
anneau avec des câbles en antenne de grande longueur (jusqu'à 120 m). L'alimentation et
l'adaptation de la vitesse de transmission du PROFIBUS DP vers le PROFIBUS PA est assurée
par des coupleurs DP/PA ou des liens DP/PA.
Principe de fonctionnement de profibus :
PROFIBUS spécifie les caractéristiques techniques d’un bus de terrain série destiné à
interconnecter des automatismes numériques répartis aux niveaux terrain et cellule. Ce réseau
multi-maître autorise l’exploitation conjointe de plusieurs systèmes d’automatisation, de
développement et de visualisation avec leur périphérie décentralisée, sur un même câble. A
cette fin, PROFIBUS distingue des équipements maîtres et des équipements esclaves.
• Les maîtres ou stations actives pilotent la transmission de données sur le bus. Un maître peut
librement émettre des messages sous réserve d’obtenir le droit d’accès au réseau (jeton).
• Les esclaves ou stations passives sont des équipements périphériques (blocs d’E/S, vannes,
entraînements et transmetteurs de mesure) qui n’ont pas le droit d’accéder au bus. Leur action
se limite à l’acquittement des messages reçus ou à la transmission de messages sur une
demande du maître. N’exploitant qu’une partie minime du protocole, leur mise en œuvre,
s’avère des plus économiques.
Devicenet
Définition
 DeviceNet est un système de réseau utilisé dans le domaine de l'automatisation de
l'interconnexion des dispositifs de commande pour l'échange de données. Il utilise
Controller Area Network comme la technologie de base et définit une couche
d'application pour couvrir une gamme de profils de périphériques. Les applications
typiques incluent l'échange d'informations, les dispositifs de sécurité, et les grands
réseaux de contrôle des E / S. Controller Area Network Solutions.
 Controller Area Network ou bien bus CAN est un bus système série très répandu dans
beaucoup d'industries, notamment l'automobile. Il a été normalisé avec la
69
Chapitre IV : Réseau locaux industriels
norme ISO 11898. Il met en application une approche connue sous le nom
de multiplexage, et qui consiste à raccorder à un même câble un grand nombre
de calculateurs qui communiqueront donc à tour de rôle. Cette technique élimine le
besoin de câbler des lignes dédiées pour chaque information à faire transiter.
Caractéristiques
Parmi les caractéristiques du Devicenet :
 Il donne une solution économique pour la mise en réseau d'équipements manufacturiers
 Il permet le couplage et l'acheminement transparents entre les réseaux EtherNet/IP™,
ControlNet™ et autres réseaux CIP (Commun Industrial Protocol)
 Il permet la réduction des coûts de maintenance grâce au diagnostic et au remplacement
automatique des équipements (ADR)
 Il minimise le temps d'arrêt grâce à la détection précoce des problèmes de performance du
système
 Il prend en charge les applications standards et les applications de sécurité sur un seul fil

IV. Conclusion
Après avoir eu un bagage assez suffisant en ce qui concerne les protocoles de
communication en connaissant les avantages et le principe de chaque protocole explicité dans
ce chapitre, on va consacrer le chapitre suivant pour l’étude de l’architecture de supervision
proposée.
v. SolUTion dE lA SUpERviSion
I. Introduction
Dans ce chapitre, on va expliquer le principe de l’architecture de supervision proposée par
l’équipe de travail, en identifiant ses inconvénients qu’on va essayer de trouver des solutions
essentiellement pour le problème majeur qui est le temps pour qu’une information soit affichée.
II. Exigences du client
La dernière phase du travail déjà entamé est de faire la supervision du tableau électrique réalisé
en prenant en considération les impératifs de la sécurité qui permettent de réagir le plus
rapidement possible face aux problèmes pour éviter un arrêt de production. Pour respecter le cahier
des charges, on est censé faire une architecture qui permet la communication entre les équipements
constituant le tableau et l’administrateur par une interface homme machine HMI avec un temps de 1
ms pour l’affichage des information sur l’interface d’une part et une redondance en profibus
d’autre part de telle sorte, il faut avoir 2 ports profibus à partir du Data concentrator vers le DCS.
III. Etude
Architecture proposée
Après l’étude du cahier des charges et beaucoup de recherches, l’équipe de travail propose cette
solution qui va utiliser deux protocoles essentiels qui sont le Modbus et forcement le Profibus
demandé par le client :
Rapport de stage en 2014_CENTRELEC
Rapport de stage en 2014_CENTRELEC
Rapport de stage en 2014_CENTRELEC
Rapport de stage en 2014_CENTRELEC
Rapport de stage en 2014_CENTRELEC
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  • 1. Rapport de Stage Effectué au sein de Réalisé par : Encadré par : Sdoud Asma Jamjama Bilal Radouane El Merabet ECOLE NATIONALE DES SCIENCES APPLIQUES - TANGER UNIVERSITE ABDELMALEK ESSAADI
  • 2. 2
  • 3. 3 Le présent travail est réalisé par Mlle. Sdoud Asma, et Monsieur Jamjama Bilal étudiants en génie des systèmes électroniques et automatiques à l’ENSA de Tanger, dans le cadre d’un stage technique « assistant d’ingénieur ». Intitul du projet : La conception, la fabrication, les essais et la mise en service des Tableaux basse tension destinés aux postes électriques du Projet «Fourniture, montage et mise en service des tableaux électriques MT/et BT pour les projets ligne E et adaptation Atelier Phosphorique au Phosphate pulpe ». Etablissement d’accueil : Nom de la soci t : CENTRELC Equipe : Ingénierie & développement Si ge social : 34, Bd MLY SLIMANE, Roches Noires, CASABLANCA Directeur g n ral : Mr. Azelarab El Harti Effectif : 190 collaborateurs Encadrant : M. Radouane El Merabet Date de d but et fin de stage : Du 07 Juillet au 07 Septembre 2014.
  • 4. 4 L’élaboration du présent travail a requis le soutien de nombreuses personnalités sans lesquelles l’accès aux ressources nécessaires n’aurait pas été possible. Par conséquent, nous avons eu recours à un soutien énorme. Pour cette raison, nous tenons à remercier tous ceux qui, de près ou de loin se sont impliqués dans la réalisation de ce projet. Nous souhaitons exprimer notre profonde gratitude au Directeur Général de CENTRELEC Monsieur Azelarab El Harti qui a accepté de nous accueillir au sein de son organisme. Nous tenons à exprimer nos vifs remerciements à notre encadrant, ingénieur d’études Monsieur Radouane El Merabet pour son encadrement et l’attention particulière qu’il a montré, en mettant à notre disposition tous les moyens nécessaires pour le bon déroulement de notre projet, ainsi pour ses directives et ses précieux conseils tout au long de notre stage. Nos remerciements les plus sincères s’adressent également à Madame Souad Mazoune, chargée d’études, pour son soutien permanent, pour le temps qu’elle nous a consacré ainsi que les informations enrichissantes qu’elle nous a fournies répondant à toutes nos interrogations. Nous tenons aussi à remercier Monsieur Zakariae, ingénieur automaticien pour son aide et ses encouragements durant notre période de stage. Il nous est très agréable également d’exprimer sincèrement notre reconnaissance à l’ensemble du personnel de CENTRELEC cadres, employés et opérateurs. Qu’ils trouvent ici l’expression de notre profonde gratitude et notre respect.
  • 5. 5 Dans le cadre d’effectuer un stage technique, assistant d’ingénieur en 2éme année cycle d’ingénieurs, on a eu la chance de faire ce stage dans la société CENTRELEC qui offre des solutions électriques innovantes et conformes aux besoins de ses clients en électrotechnique et en automatisme. Elle est reconnue parmi les plus grands tableautiers dans la zone Afrique en termes de capacité de production et de la qualité des produits. Pour cette raison, elle prend de grands projets tels que, celui de l’OCP nommé « Fourniture, Montage et mise en service des tableaux électriques MT/BT pour les projets ligne E et adaptation atelier phosphorique au phosphate pulpe » dont on a l’opportunité de travailler sur une partie qui est l’étude du tableau électrique 02E-EB40 et de son architecture de supervision.
  • 6. 6 Chapitre I.PRESENTATION DE L’ORGANISME D'ACCUEIL................................................................................. 12 I. INTRODUCTION............................................................................................................................................ 12 II. APERÇU SUR L’ENTREPRISE CENTRELEC.......................................................................................................... 12 III. HISTORIQUE................................................................................................................................................ 13 IV. FICHE SIGNALETIQUE.................................................................................................................................... 13 V. PRINCIPAUX PARTENAIRES DE CENTRELEC ...................................................................................................... 14 VI. PRINCIPAUX CONCURRENTS DE CENTRELEC ................................................................................................... 15 VII. METIERS ET SECTEURS D’ACTIVITE DE CENTRELEC ....................................................................................... 16 VIII. STRUCTURE DE CENTRELEC .................................................................................................................... 17 Organigramme de CENTRELEC :......................................................................................................... 17 Organisation et fonctionnement :...................................................................................................... 17 IX. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 19 Chapitre II.ANALYSE DU CAHIER DES CHARGES .............................................................................................. 20 I. INTRODUCTION ........................................................................................................................................... 20 II. SITUATION DU PROJET.................................................................................................................................. 20 III. ÉLEMENTS D’ENTREES................................................................................................................................... 21 Caractéristiques du tableau 02E-EB40............................................................................................... 21 Liste des consommateurs du tableau 02E-EB40................................................................................. 23 Spécifications techniques des composants :...................................................................................... 24 Composants essentiels des schémas types.................................................................................................... 24 Spécifications techniques............................................................................................................................... 29 IV. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT...................................................................................................................... 30 Fonctionnement normal..................................................................................................................... 30 Fonctionnement secours .................................................................................................................... 31 V. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 31 Chapitre III.ELABORATION DE PLAN DE FAÇADE ET SCHEMAS TYPES.............................................................. 32 I. INTRODUCTION............................................................................................................................................ 32 II. PLAN DE FAÇADE ET SCHEMA UNIFILAIRE........................................................................................................... 32 Plan de façade.................................................................................................................................... 32 Schéma unifilaire................................................................................................................................ 33 III. CHOIX DE MATERIEL...................................................................................................................................... 36 Exemple de choix d’un disjoncteur..................................................................................................... 36 Le matériel final exploité.................................................................................................................... 38 IV. ELABORATION DES SCHEMAS TYPES.................................................................................................................. 42 Arrivées normale 660ARV30 et secours 660ARV31.......................................................................... 42 Principe de fonctionnement : ........................................................................................................................ 42 Le LADDER LOGIC (660ARV30) :..................................................................................................................... 43 Câblage et programmation du relais SEL ....................................................................................................... 45 Arrivée du groupe 660ARV32............................................................................................................. 46 Principe de fonctionnement : ........................................................................................................................ 47 Le LADDER LOGIC (660ARV32) :..................................................................................................................... 47 Arrivée secours principal 660ARV37 .................................................................................................. 48 Principe de fonctionnement : ........................................................................................................................ 48 Le LADDER LOGIC (660ARV37) :..................................................................................................................... 48
  • 7. 7 Câblage et programmation du relais SEL ....................................................................................................... 49 Couplage 660CPL30............................................................................................................................ 50 Principe de fonctionnement .......................................................................................................................... 51 Le LADDER LOGIC (660CPL30) :...................................................................................................................... 51 Câblage et programmation du relais SEL ....................................................................................................... 52 Départs disjoncteur 660FOL3x et moteur 660DOL3x......................................................................... 53 Schémas types élaboré....................................................................................................................... 54 V. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 57 Chapitre IV.RESEAUX LOCAUX INDUSTRIELS................................................................................................... 58 I. INTRODUCTION............................................................................................................................................ 58 II. CONNAISSANCES ACQUISES............................................................................................................................ 58 Définitions .......................................................................................................................................... 58 III. LES RESEAUX LOCAUX UTILISES ....................................................................................................................... 60 Modbus : ............................................................................................................................................ 60 Définition ....................................................................................................................................................... 60 Principe d’adressage : .................................................................................................................................... 61 Structure du message : .................................................................................................................................. 62 Format général d’une trame :........................................................................................................................ 63 Principe de fonctionnement : ........................................................................................................................ 64 Support de transmission ................................................................................................................................ 65 Profibus .............................................................................................................................................. 65 Définition ....................................................................................................................................................... 65 Différents profils de Profibus : ...................................................................................................................... 66 Techniques de transmission :......................................................................................................................... 67 Principe de fonctionnement de profibus : .................................................................................................... 68 Devicenet............................................................................................................................................ 68 Définition ....................................................................................................................................................... 68 Caractéristiques ............................................................................................................................................. 69 IV. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 69 Chapitre V.SOLUTION DE LA SUPERVISION..................................................................................................... 70 I. INTRODUCTION............................................................................................................................................ 70 II. EXIGENCES DU CLIENT................................................................................................................................... 70 III. ETUDE ....................................................................................................................................................... 70 Architecture proposée........................................................................................................................ 70 Inconvénients ..................................................................................................................................... 72 Problématique : ............................................................................................................................................. 72 Calcul du temps de rafraîchissement de l’architecture proposée.................................................................. 73 IV. OPTIMISATION DU TEMPS DE RAFRAICHISSEMENT TR ........................................................................................... 74 Vitesse de transmission...................................................................................................................... 74 Changement du protocole de communication................................................................................... 75 Utilisation du protocole Devicenet : ............................................................................................................. 75 Utilisation des relais MM300 ......................................................................................................................... 76 Ajout des automates.......................................................................................................................... 76 V. DEVIATION ................................................................................................................................................. 76 VI. CONCLUSION .............................................................................................................................................. 76
  • 8. 8 Figure 1 : Fiche signalétique de CENTRELEC ....................................................................... 13 Figure 2 : Organisme de CENTRELEC................................................................................... 17 Figure 3 : Emplacement de 02E-EB40 dans la salle des tableaux ........................................... 21 Figure 4 : Principe de fonctionnement de CPI ......................................................................... 27 Figure 5 : Architecture du tableau............................................................................................ 30 Figure 6 : Plan de façade du tableau 02E-EB40....................................................................... 33 Figure 7 : Plan de façade du tableau 02E-EB40....................................................................... 33 Figure 8 : schéma unifilaire du tableau 02E-EB40 .................................................................. 34 Figure 9 : schéma uniflaire d’un départ moteur ....................................................................... 34 Figure 10 : schéma uniflaire d’un départ disjoncteur............................................................... 35 Figure 11 : schéma uniflaire de l’arrivée secours................................................................... 35 Figure 12 : schéma uniflaire de l’arrivée principale................................................................. 36 Figure 13 : Exemple 1 d’un catalogue pour le choix du disjoncteur........................................ 37 Figure 14 : Exemple2 d’un catalogue pour le choix d'un disjoncteur...................................... 38 Figure 15 Page de garde d'un schéma type: ............................................................................. 54 Figure 16 : Exemple d’un schéma de puissance ...................................................................... 56 Figure 17 : Exemple d’un schéma de commande .................................................................... 56 Figure 18 : Exemple du sommaire ........................................................................................... 57 Figure 19 : la composition d’une trame en mode ASCII ......................................................... 63 Figure 20 : la composition d’une trame en mode RTU............................................................ 64 Figure 21 : les délais entre deux mssages ................................................................................ 65 Figure 22 : principe de l'architecture utilisée ........................................................................... 71 Figure 23: Architecture de supervision .................................................................................... 72 Figure 24 : nombre de relais pour un automate........................................................................ 73
  • 9. 9 Tableau 1 : Domaines fonctionnels de CENTRELEC............................................................. 16 Tableau 2 : Caractéristiques du 02 E-EB40 ............................................................................. 22 Tableau 3 : Liste des consommateurs ...................................................................................... 24 Tableau 4 : Codes ANSI de protection..................................................................................... 28 Tableau 5 : Spécifications techniques du matériel................................................................... 29
  • 10. 10 OCP Office Chérifien des phosphates MT/BT Moyenne Tension/Basse Tension JDB Jeu de Barres IP International Protection ACB Air Circuit Breaker MCCB Molded case circuit breakers TC Transformateur de courant TR Tore TT Transformateur de Tension CM Centrale de Mesure CPI Control ISO International Organization for Standardization SNIMA Service de la Normalisation Industrielle Marocaine UPS United Parcel Service Icw Rated short time withstand current CEI Communauté des États indépendants F Fermé SD Sans déclencheur CRC Cyclic redundancy check LRC Longitudinal redundancy check RTU Remote Terminal Unit MBC Monchester Coded Bus Powerd
  • 11. 11 L’amélioration de la qualité et l’augmentation de la productivité restent la préoccupation majeure de toutes les entreprises dans tous les domaines. L’office chérifien des phosphates, société anonyme, est l’un des principaux explorateurs de phosphate brut, d’acide phosphorique et d’engrais phosphatés dans le monde. Pour augmenter ses capacités de production, jusqu’à 38 millions de tonnes/ans, et d’exportation en ayant une réduction considérable des coûts de transport, l’OCP a visé de construire un pipeline qui permet le transport hydraulique du phosphate sous forme de pulpe de Khouribga vers Jorf Lasfar. Ce changement oblige l’OCP à renouveler ses installations à Jorf Lasfar, qui doivent être bien réalisées, car toute erreur de conception ou de fabrication peut avoir des conséquences désastreuses pour l’entreprise. Pour cette raison, il a affecté son projet à JACOBS Engineering pour faire l’étude globale de tout le projet dont la partie des tableaux électriques a été associée à CENTRELEC où nous avons effectué notre stage technique. Le travail dont nous faisons partie est la conception, la fabrication, les essais et la mise en service des tableaux MT/BT aux postes électriques de cet énorme projet. C’est au sein de cette perspective que s’inscrit notre partie dont l’objectif primordial est le suivi de chaque étape pour finaliser le projet en étant des assistants de l’ingénieur d’études qui nous a affecté de se concentrer sur le tableau 02E-EB40. Pour atteindre les objectifs souhaités, nous avons développé ce travail en cinq chapitres. Epsilon2014 Après avoir donné une présentation sur l’organisme d’accueil, on a consacré le deuxième chapitre à l’analyse du cahier des charges, en expliquant le principe de fonctionnement et le matériel utilisé. En ce qui concerne le troisième chapitre, on a repris toutes les étapes pour aboutir au tracé des schémas types « schéma de puissance, de commande,… » En s’adaptant un peu avec le logiciel Autocad Electrical. Grâce au temps qui nous a resté, on a entamé la partie de l’architecture de supervision en faisant son étude pour résoudre un problème crucial qui est le temps d’affichage des données dans le PC industriel qui sera bien expliqué dans le dernier chapitre.
  • 12. 12 i. pRéSEnTATion dE l’oRgAniSmE d'AccUEil I. Introduction Le présent chapitre introduit une présentation générale sur la société CENTRELEC, où nous avons effectué notre stage technique, en identifiant son domaine de travail ainsi que toutes les informations concernant cette entreprise tant au niveau technique que personnel. II. Aperçu sur l’entreprise CENTRELEC CENTRELEC est une entreprise anonyme marocaine, spécialisée dans la distribution des produits et des solutions en automatisme industriel, électrotechnique, et électronique de puissance. Elle a été créée en 1979 avec comme premier objectif, la distribution des produits électriques basse tension. Pendant les 32 ans d’existence, CENTRELEC a pu faire sa place dans le marché des produits et solutions électriques comme étant un fournisseur bien réputé se distinguant par son dynamisme et sa recherche continue. Aujourd’hui, CENTRELEC est reconnue par sa contribution à l’efficience des installations de sa clientèle en l’offrant des solutions innovantes et conformes à leurs besoins. Avec un effectif de 190 personnes, cette dernière est l’une des rares sociétés qui jouit d’un personnel hautement qualifié. Elle s’est inscrite dans une démarche-qualité qui s’est couronnée par la certification de son système conformément à la norme ISO 9001 v 2000 décernée par SNIMA.
  • 13. 13 Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel III. Historique La société CENTRELEC a eu la naissance comme magasin en 1979 spécialisée dans le domaine du départ moteur. En 1982, elle a signé un partenariat avec SPRECHER + SCHUH, ensuite en 1993, cette dernière est entrée en partenariat exclusif avec Rockwell Automation. Elle a démarré l’activité des tableaux électriques en 1999. Création de son siège en 2006 ainsi que de nouveaux locaux. En 2008 CENTRELEC redynamise la distribution et se lance dans l’export. L’OCP a attribué la partie électrique de son projet la laverie MEA à CENTRELEC en 2009. En 2011, cette dernière a été sélectionnée par ISO International pour l’accompagnement du projet RSO (Responsabilité sociétale des organisations) ISO 26000. IV. Fiche signalétique La figure ci-dessous résume les informations essentielles à propos de la société CENTRELEC qui sera présentée sous forme d’une fiche signalétique : Raison sociale : CENTRELEC Siège social : 34, Bd MLY SLIMANE, Roches Noires, CASABLANCA Forme juridique : Société anonyme Capital social : 27.777.700 Directeur général : Mr. Azelarab El HARTI Date de création : 1979 Secteur d’activité : Distribution de matériels électriques + Conception et fabrication des tableaux électriques BT/MT fixes et débrochables Identification fiscale : 01049381 Effectif : 190 collaborateurs (dont 45 ingénieurs) Site web : www.centrelec.com Figure 1 : Fiche signalétique de CENTRELEC
  • 14. 14 Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel V. Principaux partenaires de CENTRELEC  ROCKWELL AUTOMATION Entreprise de génie électrique et d’automation. C’est un fournisseur d'envergure mondiale de solutions d'automatisation industrielle, de puissance, de contrôle et d'information, elle est connue par sa marque Allen Bradley.  EATON Leader technologique international dans le secteur des composants et systèmes électriques, la distribution et le contrôle de l’alimentation. Il est le deuxième constructeur mondial des onduleurs.  COOPER POWER SYSTEM Constructeur mondial des solutions de qualité pour les installations électriques moyennes et haute tension, il fournit aussi des composants et des systèmes fiables dans le monde entier destinés à assurer une continuité de service.  AEES Leader mondial en UPS industriel et forte expertise en éclairage de sécurité.  DUCATI Constructeur mondial spécialisé dans la fabrication des batteries et armoires de compensation.  IME Constructeur mondial spécialisé dans la fabrication d’appareillage de mesure.  FERRAZ SHAWMUT Constructeur mondial spécialisé dans la fabrication des fusibles et les appareillages de protection électrique.
  • 15. 15 Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel  MICROENER Est la filiale française de la société italienne MICROELECTRONICA SCIENTIFICA qui construit des systèmes et des ensembles de protection performants pour les installations électriques à haute et moyenne tension. VI. Principaux concurrents de CENTRELEC CENTRELEC opère dans un marché très concurrentiel animé principalement par des sociétés multinationales présentées directement à travers des filiales ou à travers des représentations :  SIEMENS Un groupe international d’origine allemand de haute technologie. Le fonctionnement de l’entreprise se déroule dans les domaines suivants : les télécommunications, les automatismes, le contrôle, l’énergie, le médical, les transports et l’éclairage.  ABB Un groupe en Suisse qui exerce principalement dans les technologies de l’énergie et de l’automation.  Schneider Schneider Electric est un groupe industriel européen à dimension internationale, qui fabrique et propose des produits de gestion d’électricité, des automatismes et des solutions adaptées à ces métiers.
  • 16. 16 Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel VII. Métiers et secteurs d’activité de CENTRELEC La mission principale de CENTRELEC est de contribuer à l’efficience des installations de ses clients en offrant des solutions innovantes et conformes à leurs besoins présents et futurs, ceci se manifeste en 6 métiers : La couverture sectorielle assurée par CENTRELEC est très large concernant des domaines variés cités dans le tableau ci-dessous : Domaines Sociétés Mines, carrières et activités d’extraction Ocp - Managem - Lafarge - Sonatrach - Fertial Pétrochimie, chimie et raffinage Snep - Sonatrach - Fertial - Ziz - Afriquia Métallurgie Maghreb Steel - Aluminium du Maroc - Arcelormittal Production, Transport et distribution d’électricité One - Jlec - Regies Autonomes Pompage, traitement des eaux et stations de dessalement Onep - Ormva - Veolia - Regies Autonomes Agroalimentaire et industrie de process Cosumar - Lesieur Cristal - Centrale Laitière - Copag Tertiaire et infrastructure Onda - Marsa Maroc - Mosquée Hassan II … Tableau 1 : Domaines fonctionnels de CENTRELEC Métier N°1 : Tableaux MT/BT (TAB). Métier N°2 : Variateurs de vitesse et démarreurs MT(VAR). Métier N°3 : Automatisme, analyse vibratoire et contrôle commande(AUT). Métier N°4 : Produits basse tension (PBT). Métier N°5 : Produits moyen tension pour les réseaux(PMR). Métier N°6 : Mise en service(SCE).
  • 17. 17 Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel VIII. Structure de CENTRELEC Organigramme de CENTRELEC : Organisation et fonctionnement : CENTRELEC a organisé différentes directions opérationnelles :  Direction Générale : Concevoir, Définir et mettre en œuvre la stratégie de l’entreprise, et veiller à son fonctionnement opérationnel.  Direction commerciale et marketing :  Commerciale : Cette direction vise à la prospection et le développement du marché marocain en proposant et vendant des produits et des solutions conformes aux besoins de ce dernier, ceci en concordance avec la stratégie et les objectifs de l’entreprise. Figure 2 : Organisme de CENTRELEC
  • 18. 18 Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel  Marketing : Elle a pour mission la définition, la gestion, l’adaptation et le développement de l’offre de CENTRELEC en fonction des attentes et des besoins du marché cible, et la fourniture des informations nécessaires à la réussite des missions des services internes, ainsi que la définition et la réalisation de l’ensemble des actions de communication commerciales permettant de prescrire leur offre auprès des clients et d’améliorer l’image de marque et la notoriété de CENTRELEC en tenant compte de la stratégie et les objectifs de l’entreprise. Ce service a une relation étroite avec le service commercial car il a des contacts avec les clients. En effet, il prépare les brochures de nouveaux matériels qui seront adressés aux clients de la société en leur présentant le produit, ses caractéristiques et ses utilisations. En outre, il s’occupe de l’organisation et la préparation des séminaires et des réunions de la société en préparant les documents, les catalogues, les badges...etc. Du fait que les clients ont toujours besoin de savoir les actualités et les nouveautés de la société, CENTRELC édite trimestriellement un journal appelé ECHOS CENTRELEC dont le service marketing qui est chargé de son élaboration et sa diffusion.  Direction ingénierie et Développement : Ce service s’occupe de la réalisation des solutions conformes aux normes et aux exigences des clients en respectant les contraintes du coût et du délai, en prenant en considération les objectifs et la stratégie de CENTRELEC.  Direction fabrication : Produire les équipements et les solutions vendus selon les conditions contractuelles.  Direction Achat et logistique :  Service Achat : Procéder aux achats de CENTRELEC pour les produits et les services à revendre ou qui rentrent dans la fabrication des tableaux dans les meilleurs conditions de conformité de produits, de prix, de délai, de garantie et de conditions de paiement.
  • 19. 19 Chapitre I : Présentation de l’organisme d’accuiel  Service Logistique : Assurer la logistique aval conformément aux exigences du client, ainsi la gestion du stock en respectant bien sûr la stratégie et les objectifs de l’entreprise.  Direction Ressources : Avoir des compétences en adéquation avec les besoins de CENTRELEC et mettre en place une politique Ressources Humaines conforme avec les objectifs et la stratégie de l’entreprise. Soutenir le développement de CENTRELEC à travers la mise en place de politiques adéquates de financement, de moyens généraux, de système d’information et de contrôle de gestion en tenant compte encore des objectifs de l’entreprise. IX. Conclusion Il est sûrement que la société CENTRELEC a contribué dans la conception de nouvelles solutions qui répondent aux besoins des clients. Après avoir donné une idée globale sur l’organisme qui nous a accueillis, nous allons aborder dans le chapitre suivant notre projet tout en analysant et clarifiant le cahier des charges
  • 20. 20 ii. AnAlYSE dU cAhiER dES chARgES I. Introduction Dans une première phase du projet, une étude bien détaillée des éléments d’entrée a été menée. Elle constitue principalement, dans notre cas, le cahier des charges comprenant des centaines de feuilles. Cette étude a permis de comprendre les besoins du client avec toutes ses spécificités et ses obligations. Le présent chapitre est une présentation simplifiée de l’étude menée. II. Situation du projet Le projet dont nous avons fait partie, était de répondre à l’appel d’offre N° PCAP-902/12M de l’OCP en faisant la conception, la fabrication, les essais et la mise en service des Tableaux basse tension destinés aux postes électriques du Projet «Fourniture, montage et mise en service des tableaux électriques MT/et BT pour les projets ligne E et adaptation Atelier Phosphorique au Phosphate pulpe ». Dans ce cadre, CENTRELEC doit fournir les 12 tableaux désignés comme suit :  00E-EB40  02E-EB40  02E-EB40-01  02E-EB40-02  03E-EB40
  • 21. 21 Chapitre II : Analyse du cahier des charges  03E-EB40-01  03E-EB40-02  03E-EB40-03  03E-EB50  03E-EB50-01  00E-EG40 Puisque ces derniers sont à peu près semblables, notre encadrant nous a proposé de se concentrer sur le tableau 02E-EB40 qui se trouve dans « MCC room » comme l’indique la photo ci-dessous III. Éléments d’entrées Caractéristiques du tableau 02E-EB40 Le tableau ci-dessous résume toutes les caractéristiques techniques et dimensionnelles situées dans le cahier des charges(1) ou à partir des réunions établies entre l’OCP et CENTRELEC. Ces caractéristiques englobent des spécifications techniques comme la tension du réseau, la fréquence, la tension de commande, la tension de chauffage et d’éclairage, la température ambiante, la couleur du tableau, les dimensions du tableau et d’autres termes expliqués ci- dessous (1) fiches techniques : voir l’annexe (1) Figure 3 : Emplacement de 02E-EB40 dans la salle des tableaux
  • 22. 22 Chapitre II : Analyse du cahier des charges  Tension assignée de tenue aux chocs Il s'agit de la valeur maximale d'une tension de tenue aux chocs à laquelle le circuit d'un ensemble est capable de résister dans des conditions spécifiées et à laquelle les valeurs d'isolement font référence. Elle doit être égale ou supérieure aux valeurs des surtensions transitoires se produisant dans le système dans lequel l'ensemble est inséré.  Courant nominal du Jeu de barres « JDB » C’est le courant de l’ensemble des conducteurs rigides distribuant le courant électrique à l’intérieur d’une enveloppe BT à l’exception des conducteurs placés en aval des divers appareils de protection et/ou de commande. Spécifications techniques Valeur Tension de service 660 (ACB 3200) Courant nominal du JDB horizontal 3200 Courant nominal du JDB vertical connexion ACB 3650 Température Ambiante 40°C Courant de courte durée Icw (JDB) principal (KA.1s) 50 JDB principal horizontal 2//120x10 JDB principal vertical connexion ACB 3//100x10 JDB Vertical de distribution 2//25x10 Courant nominal de JDB vertical de distribution 985 Courant de courte durée « Icw » de JDB vertical de distribution (KA.1s) 50 Tension d'isolement (V) 1000 Tension assignée de tenue aux chocs (KV) 12 Régime de neutre IT Tension auxiliaire de commande/ de commande de DEPART DISJONCTEUR arrivée/ chauffage et éclairage colonne 220VAC Tension auxiliaire de signalisation 24 VDC Fréquence assignée (HZ) 50 Forme de séparation des unités fonctionnelles 4a Couleur RAL7035 Degré de protection IP54 Norme de référence IEC60439-01 Largeur 7000 Tableau 2 : Caractéristiques du 02 E-EB40
  • 23. 23 Chapitre II : Analyse du cahier des charges  Degré de protection Le code IP indique le degré de protection fourni par une enveloppe contre tout accès aux parties dangereuses, toute pénétration d'objets étrangers solides et toute infiltration d'eau. Le code IP représente le système d'identification des degrés de protection en conformité avec les prescriptions de la norme IEC 60529.  Courant assigné de courte durée admissible Icw Est la valeur efficace du courant relatif à l'essai de court-circuit pendant 1 s sans ouverture des protections, déclarée par le fabricant d'ensemble, à laquelle l'ensemble peut résister sans dommages dans les conditions spécifiées, définies en termes de courant et de temps. Différentes valeurs Icw peuvent être assignées à un ensemble pour différentes durées. Liste des consommateurs du tableau 02E-EB40 Le tableau ci-dessous représente la liste des consommateurs, qui sont soit des départs ou des arrivées fournit par le client concernant le 02E-EB40, extraits à partir du cahier des charges. A l’aide de l’équipe de travail, on a affecté pour chaque consommateur un schéma type qui sera élaboré par la suite. Cette codification a été effectuée pour simplifier et standardiser le travail ainsi que pour faciliter la communication entre les membres de l’équipe. Repère Type Courant Puissance Unité Schéma type ARRIVEE SECOURS ARRIVEE SECOURS 1600 _ KW 660ARV32 660/380V 75KVA TRANSFORMER DEPART DISJONCTEUR 80 _ A 660FOL31 02E-EB40-04 DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31 SPARE DEPART DISJONCTEUR 80 _ A 660FOL31 02E-EB40-02 DEPART DISJONCTEUR 400 _ A 660FOL31 SPARE DEPART DISJONCTEUR 500 _ A 660FOL31 SPARE DEPART DISJONCTEUR 400 _ A 660FOL31 COUPLAGE COUPLAGE 1600 _ A 660CPL30 ARRIVEE 1 ARRIVEE 3200 _ A 660ARV30 SPARE DEPART MOTEUR _ 3 KW 660DOL30 02E-EB40-05 DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31 00E-PP-002 DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31 00E-PP-001 DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31 SPARE DEPART DISJONCTEUR 63 _ A 660FOL31
  • 24. 24 Chapitre II : Analyse du cahier des charges SPARE DEPART DISJONCTEUR 32 _ A 660FOL30 02E-A-05B DEPART MOTEUR _ 15 KW 660DOL30 SPARE DEPART MOTEUR _ 37 KW 660DOL31 02E-EB40-01 DEPART DISJONCTEUR 500 _ A 660FOL31 02E-EB40-03 DEPART DISJONCTEUR 2000 _ A 660FOL32 ARRIVEE 2 ARRIVEE 3200 _ A 660ARV31 Tableau 3 : Liste des consommateurs Spécifications techniques des composants : Cette partie prend une place cruciale pour répondre aux besoins exacts du client. C’est pour cette raison, qu’il faut extraire les spécifications techniques nécessaires à partir du cahier des charges, d’une façon bien structurée et organisée. Ceci pour nous aider dans le choix du matériel d’une façon optimale. Composants essentiels des schémas types Pour éclaircir les choses et avant de passer aux spécifications techniques, nous allons définir les composants essentiels dans les schémas types.  Disjoncteur : Un disjoncteur est un dispositif électromécanique, voire électronique, de protection dont la fonction est d'interrompre le courant électrique en cas d'incident sur un circuit électrique. Il se compose d’un déclencheur thermique de surcharge, d’un déclencheur électromagnétique de court-circuit, d’un système de commande d’un jeu de contacts principaux et de contacts auxiliaires. ce sont les blocs fonctionnels plus importants. En intégrant tous ces blocs fonctionnels dans une seule unité il est possible de remplacer de nombreux éléments d’une installation par un seul dispositif qui est le disjoncteur. Ce dernier remplit les fonctions suivantes :  Protection contre le court-circuit  Protection des moteurs  Protection des fils de raccordement  Protection des installations  Signalisation de l’état de commutation
  • 25. 25 Chapitre II : Analyse du cahier des charges  Indication de déclenchement  Commutation dans des conditions normales de fonctionnement  Commutation à distance  Sectionnement  Verrouillage avec cadenas. Parmi les types qui nous intéressent, on a :  ACB : type des disjoncteurs grands et ouverts utilisés pour protéger les installations faisant appel à des courants supérieurs à 100A.  MCCB : disjoncteurs en boitier moulé. En allemand, sous-entendu disjoncteurs de petites dimensions. Disjoncteur dont le boitier moulé en matériau isolant fait partie intégrante du dispositif. Parmi les caractéristiques les plus importantes, on trouve :  Le pouvoir de coupure C’est l’intensité maximale du courant de court-circuit que peut interrompre le dispositif de protection sans se détériorer ni mettre en danger l’entourage. Il doit être au moins égal au courant de court-circuit présumé au point d’installation du disjoncteur (Pdc>Icc max). Si ce n’est pas le cas, il doit être associé à un autre dispositif de coupure situé en amont et ayant le pouvoir de coupure nécessaire.  Le courant assigné In C’est la valeur maximale du courant ininterrompu que peut supporter un disjoncteur équipé d’un déclencheur à une température ambiante précisée par le constructeur, en respectant les limites d’échauffement prescrites. Exemple : un C161N équipé d’un déclencheur D125 à un courant assigné In de 125 A.  Le pouvoir de coupure de service Ics Grandeur caractéristique d’un disjoncteur définie par la norme internationale CEI. Il indique le courant que le disjoncteur est capable d’interrompre avec une certaine endurance : après trois coupures successives à Ics, le disjoncteur conserve toutes ses caractéristiques de fonctionnement. Le pouvoir de coupure de service est donné par le constructeur en fonction du pouvoir de coupure ultime: lcs = 25 %, 5O%, 75% ou 100%Icu.
  • 26. 26 Chapitre II : Analyse du cahier des charges  Centrale de mesure Une centrale de mesure est un organe électrotechnique servant à mesurer et à analyser un réseau électrique. Une centrale de mesure concentre les fonctions de plus d'une dizaine d'outils électriques tels que les wattmètres, ampèremètres, etc. Parmi les caractéristiques qu’il faut prendre en considération pour une centrale de mesure :  La précision : Selon les centrales de mesure, la précision dans les mesures peut varier. En règle générale, il existe quatre classes de précision : 1 %, 0,5 %, 0,2 % et 0,1 %.  Le nombre de valeurs mesurées : Le nombre de valeurs mesurées dépend du niveau de précision de la centrale de mesure, d'informations de base comme la tension ou l'intensité par phase. Une centrale de mesure peut relever des mesures très perfectionnées telles que le taux de distorsion harmonique, les harmoniques jusqu'au rang 63 ou les flickers.  Contrôleur permanent d’isolement (CPI) C’est un appareil électrique souvent électronique, permettant de détecter un défaut sur une installation de type IT. Il comprend essentiellement un générateur de tension continue (réseau alternatif) ou un générateur de tension alternative (réseau continu) et un relais de détection à seuil pour le courant de défaut. Ce dispositif est utilisé dans l'industrie (par exemple dans une fonderie, un arrêt du four rendrait le métal solide et la machine serait à remplacer) et dans les hôpitaux car il ne coupe l'alimentation en électricité de l'installation, qu'en cas de deuxième défaut se produit sur cette installation (sur une autre phase les sécurités se déclenchent, ce qui n'est pas le cas si un autre défaut est sur la même phase, cela n'a aucun impact, la sécurité des personnes et de l'installation est toujours assurée), ce qui permet à la maintenance de réparer le premier défaut, sans avoir de perte de productivité ou d'interruption dans les soins.  Le régime IT Le régime IT permet d'assurer une protection des personnes sans coupure dès qu'apparaît un défaut. Il est mis en œuvre dans les installations comportant un poste de transformation privé. I : Signifie que le neutre est isolé de la terre ou relié à la terre par une impédance élevée
  • 27. 27 Chapitre II : Analyse du cahier des charges T : Signifie que les masses sont reliées à une prise de terre.  Contacteur Un contacteur est un appareil électrotechnique destiné à établir ou interrompre le passage du courant, à partir d'une commande électrique ou pneumatique Il a la même fonction qu'un relais électromécanique, avec la différence que ses contacts sont prévus pour supporter un courant beaucoup plus important. Ainsi, des contacteurs sont utilisés afin d'alimenter des moteurs industriels de grande puissance (plus de 50 kW) et en général des consommateurs de fortes puissances. Ils possèdent un pouvoir de coupure important. Ils sont aussi utilisés en milieu domestique pour alimenter des appareils électriques comme le chauffage ou le chauffe-eau, car les organes de commande (thermostat, interrupteur horaire et autres contacts de commande) risqueraient d'être rapidement détériorés par le courant trop important.  Transformateur de courant Les transformateurs de courant sont utilisés pour fournir l’information aux « relais » de protection et/ou de mesure du courant, de la puissance, de l’énergie. Pour cela ils doivent délivrer un courant secondaire proportionnel au courant primaire qui les traverse. Ils doivent donc être adaptés aux caractéristiques du réseau : tension, fréquence et courant. Ils sont définis par leur rapport de transformation, leur puissance et leur classe de précision. Leur classe de précision (précision en fonction de la charge du TC, et de la surintensité) est choisie en fonction de l’utilisation. Un TC « protection » doit saturer suffisamment haut pour permettre une mesure assez précise du courant de défaut par la protection dont le seuil de fonctionnement peut être très élevé. On demande donc aux capteurs de courant un Facteur Limite de Précision (FLP), en Figure 4 : Principe de fonctionnement de CPI
  • 28. 28 Chapitre II : Analyse du cahier des charges général assez important. A noter que le « relais » associé doit être capable de supporter des surintensités importantes Un TC « mesure » nécessite une bonne précision dans un domaine voisin du courant nominal, et il n’est pas nécessaire que les appareils de mesure supportent des courants aussi importants que les relais de protection c’est pourquoi les TC « mesure » ont, contrairement aux TC « protection », un Facteur de Sécurité (FS) maximal afin de protéger ces appareils par une saturation plus précoce.  Relais de protection Un relais de protection destiné à surveiller l'état de certains éléments d'un réseau électrique, en particulier les lignes ou câbles haute tension, mais également les transformateurs de puissance et les générateurs. Elle a pour fonction de détecter les défauts électriques (court- circuit sur la ligne), et de donner au disjoncteur l'ordre d'ouvrir pour mettre hors tension la ligne. Pour choisir un relais, il faut tout d’abord identifier la protection désirée. Afin de simplifier le travail, on a des codes qui s’appellent codes ANSI dont quelques-uns seront explicités ci- dessous. chaque code désigne une protection bien définie. Tableau 4 : Codes ANSI de protection
  • 29. 29 Chapitre II : Analyse du cahier des charges Spécifications techniques Après avoir défini la composition des consommateurs, on va extraire pour chaque équipement ses spécifications données dans le cahier des charges. Prenant par exemple le disjoncteur qui a comme caractéristiques le type, l’état et le courant. Ainsi les relais avec les protections qu’ils doivent effectuées, définies sous la forme des codes ANSI. Le tableau ci- dessous présente chaque matériel avec ses spécifications techniques. Arrivées Disjoncteur Transfo de tension 1 Transfo de tension 2 Voltmètre Ampèremètre Courant / puissance Etat normal Tension Puissance Tension Puissance 660ARV37 ACB - 3150 F - SD 660 √3 110 √3 100 VA 660 √3 110 √3 100 VA 0 – 690 V 0 – 3150 A 660ARV30 ACB - 3150 F - SD 100 VA 100 VA 0 – 750 V 0 – 3150 A 660ARV31 ACB - 3150 O - SD 100 VA 100 VA 0 – 750 V 0 – 3150 A 660ARV32 ACB - 1600 O - SD 100 VA 100 VA 0 – 690 V 0 – 1200 A 660CPL30 ACB - 1600 F - SD 100 VA ---- 0 – 690 V ---- 660FOL32 ACB - 2000 F - SD 100 VA ---- ---- ---- 660DOL30 MCCB- P<18.5 KW F - SD ---- ---- ---- ---- 660DOL31 MCCB - 55<P<132 F - SD ---- ---- ---- ---- 660FOL30 MCCB – 32 F - SD ---- ---- ---- ---- 660FOL31 MCCB - 63 F - SD ---- ---- ---- Tableau 5 : Spécifications techniques du matériel Arrivées Transfo de courant 1 Transfo de courant 2 Relais de protection / de default Courant Puissance Classe Courant Puissance Classe Les protections Les mesures 660ARV37 3150 1 15VA 0.5 3150 1 15VA 5P20 51;51N;95;97;86.1 KW – KWh – KVA – A - V 660ARV30 15VA 0.5 15VA 5P20 51;51N;95;97;86.1 KW – KWh – KVA – A - V 660ARV31 15VA 0.5 15VA 5P20 51;51N;95;97;86.1 KW – KWh – KVA – A - V 660ARV32 15VA 0.5 15VA 5P20 ---- ---- 660CPL30 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 86 A 660FOL32 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V 660DOL30 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V 660DOL31 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V 660FOL30 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V 660FOL31 15VA 5P20 ---- 51 ; 51N ; 95 KW – KVA – A -V
  • 30. 30 Chapitre II : Analyse du cahier des charges IV. Principe de fonctionnement Après l’étude et l’analyse du cahier des charges, on peut résumer et simplifier le principe de fonctionnement du tableau 02E-EB40 par la figure illustrée ci-dessous : Afin de respecter le cahier des charges imposé, il faut adopter un fonctionnement normal qui met en marche tous les équipements sans exception, et un fonctionnement secours qui fait fonctionner seulement les équipements critiques et essentiels. Fonctionnement normal Dans le fonctionnement normal, c’est l’arrivée normale a pour schéma type 660ARV30 qui est censé d’alimenter le tableau 02E-EB40. l’utilisation d’une redondance par l’arrivée secours , de schéma type 660ARV31,dans le cas d’une maintenance programmée ou l’apparition d’un problème au bout de l’arrivée normale. cette arrivée secours est alimentée par une arrivée secours principale à partir d’une gaine à barres à condition que le fonctionnement des arrivées secours soit non simultané comme il est affiché dans la figure ci-dessus. Figure 5 : Architecture du tableau
  • 31. 31 Chapitre II : Analyse du cahier des charges Fonctionnement secours Dans les cas nécessaires, le coupleur qui a le schéma type 660CPL30 s’ouvre en débranchant le tableau en deux parties. la partie la plus importante va être alimentée par l’arrivée groupe, qui a le schéma type 660ARV32, grâce au groupe électrogène en mettant hors tension l’autre partie. V. Conclusion Après la lecture de ce chapitre, on voit bien que le travail demandé à réaliser est devenu plus clair, le fonctionnement ainsi la composition du tableau électrique. le chapitre suivant constitue la réponse au cahier des charges en suivant une démarche bien spécifiée chez CENTRELEC
  • 32. 32 iii. ElAboRATion dE plAn dE fAçAdE ET SchémAS TYpES I. Introduction L’objectif de ce chapitre est de répondre au cahier des charges en suivant une procédure bien définie. Le choix de matériel exploité ainsi l’analyse fonctionnelle qui doit être effectuée avec une grande précision des arrivées nécessaires pour obtenir des schémas types sans aucune ambiguïté. II. Plan de façade et schéma unifilaire Avant de passer au choix définitif du matériel, une connaissance préliminaire des composants essentiels utilisés, est nécessaire voire obligatoire, pour nous aider à élaborer le plan de façade et le schéma unifilaire. Plan de façade Le plan de façade est un dessin qui montre l’aspect général de la construction et la constitution des tableaux électriques, en prenant compte de la taille, de l’encombrement du matériel, ainsi la puissance nécessaire pour chacun
  • 33. 33 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Comme, il est montré ci-dessous, on a le plan de façade de notre tableau qui contient les 3 arrivées normale, de secours et du groupe électrogène qui alimentent les armoires à partir le jeu des barres horizontale ( en rouge) de dimension 2*120*10/ph et les tiroirs qui contiennent les départs par un jeu des barres verticale de dimension 2*25*10 mm. Schéma unifilaire C’est une représentation schématique d’une installation électrique fixe, qui ne tient pas compte de la position du matériel électrique mais qui donne, grâce à des symboles, la composition de chaque circuit élémentaire et l’interconnexion des circuits élémentaires entre eux pour former l’installation électrique. Dans la figure ci-dessous on va représenter le schéma unifilaire du tableau qui élabore les départs et les arrivées déjà cités dans le plan de façade d’une manière simple et claire en spécifiant la position de l’armoire et le tiroir Figure 6 : Plan de façade du tableau 02E-EB40 Figure 7 : Plan de façade du tableau 02E-EB40
  • 34. 34 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Exemples de constituants du schéma unifilaire  Départ moteur La figure à côté montre le schéma unifilaire d’un départ moteur qui est composé d’un disjoncteur magnétothermique, d’un contacteur, 3 transformateurs de courant, un relais de protection et un tore. Chaque départ est fréquenté d’un tableau qui contient des informations tels que la polarité, le type de départ, la puissance, la position du tiroir et la colonne qui contient ce départ. Figure 8 : schéma unifilaire du tableau 02E-EB40 Figure 9 : schéma uniflaire d’un départ moteur
  • 35. 35 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  Départ disjoncteur Le départ illustré dans la figure est un départ disjoncteur qui contient un disjoncteur magnétothermique et un tore avec un relais de défaut. Parfois, on ajoute un Ampèremètre et un transformateur de courant selon la puissance de départ.  Arrivée normale L’arrivée normale est une arrivé très importante car elle alimente tous les départ du tableau 02E-EB40. C’est pour cette raison elle est bien protégée que les autres arrivées. Elle est constituée d’un disjoncteur, d’une unité centrale de mesure, deux transformateurs de tension, un pour la mesure et l’autre pour la protection, six transformateurs de courant, trois pour la mesure et le reste pour la protection, un contrôleur permanant d’isolement, un relais de protection, un voltmètre et un ampèremètre.  Arrivée secours L’arrivée secours est une arrivée essentielle, elle joue à peu près le même rôle que l’arrivée normale. Elle est constituée de mêmes composants que l’arrivée normale à part le contrôleur permanant d’isolement. Figure 10 : schéma uniflaire d’un départ disjoncteur Figure 11 : schéma uniflaire de l’arrivée secours
  • 36. 36 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  Arrivée groupe L’arrivée groupe est une arrivée spéciale, car elle est dédiée pour les cas urgents. Cette dernière contient un disjoncteur, une unité centrale de mesure, deux transformateurs de tension, un pour la mesure et l’autre pour la protection, six transformateurs de courant, trois pour la mesure et le reste pour la protection, un contrôleur permanant d’isolement, un voltmètre et un ampèremètre. III. Choix de matériel Le choix de matériel est une étape cruciale et assez critique dans le déroulement de l’étude d’un projet, puisqu’il faut prendre en considération plusieurs facteurs tels que, la formation du personnel, utilisation du matériel du fournisseur partenaire et le plus important est de minimiser le coût le plus possible. A cause de notre manque d’expérience et la contrainte du temps, l’ingénieur d’étude qui s’est préoccupé de ce choix et nous nous sommes contentés de suivre cette démarche et faire des recherches pour avoir une idée sur ce matériel et comprendre son fonctionnement. Exemple de choix d’un disjoncteur Pour faire le choix d’un matériel, il faut extraire d’avance les caractéristiques techniques qui sont prioritaires pour le choix voulu. Après il faut chercher dans le catalogue du fournisseur les équipements qui répondent au besoin demandé. Dans le cas où une spécification du fournisseur n’est pas conforme 100% à celle du client on peut faire une majoration ou bien une minoration de notre choix et cela dépend du cas traité. Chaque fournisseur a sa manière pour classifier son matériel en faisant des codifications pour faciliter la tâche sur le client. Dans ce cas on va prendre l’exemple d’Eaton. Figure 12 : schéma uniflaire de l’arrivée principale
  • 37. 37 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  Choix de disjoncteur de 660ARV30 : D’après le cahier des charges, ce disjoncteur est de type ACB, de courant 3150A, de tension 660V et qui a un pouvoir de coupure 50 KA. La commande de ce disjoncteur se fait par envoyer le code MWI6323LEANNNNRPRN6EHHNWX, chaque lettre ou numéro a une signification expliquée dans la figure ci-dessous :  Choix du disjoncteur de départ 660FOL31 : Ce disjoncteur a les mêmes caractéristiques que celui qui précède, sauf le courant qui a la valeur 63A. Le choix a été fait du catalogue de la famille NZM illustré dans la figure ci-dessous qui a la référence NZML2-ME90. Figure 13 : Exemple 1 d’un catalogue pour le choix du disjoncteur
  • 38. 38 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Figure 14 : Exemple2 d’un catalogue pour le choix d'un disjoncteur Le matériel final exploité Les critères qu’il faut prendre en considération lors du choix de matériel se diffèrent d’un matériel à l’autre. Dans cette partie on va citer pour chaque équipement les caractéristiques collaborant pour faire un choix décisif. Pour ce choix, on va prendre en compte non seulement les spécifications électriques mais encore les exigences du cahier des charges concernent la supervision, qui seront bien détaillées dans le chapitre V, tel que les protocoles de communication supportés.  Choix d’un API Les éléments qui caractérisent un automate sont le nombre des I/O, le nombre de modules qu’on peut ajouter, la vitesse du traitement, le type et le nombre des ports de communication ainsi les protocoles supportés.  MicroLogix 1100 Cet automate a la marque Allen-Bradley  Il inclut un port EtherNet/IP 10/100 Mbits/s intégré.  Il peut Fournir 8 Ko de mémoire (4 Ko de programme utilisateur et 4 Ko de données utilisateur).  Ce dernier permet l'accéder, de contrôler et de programmer à partir de n'importe quelle connexion Ethernet.  Il fournit un serveur Web embarqué qui vous permet de configurer les données d'automate à afficher sous forme de page Web.  Il contient un port combiné RS-232/RS-485 isolé pour la communication série et en réseau.  il permet de contrôler et de modifier les données d'automate via un écran LCD embarqué
  • 39. 39 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  il est compatible avec les modules d'E/S d'extension MicroLogix 1762 (jusqu'à quatre modules par automate)  MicroLogix 1400 Il a la même marque que le MicroLogix 1100, mais il a plus de fonctionnalités.  Son port Ethernet fournit une capacité de serveur Web, de messagerie et la prise en charge du protocole DNP3  Il contient un écran LCD intégré avec rétro-éclairage qui vous permet d'afficher l'état de l'automate et des E/S  Il permet d'étendre les fonctionnalités d'application grâce à la prise en charge d'un maximum de sept modules  Il a jusqu'à six compteurs rapides de 100 kHz embarqués.  Il admet deux ports série avec la prise en charge des protocoles DF1, DH-485, Modbus RTU, DNP3 et ASCII  Son mémoire programme utilisateur de 10 Ko de mots et son mémoire de données utilisateur de 10 Ko de mots)  Il a jusqu'à 128 Ko pour l'archivage des données et 64 Ko pour les recettes  Choix d’un relais Le choix d’un relais impose dans un premier temps la connaissance de la protection désirée ainsi quelques caractéristiques électriques telles que la puissance…  Relais MM200 C’est un relais de protection des moteurs en basse tension, qui se trouve par exemple dans le départ 660DOL30 Communications • Il permet une mise en réseau par RS485 • Il supporte plusieurs protocoles : ModBus RTU - ODVA DeviceNet et Profibus.
  • 40. 40 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Interface utilisateur • Il contient un panneau de configuration en option avec les boutons poussoirs de commande et LED indicateurs de l'état • Il inclut le logiciel de configuration enerVista MM200 pour de simple programmations et la récupération de système ou des informations de voyage  Relais MM300 C’est un relais de protection des moteurs, il se trouve par exemple dans le départ 660DOL31 Communications • Il a des interfaces réseau - deux fils RS485, RJ45 Ethernet • Il supporte plusieurs protocoles (Modbus RTU, Modbus TCP / IP, Profibus, DeviceNet ODVA conforme) •il a comme ports de programmation - USB, RS485 Interface utilisateur • Il contient un panneau de contrôle avec 12 LED indicateurs d'état, de contrôle et de moteur • Il a une IHM dotée d'un écran graphique couleur, d’un port de programmation USB et des touches de commande du moteur.  FlexLogix Le FlexLogix, qui fait partie de la famille automates Logix, fournit un petit système, puissant et rentable repose sur les composants suivants:  Un automate FlexLogix1794-L34 disponible en 512 Ko de la mémoire utilisateur.  Un automate FlexLogix qui prend en charge les instructions Logix.  Un FLEX qui fournissent des entrées /sorties montés sur un rail DIN compact.
  • 41. 41 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Il fournit une communication sur la norme-basé ControlNet, DeviceNet ou EtherNet / IP, ainsi il permet l'insertion de cartes filles pour un maximum de 2 réseaux (par exemple, un pour DeviceNet et un autre pour EtherNet / IP)  Relais SEL Le relais de protection de ligne SEL-751A est la bonne solution pour la protection industrielle, avec des I/O d’options flexibles, d’un montage facile, et d’un paramétrage rapide. Il fournit une protection d'alimentation complète, tel que la surintensité, la surtension, la sous-tension, et des éléments de fréquence. La mise à niveau de la protection est facile, sans couper ou de percer des découpes existantes avec un petit facteur de forme et adaptateurs de montage multiples. Il s'intégré rapidement à base de communications à la norme IEC 61850, tel que miroir Bits, DeviceNet, et d'autres protocoles  Nemo 96 C’est un panneau de 96x96mm qui a des multifonctions qui permettra de mesurer et afficher les paramètres électriques monophasés ou triphasés via un écran LCD de 4 lignes. Des sorties analogiques en option et communication RS485 sont également disponibles, en fonction de la version utilisée. Une sortie à impulsions sans tension est fournie pour la mesure de kWh. Tous les modèles seront afficher les paramètres suivants:  Courant par phase  Courant de neutre  Tension, entre phases et entre phase et neutre  Fréquence  Facteur de puissance  Puissance (kW) par phase  Puissance (kW, KVAR)  Max appel de puissance (kW, kVar ou kVA)  La demande de pointe d'alimentation  Kilowattheures avec sortie pulsée  Distorsion harmonique totale (courant et tension)
  • 42. 42 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types IV. Elaboration des schémas types L’analyse fonctionnelle est indispensable à effectuer avant d’entamer le dessin des schémas de puissance, de commande …etc. Cette analyse est basée sur le cahier des charges. Pour les schémas types, l’analyse fonctionnelle est réalisée par le langage Ladder Logic qui rend le travail facile et clair pour le tracé et aussi pour la personne qui n’est pas spécialisée dans le domaine et veut savoir le principe de fonctionnement des schémas. Pour élaborer une analyse fonctionnelle bien précise et efficace, il faut absolument une étude bien détaillée et structurée du cahier des charges, afin de répondre à ce dernier sans oublier la moindre des choses en prenant en compte le fonctionnement électrique et la solution de supervision adoptée en respectant les spécifications demandés. Arrivées normale 660ARV30 et secours 660ARV31 Les 660ARV30 et 660ARV31 sont des arrivées inséparables puisque le fonctionnement d’une dépend de l’arrêt de l’autre.  Constitution du schéma de puissance : Le schéma de puissance de l’arrivée 660ARV30 est semblable de celle 660ARV31, donc nous nous concentrons sur l’arrivée normale. il est forcément constitué d’un disjoncteur ACB, deux transformateurs de courant et de tension associés au relais de protection SEL-751, deux autres transformateurs ; les valeurs de courant et de tension sont obtenus par un voltmètre et un ampèremètre ; reliés à l’analyseur de réseau NEMO96.Puisque le régime utilisé est le régime IT, un contrôleur permanent d’isolement IM400 est nécessaire.  Analyse fonctionnelle du schéma de commande : Principe de fonctionnement : Avant d’entamer l’explication du fonctionnement, on veut signaler que le disjoncteur utilisé est un disjoncteur qui peut avoir 3 positions connecté, test et déconnecté. le fonctionnement peut être résumé selon 3 cas : l’arrivée 30 en marche, l’arrivée 31 en marche ou le cas de commuter d’une arrivée à l’autre.
  • 43. 43 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  Arrivée 660ARV30 en marche : Dans notre explication, on va se baser sur les actions du disjoncteur soit l’enclenchement, le déclenchement ou le mode test.  Avant de passer à l’action d’enclenchement il faut que le disjoncteur soit connecté et une permission de fermeture de la part du SEL et l’upstream(2) est obligatoire. Pour enclencher, il faut choisir entre deux modes par un commutateur, si ce dernier est local, l’ordre de fermeture est fait par un autre commutateur. si le mode choisi est à distance, le SEL qui est responsable de l’enclenchement.  Un ordre soit de la part de l’upstream, de DCS du SEL, ou donner l’ordre par un commutateur en choisissant le mode local permet le déclenchement du disjoncteur. Pour tester le disjoncteur, il suffit de choisir le mode local, de switcher à la position test et qu’il doit être en mode test et n’est pas connecté.  Arrivée 660ARV31 en marche : Pour le fonctionnement de cette arrivée, il est pareil à l’arrivée normale sauf que dans ce cas l’arrivée 30 doit être en disfonctionnement.  Commutation d’une arrivée à l’autre: Dans ce cas les deux arrivées fonctionnent en même temps, cette simultanéité ne prend pas beaucoup de temps car c’est une étape de transition puisqu’il ne faut pas arrêter le travail pour changer l’arrivée. Prenant le cas où l’arrivée 31 est en marche et on veut commuter vers l’arrivée 30.tout d’abord, On doit s’assurer que l’arrivée secours est en marche en vérifiant que le disjoncteur associé est fermé et connecté ainsi il faut commuter vers la position désirée grâce à un commutateur et avoir la vérification de synchronisation à partir du SEL dans ce cas on a l’enclenchement du disjoncteur de l’arrivée 30, juste après ça le déclenchent de l’arrivée 31 est effectué. Le LADDER LOGIC (660ARV30) : C’est une méthode qui facilite la réalisation des schémas sans oublier aucun détail du cahier des charges.
  • 44. 44 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types (2) upstream: voir l’annexe  Enclenchement du disjoncteur  Déclenchement du disjoncteur  Test du disjoncteur
  • 45. 45 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Câblage et programmation du relais SEL Les sorties du SEL sont des informations et des ordres qui assurent la protection de l’arrivée, ses entrées constituent les états et les mesures que le relais a besoin pour donner un ordre à base du programme illustré dans la figure suivante.  Permission d’enclenchement  Ordre de déclenchement  Reset du relais
  • 46. 46 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  Ordre d’enclenchement  Indication de déclenchement  Défaut vers Flex  Défaut vers Micrologix  Vérification de synchronisation Arrivée du groupe 660ARV32 Constitution du schéma de puissance : C’est la même chose que les arrivées 30 et 31 sauf que cette arrivée ne contient pas le relais SEL
  • 47. 47 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Analyse fonctionnelle du schéma de commande : Principe de fonctionnement : C’est l’arrivée du groupe électrogène, son principe de fonctionnement est d’alimenter la partie la plus critique du tableau dans les cas urgents et débrancher l’autre partie grâce à un couplage 660CPL30. Comme ce qui précède, on peut expliquer la démarche de fonctionnement selon les actions du disjoncteur.  Pour avoir l’enclenchement, il faut vérifier les conditions suivantes : le panel donne l’information que le ACB est fermé ainsi, il ne signale aucun défaut pour le déclenchement, le disjoncteur est connecté aussi, il faut vérifier que le disjoncteur du CPL30 est ouvert ou n’est pas connecté et enfin la vérification de la synchronisation doit être effectuée.  Un appui sur le bouton d’urgence, un ordre pour ouvrir le disjoncteur à partir du DCS ou du panel, et enfin une signalisation de défaut par le relais conduisent au déclenchement du disjoncteur.  Pour tester le disjoncteur, il faut sélectionner le mode local du commutateur ainsi le disjoncteur doit être dans la position du test et n’est pas connecté. Le LADDER LOGIC (660ARV32) :  L’enclenchement du disjoncteur  Test du disjoncteur
  • 48. 48 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Arrivée secours principal 660ARV37 Constitution du schéma de puissance : Aucune différence entre ce schéma de puissance et celui de l’arrivée 30. Analyse fonctionnelle du schéma de commande : Principe de fonctionnement : L’arrivée 660ARV37 représente l’arrivée secours principale qui n’appartient pas à notre tableau, elle permet d’alimenter trois tableaux qui ne peuvent pas fonctionner simultanément, comme il est déjà expliqué. De la même façon que les arrivées précédentes on va suivre notre structure d’analyse.  Un ordre de fermeture par le commutateur ou du part du relais SEL, en additionnant la permission obtenue par le SEL et l’upstream pour fermer le disjoncteur et finalement, le disjoncteur qui doit être, bien sûr, dans la position connectée. toutes ces conditions contribuent à l’enclenchement.  Afin de déclencher le disjoncteur, il suffit d’avoir un ordre par le SEL ou d’après le DCS ainsi par le choix de la fonction Trip du commutateur.  Les mêmes conditions se répètent pour le mode test, toujours il faut le disjoncteur non connecté et dans la position test et choisir la fonction test du commutateur. Le LADDER LOGIC (660ARV37) :  L’enclenchement du disjoncteur
  • 49. 49 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  Déclenchement du disjoncteur  Test du disjoncteur Câblage et programmation du relais SEL  La permission d’enclenchement  Reset SEL
  • 50. 50 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  Ordre de déclenchement  Indication de déclenchement  Défaut vers Flex  Défaut vers Micrologix Couplage 660CPL30 Constitution du schéma de puissance La différence entre le schéma de puissance de l’arrivée 30, 31 et le couplage 660CPL30 réside dans l’absence de l’équipement NEMO dans ce schéma.
  • 51. 51 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Analyse fonctionnelle du schéma de commande : Principe de fonctionnement Le couplage 660CPL30 joue un rôle essentiel, car il permet de résoudre un grand problème dans les cas urgents. comme d’habitude nous allons suivre la même procédure d’explication :  Pour l’enclenchement du disjoncteur plusieurs choses contribuent dans ce fait. Tout d’abord il faut sélectionner le mode local du commutateur et donner l’ordre de fermeture par l’autre commutateur ou choisir le mode à distance et avoir l’ordre de fermeture du disjoncteur par le relais SEL, après il faut s’assurer que l’arrivée 32 du groupe électrogène n’est pas connectée, le disjoncteur doit être connecté et enfin l’arrivée 30 ou 31 doit être en fonctionnement puisqu’elle va alimenter le tableau.  Le déclenchement est fait à partir du commutateur en choisissant le mode local ou encore une commande de déclenchement par le DCS, ou avoir un ordre du relais SEL, la dernière condition qui doit être vérifiée c’est que le ACB des arrivées 30 et 31 doivent être ouverts. Pour le cas du test c’est la même chose, il faut sélectionner le mode local du commutateur, et l’autre doit être dans la position test ainsi le CB ne doit pas être connecté et il faut le positionner dans le test. Le LADDER LOGIC (660CPL30) :  Enclenchement du disjoncteur
  • 52. 52 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  Déclenchement du disjoncteur  Test du disjoncteur Câblage et programmation du relais SEL  La permission d’enclenchement  Reset SEL
  • 53. 53 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types  Ordre de déclenchement  Indication de déclenchement  Ordre d’enclenchement  Défaut vers Flex  Défaut vers MicroLogix Départs disjoncteur 660FOL3x et moteur 660DOL3x. Les départs ne font pas partie de notre travail pour une seule raison, c’est qu’ils sont déjà prêts, ses schémas de commande sont standards et se différent selon la puissance, par exemple
  • 54. 54 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types le départ moteur DOL33 fréquenté du relais MM200 a une puissance inférieure à 18.5 KW, et le départ DOL32 qui utilise le relais MM300 a une puissance entre 55KW et 132KW. Schémas types élaboré. Le schéma type est un dossier qui contient toutes les informations associées à un départ ou une arrivée, tel que le schéma de puissance, le schéma de commande, la nomenclature…etc. Le travail qu’on a déjà fait spécialement le principe de fonctionnement par le LADDER LOGIC est dédié pour élaborer les schémas types à l’aide du logiciel AUTOCAD ELECTRICAL qu’on a assisté pas mal de fois pour connaitre et comprendre le déroulement de cette étape. Le dossier effectué a pour direction l’atelier de fabrication et aussi il est très efficace pour le client dans les séances de maintenance ou dans le cas d’un problème. Exemple de l’arrivée 660ARV30 La page de garde de tous les schémas type indique les informations suivantes : le client, les noms des responsables du projet, le nombre et les dates des modifications effectuées sur le schéma et le type soit une arrivée ou un départ. Figure 15 Page de garde d'un schéma type:
  • 55. 55 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types
  • 56. 56 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types - La 2éme page présente le sommaire du schéma type en identifiant chaque page. - La 3éme page contient le schéma de puissance montré dans la figure ci-dessous. Le schéma de commande est positionné dans la 4éme page : Figure 16 : Exemple d’un schéma de puissance Figure 17 : Exemple d’un schéma de commande
  • 57. 57 Chapitre III : Elaboration de Plan de façade et shémas types Le reste du dossier contient une page de signalisation, qui représente une chose nécessaire chaque action ou un défaut est associé à un voyant pour le signaler, une autre page pour donner une idée sur la distribution des tensions, aussi le câblage des équipements essentiels tel que le relais SEL et dans la dernière page, il y a la nomenclature pour connaitre le matériel utilisé qui sera affiché ci-dessous : V. Conclusion Dans ce chapitre, nous avons vu toutes les étapes suivies pour aboutir enfin aux schémas types qui vont être destinés à l’atelier pour la réalisation. Avant d’entamer la partie qui concerne l’architecture de la supervision du tableau, des informations préalables sur les réseaux locaux industriels doivent être expliquées. Le chapitre suivant va nous servir pour accomplir cette mission. Figure 18 : Exemple du sommaire
  • 58. 58 iv. RESEAUx locAUx indUSTRiElS I. Introduction Dans ce chapitre, nous allons voir des notions de base sur les réseaux locaux industriels en explicitant les protocoles de communication fondamentaux pour notre étude définie et détaillée dans le chapitre suivant. II. Connaissances acquises Définitions Dans cette partie, on va définir et expliquer des notions générales à propos des réseaux industriels pour avoir un enchaînement de connaissances qui va permettre de suivre le reste.  Réseau Un réseau représente un ensemble de moyens qui permettent la communication entre des processus d'application ou tâches répartis sur des matériels informatiques de tout type. Cet ensemble est constitué d'au moins un support de transmission pour l'acheminement des signaux, et de protocoles de communication selon une architecture en couches conforme ou non au modèle OSI. Il existe deux types de réseaux, industriels et informatiques, pour notre cas nous nous intéressons au réseau industriel.
  • 59. 59 Chapitre IV : Réseau locaux industriels  Modèle OSI L’OSI est un modèle standard, proposé par l’ISO, d’une architecture constituée de sept couches, utilisé dans les protocoles de communication. Nous rappelons brièvement le rôle de chaque couche  La couche physique adapte les signaux numériques au support de transmission.  La couche liaison de données fiabilise les échanges de données entre deux stations.  La couche réseau assure la recherche d'un chemin et l'acheminement des données entre les stations terminales dans un réseau maillé.  La couche transport assure le contrôle de bout en bout entre les stations terminales.  La couche session synchronise et gère les échanges pour le compte de la couche présentation.  La couche présentation permet d'accepter des syntaxes différentes pour les données échangées entre les couches application.  La couche application donne aux processus d'application le moyen d'accéder à l'environnement OSI. Elle n'a pas de limite supérieure, c'est-à-dire que l'on peut toujours ajouter des services supplémentaires construits sur des services existant déjà.  Réseau industriel Le réseau industriel joue le même rôle qu'un réseau normal. Le but premier est toujours de transmettre des informations entre plusieurs machines. Lorsque l'on parle de réseaux, on sous- entend généralement que les machines sont des ordinateurs. Lorsque l'on parle de réseaux industriels, il s'agit de faire communiquer des machines qui ne sont plus seulement des ordinateurs. On fait communiquer des appareils différents tels que des ordinateurs, des automates programmables, des appareils de mesure,…  Critère de choix d’un réseau Il existe plus d'une cinquantaine de spécifications de réseau locaux industriels différentes, dont la comparaison peut reposer sur de nombreux critères techniques et stratégiques tels que:  Critères temporels : vitesse de transmission des données, temps de réaction minimum avant transmission dans un système multi-maîtres, temps de cycle…
  • 60. 60 Chapitre IV : Reseau locaux industriels  Critères topologiques : longueur maximale avec répéteurs, distance maximale entre équipements, topologie du réseau (structure du câblage), etc.  Autres critères : modes d'accès au réseau, modèle de coopération (client/serveur, producteur/consommateur, etc.), gestion des priorités, efficacité du protocole (longueur data utile / longueur totale trame), reprise (reconfiguration automatique en cas de défaillance),...  Critères stratégiques divers : position par rapport aux standards, disponibilité (fournisseurs), évolutivité, domaine d'application typique, compatibilité ou existence de passerelles avec d'autres réseaux, maintenance,  Réseaux de terrain existants Dans ce paragraphe, on va citer les réseaux de terrain les plus utilisés dans le marché :  BUS CAN ET VAN  MODBUS  INTERBUS  PROFIBUS DP  PROFIBUS PA  FLEXRAY  FIP WORLDFIP  EIBUS ET KNX  LONWORKS  SERCOS  ETHERCAT  POWERLINK III. Les réseaux locaux utilisés Modbus : Définition MODBUS est un protocole de communication non-propriétaire, créé en 1979 par Modicon, utilisé pour des réseaux d'automates programmables, relevant du niveau 7 du Modèle OSI. Il
  • 61. 61 Chapitre IV : Réseau locaux industriels fonctionne sur le mode Client / Serveur. Il est constitué de trames contenant l'adresse du serveur concerné, la fonction à traiter, la donnée et le code de vérification d'erreur appelé contrôle de redondance cyclique. Ce protocole a rencontré beaucoup de succès depuis sa création du fait de sa simplicité et de sa bonne fiabilité. Un regain d'intérêt lui confère un certain avenir depuis son encapsulation dans les trames Ethernet grâce à MODBUS over TCP/IP. La liaison de Modbus est le half duplex, c’est un canal bidirectionnel qui permet de transporter les informations dans les deux sens, mais pas simultanément. Principe d’adressage : Le Modbus est un protocole de communication hiérarchisé : Un maitre Des esclaves. Les abonnés du bus sont identifiés par des adresses attribuées par l’utilisateur. L’adresse de chaque abonné est indépendante de son emplacement physique. Ces adresses vont de 1 à 64 et ne doivent pas obligatoirement être attribuées de manière séquentielle. Deux abonnés ne peuvent avoir la même adresse. Il existe deux cas d’adressage :
  • 62. 62 Chapitre IV : Reseau locaux industriels Echange maitre vers un esclave : Le maître interroge un esclave de numéro unique sur le réseau et attend de la part de cet esclave une réponse. Deux esclaves ne peuvent pas dialoguer ensemble. Echange maitre vers tous les esclaves : Le maître diffuse un message à tous les esclaves présents sur le réseau, ceux-ci exécutent l’ordre du message sans émettre une réponse. Structure du message : Le maitre envoie un message constitué de la façon suivante :
  • 63. 63 Chapitre IV : Réseau locaux industriels Format général d’une trame : Deux types de codage peuvent être utilisés pour communiquer sur un réseau Modbus. Tous les équipements présents sur le réseau doivent être configurés selon le même type.  Type ASCII : Chaque octet composant une trame est codé avec 2 caractères ASCII. LRC : C’est une technique simple pour la détection des erreurs, son principe est de protéger l’ensemble des bits de même rang de tous les caractères, on obtient alors un code de protection sur 7 bits puisque le code ASCII étant défini sur 7 bits.  Type RTU : Figure 19 : la composition d’une trame en mode ASCII
  • 64. 64 Chapitre IV : Reseau locaux industriels La trame ne comporte ni octet d’en-tête de message, ni octets de fin de message, chaque octet composant une trame est codé sur 2 caractères hexadécimaux. CRC : Cycling Redundancy Code est un outil qui permet de détecter les erreurs de transmission ou de transfert des données. Un code polynômial est basé sur l’utilisation d’un polynôme générateur connu à l’avance par à la fois l’émetteur et le récepteur du message. Les polynômes manipulés sont binaires : tous les coefficients sont 0 ou 1. Remarque : Le mode ASCII permet d’avoir des intervalles de plus d’une seconde entre les différents caractères sans que cela ne génère d’erreurs, alors que le mode RTU permet un débit plus élevé pour une même vitesse de transmission, c’est pour cette raison le mode ASCII est quasiment tombé en désuétude. Principe de fonctionnement : Le maître s’adresse à l’esclave dont l’adresse est donnée dans le champ prévu à cet effet. Le code fonction indique à l’esclave le type d’action à réaliser. Le champ de données est codé sur n mots en hexadécimal de 00 à FF, soit sur n octets. Selon le code fonction, le champ de données contient diverses informations complémentaires permettant à l’esclave de décoder le message. Dans le cas du mode RTU, le champ contrôle d’erreur CRC contient une valeur codée sur 16 bits. Le contrôle de parité peut dans certains cas être supprimé car d’autres contrôles d’échanges sont mis en œuvre (cas du contrôle CRC encore appelé contrôle par Checksum) L’esclave renvoie sa réponse, il place sa propre adresse dans le champ adresse afin que le maître puisse l’identifier. Il utilise ensuite le champ fonction pour indiquer si la réponse contient une erreur. Pour une réponse normale, l’esclave reprend le même code fonction que celui du message envoyé par le maître, sinon il renvoie un code erreur correspondant au code original avec son MSB à 1. Le champ de données contient diverses informations dépendant du code fonction. Le champ contrôle d’erreur contient une valeur codée sur 16 bits. Cette valeur est le résultat d’un CRC calculé à partir d’un message. Figure 20 : la composition d’une trame en mode RTU
  • 65. 65 Chapitre IV : Réseau locaux industriels Support de transmission Avant et après chaque message, il doit y avoir un silence équivalent à 3,5 fois le temps de transmission d’un mot. L’ensemble du message doit être transmis de manière continue. Si un silence intervient en cours de transmission de plus de 1,5 fois le temps de transmission d’un mot, le destinataire du message considérera que la prochaine information qu’il recevra sera l’adresse du début d’un nouveau message. Le protocole MODBUS peut être implémenté :  sur une liaison série asynchrone de type RS-232, RS-422 ou RS-485, avec des débits et sur des distances variables ; on parle alors de MODBUS over Serial Line;  via TCP/IP sur Ethernet ; on parle de MODBUS over TCP/IP ;  via ModBus Plus qui est un réseau à passage de jetons à 1 Mb/s, pouvant transporter les trames Modbus et d'autres services propres à ce réseau. Une liaison multipoints de type RS-485 relie client et serveurs via une paire différentielle qui permet un débit élevé (jusqu'à 10 mégabits par seconde) sur une distance importante (jusqu'à 1 200 m). Elle ne dispose que de 2 bornes qui alternativement passent les données dans un sens puis dans l’autre. Profibus Définition Profibus est un type de bus de terrain propriétaire, répondant aux besoins d’un large éventail d’applications dans les domaines du manufacturier et du process. Son universalité et son ouverture sont garanties par les normes européennes EN 50170, EN 50254 et international IEC61158. Il autorise le dialogue de matériels multi constructeurs, sans passer par des interfaces. Il se prête aussi bien à la transmission de données exigeant des actions réflexes, en Message du maître Délai de 3.5 fois le temps de transmission d'un mot Réponse de l'esclave Délai de 3.5 fois le temps de transmission d'un mot Figure 21 : les délais entre deux mssages
  • 66. 66 Chapitre IV : Reseau locaux industriels des temps de réaction très courts, qu’aux échanges de grandes quantités d’informations complexes. Différents profils de Profibus : Profibus se décline en deux protocoles de transmission.  profils de communication, aux fonctions bien ciblées : DP et FMS. De même, selon l’application, il peut emprunter trois supports de transmission ou supports physiques (RS 485, CEI 1158-2 ou fibre optique).  profils applicatifs définissent, pour chaque type d’équipement, le protocole et la technique de transmission adaptés à l’application. Ils s’attachent également à préciser le comportement des équipements, indépendamment de leur constructeur.  Profils de communication : Ces profils ont pour objet de définir la façon dont les données sont transmises en série par l’utilisateur, sur un même support physique.  Profibus DP Cette variante PROFIBUS dont la vitesse de transmission des données est optimisée et dont le câblage est peu coûteux est conçue spécialement pour la communication entre des automates et des appareils de terrain décentralisés avec des temps de réaction ultrarapides. il est parfaitement adapté pour les commandes directes. Le PROFIBUS-DP peut remplacer une transmission parallèle conventionnelle à 24 V ou 0/4-20 mA. Il est parfaitement adapté pour les commandes directes :  Des appareils de terrain intelligents, tels que départs-moteurs, entraînements, analyseurs, régulateurs industriels ou consoles  Des périphériques décentralisés : Remote I/O telles que ET 200M, ET 200iSP ou ET 200S.  Profibus FMS: C’est un Profil universel, il excelle dans les tâches de communication exigeantes et s’accompagne de multiples fonctions applicatives évoluées gérant la communication entre équipements intelligents. Soumis toutefois à l’évolution du PROFIBUS et à la percée du monde
  • 67. 67 Chapitre IV : Réseau locaux industriels TCP/IP au niveau cellule, force est de constater que le profil FMS est appelé à jouer un rôle de moins en Techniques de transmission :  RS485 : Elle embrasse tous les domaines qui nécessitent une vitesse de transmission élevée et une technique d’installation simple et bon marché. On utilise une paire de câbles en cuivre, torsadée et blindée. La structure du bus permet la connexion et la déconnexion de stations sans répercussion ou bien la mise en service pas à pas du système. Les extensions ultérieures n’ont aucune influence sur les stations déjà en service. On peut choisir la vitesse de transmission dans une plage comprise entre 9,6 kbit/s et 12 Mbit/s. La vitesse est choisie lors de la mise en service du système, ce sera la même pour tous les appareils du bus.  Fibre Optique : La fibre optique, synonyme d’excellente immunité aux parasites et de longues distances.  Profils applicatifs Les profils applicatifs de PROFIBUS décrivent l’interaction du protocole de communication avec la technique de transmission utilisée. Ils définissent également le comportement des équipements de terrain sur PROFIBUS. Au premier rang de ces profils « métier » figure PROFIBUS-PA, qui décrit les paramètres et les blocs de fonctions d’instruments de process tels que transmetteurs, vannes et positionneurs. D’autres profils sont dédiés à la variation électronique de vitesse, à la conduite et à la supervision (IHM), et aux codeurs avec, dans chaque cas de figure, la double mission d’établir des règles de transmission indépendantes du fournisseur et de définir le comportement de chaque type d’équipement.  Profibus PA : Dans l'industrie des procédés, l'utilisation du PROFIBUS PA qui permet simultanément la transmission numérique des données et l'alimentation en énergie des appareils de terrain par un câble bifilaire et la technique de transmission MBP est optimale pour intégrer directement des appareils tels que les actionneurs pneumatiques, les électrovannes ou les capteurs de mesure et d'analyse. Malgré la vitesse de transmission relativement faible de 31,25 Kbits/s, le temps de communication type d'un transmetteur n'est que d'environ 10 ms. Il est donc possible de réaliser
  • 68. 68 Chapitre IV : Reseau locaux industriels presque toutes les applications types de l'industrie des procédés, même lorsque les installations sont très étendues. Le PROFIBUS PA est réalisable en topologie linéaire, arborescente ou en anneau avec des câbles en antenne de grande longueur (jusqu'à 120 m). L'alimentation et l'adaptation de la vitesse de transmission du PROFIBUS DP vers le PROFIBUS PA est assurée par des coupleurs DP/PA ou des liens DP/PA. Principe de fonctionnement de profibus : PROFIBUS spécifie les caractéristiques techniques d’un bus de terrain série destiné à interconnecter des automatismes numériques répartis aux niveaux terrain et cellule. Ce réseau multi-maître autorise l’exploitation conjointe de plusieurs systèmes d’automatisation, de développement et de visualisation avec leur périphérie décentralisée, sur un même câble. A cette fin, PROFIBUS distingue des équipements maîtres et des équipements esclaves. • Les maîtres ou stations actives pilotent la transmission de données sur le bus. Un maître peut librement émettre des messages sous réserve d’obtenir le droit d’accès au réseau (jeton). • Les esclaves ou stations passives sont des équipements périphériques (blocs d’E/S, vannes, entraînements et transmetteurs de mesure) qui n’ont pas le droit d’accéder au bus. Leur action se limite à l’acquittement des messages reçus ou à la transmission de messages sur une demande du maître. N’exploitant qu’une partie minime du protocole, leur mise en œuvre, s’avère des plus économiques. Devicenet Définition  DeviceNet est un système de réseau utilisé dans le domaine de l'automatisation de l'interconnexion des dispositifs de commande pour l'échange de données. Il utilise Controller Area Network comme la technologie de base et définit une couche d'application pour couvrir une gamme de profils de périphériques. Les applications typiques incluent l'échange d'informations, les dispositifs de sécurité, et les grands réseaux de contrôle des E / S. Controller Area Network Solutions.  Controller Area Network ou bien bus CAN est un bus système série très répandu dans beaucoup d'industries, notamment l'automobile. Il a été normalisé avec la
  • 69. 69 Chapitre IV : Réseau locaux industriels norme ISO 11898. Il met en application une approche connue sous le nom de multiplexage, et qui consiste à raccorder à un même câble un grand nombre de calculateurs qui communiqueront donc à tour de rôle. Cette technique élimine le besoin de câbler des lignes dédiées pour chaque information à faire transiter. Caractéristiques Parmi les caractéristiques du Devicenet :  Il donne une solution économique pour la mise en réseau d'équipements manufacturiers  Il permet le couplage et l'acheminement transparents entre les réseaux EtherNet/IP™, ControlNet™ et autres réseaux CIP (Commun Industrial Protocol)  Il permet la réduction des coûts de maintenance grâce au diagnostic et au remplacement automatique des équipements (ADR)  Il minimise le temps d'arrêt grâce à la détection précoce des problèmes de performance du système  Il prend en charge les applications standards et les applications de sécurité sur un seul fil  IV. Conclusion Après avoir eu un bagage assez suffisant en ce qui concerne les protocoles de communication en connaissant les avantages et le principe de chaque protocole explicité dans ce chapitre, on va consacrer le chapitre suivant pour l’étude de l’architecture de supervision proposée.
  • 70. v. SolUTion dE lA SUpERviSion I. Introduction Dans ce chapitre, on va expliquer le principe de l’architecture de supervision proposée par l’équipe de travail, en identifiant ses inconvénients qu’on va essayer de trouver des solutions essentiellement pour le problème majeur qui est le temps pour qu’une information soit affichée. II. Exigences du client La dernière phase du travail déjà entamé est de faire la supervision du tableau électrique réalisé en prenant en considération les impératifs de la sécurité qui permettent de réagir le plus rapidement possible face aux problèmes pour éviter un arrêt de production. Pour respecter le cahier des charges, on est censé faire une architecture qui permet la communication entre les équipements constituant le tableau et l’administrateur par une interface homme machine HMI avec un temps de 1 ms pour l’affichage des information sur l’interface d’une part et une redondance en profibus d’autre part de telle sorte, il faut avoir 2 ports profibus à partir du Data concentrator vers le DCS. III. Etude Architecture proposée Après l’étude du cahier des charges et beaucoup de recherches, l’équipe de travail propose cette solution qui va utiliser deux protocoles essentiels qui sont le Modbus et forcement le Profibus demandé par le client :