présentation soutenance PFE 2016

Ministère de l’Enseignement Supérieur

et de la Recherche Scientifique

République tunisienneUnion – Discipline - Travail

Etude et conception du système automatique pour alimentation four

Encadreur ISETEncadreur

d’entreprise

Mr. HSSAN ELABEDEnseignant à l’ISET

M. OMAR WANNESIngénieur à SOTEMAIL

Elaboré par :MOHSEN SADOKEn vue de l’obtention du diplôme de licence en automatisme et informatique industriel

Période de stage : du 10 Février 2016 au 28 Mai 2016

THEME :

Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Rades

Département de Génie Electrique

PLAN DE SOUTENANCE PREMIERE PARTIE : GENERALITES

CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL CHAPITRE 2 : CAHIER DES CHARGES CHAPITRE 3 : ETUDE DE L’EXISTANT

DEUXIEME PARTIE : ETUDE CONCEPTUELLE CHAPITRE 4 : CHOIX DE LA SOLUTION CHAPITRE 5 : LES AMELIORATION CHAPITRE 6 : CABLAGE ELECTRIQUE DU SYSTÈME

TROISIEME PARTIE : IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION CHAPITRE 7 : PROGRAMMATION API CHAPITRE 9 : CONCEPTION DES INTERFACES DE SUPERVISION LABVIEW CHAPITRE 10 :CONCEPTION DES INTERFACES DE CONTRÔLE PAR TABLETTE CHAPITRE 11 : DIAGRAMME D’UTILISATION ET DES CLASSES

CONCLUSION ET PERSPECTIVES

ABSTRACT

PREMIERE PARTIE : GENERALITES

PARTIE I

PARTIE II

PARTIE I: GENERALITES

Chapitre 1Chapitre 2Chapitre 3

Chapitre 5Chapitre 6

Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 1: Présentation de la structure d’accueil

1.1 Présentation de la structure d’accueil

SOTEMAIL est la société tunisienne d’émaillage ,elle produit principalement de céramique et grés pour le revêtement sol et mur.

CHAPITRE 1: Présentation de la structure d’accueil

1.2 service de productionPARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 2: Cahier des charges

Etude et conception du système automatique pour alimentation four en rangées de carreaux de céramiques

Notre système comporte 2 sous systèmes :

A. Chaine à rouleau pour alimentation four par des carreaux des céramiques

Entrée four

convoyeur

convoyeur

Chaine

PARTIE I

PARTIE II


Chapitre 1 Chapitre

2Chapitre 3


Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 2: Cahier des charges

B. Réservoirs d’eau qui distribue l’eau aux réservoirs mélangeurs de billes de céramique afin de former la barbotine

Réservoir d’eau

PARTIE I

PARTIE II


Chapitre 1 Chapitre

2Chapitre 3


Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 3: Etude de l’existant

3.1 Présentation de l’existant : la chaine d’entrée four

Des capteurs sont mis hors programme par négligence

Nécessité d’ajout d’un nouveau GRAFCET qui tient compte du « conduit système : GRAFCET conduit et sécurité »

Le défilement des rangées des carreaux de céramiques sont mal organiser

PARTIE I

PARTIE II


Chapitre 1Chapitre 2 Chapitre

3


Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


3.2 Présentation de l’existant : réservoir d’eau

remplissage d’eau du réservoir sans commande par automate

un flotteur mécanique ouvre le circuit de commande

du motopompe

Niveau d’eau dans le réservoir sans supervision

Motopompe

PARTIE I

PARTIE II



3


Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


3.3 Critique de l’existant

Réglage manuel de la vitesse du moteur chaque fois où la taille des carreaux change

En cas de de panne d’un moteur, le système continue le cycle de production sans arrêt

remplissage d’eau dans le réservoir non commander par automate

Le système reste sans supervision industrielle

PARTIE I

PARTIE II



3


Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

DEUXIEME PARTIE : ETUDE CONCEPTUELLLE

CHAPITRE 4:choix de la solution

4.1 Les solutions proposées et solution retenue Solution 1 : Introduire des améliorations sur le système actuel tout

en gardant l’automate OMRON (CPM 2 A) utilisé Avantage : Cout réduit Inconvénient : Absence de port de communication

PROFINET

Solution 2 : Choix d’un automate Siemens qui à part la commande et le contrôle du système, offre la possibilité de commination PROFINET.

Inconvénient : Cout élevé. Avantage : Solution fiable, possibilité de faire une

télécommande (par Tablette ) et offre une garantie sur tous les plans.

Solution retenue :Il est claire que la troisième solution permettra de mener à belle et bien ce projet

PARTIE I

PARTIE II

PARTIE II: ETUDE CONCEPTUELLE



Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


4.2 Développement de la solution retenue

a) Choix de l’API :CPU416-3 PN/DP

Possibilité d’utilisation comme contrôleur central des lignes de production (la chaine d’entrer four, réservoirs...)

Interface PROFINET

Interface TCP/IP

Mémoire programme 8 MB

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


b) Choix de l’environnement de programmation :TIA PORTAL

éditeurs de programmation efficaces, programmation symbolique cohérente

Objets de technologie pour mouvements et fonctions de régulation PID

Fonction de protection intégrée pour protéger le programme

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


c) Choix de l’outil de supervision :LabVIEW

Des diverses bibliothèques de symbole pour représenter notre système

Vitesse de communication très élevé avec l’automate

Plusieurs moyens de communication (PROFINET, MODBUS, TCP/IP, Bluetooth, WIFI…) avec différents gammes d’automates

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 5: Les améliorations 5.1 Améliorations réalisées

ajout d’un nouveau GRAFCET conduit et sécurité pour la chaine

Possibilité de varier la vitesse des 4 moteurs sur l’interface de supervision

Apporter des sécurités supplémentaires au fonctionnement du système

Contrôler le système à distance par tablette via wifi

Installer un capteur ultrason pour la détection de niveau d’eau dans le réservoir

Installer une électrovanne à commande analogique pour commander le remplissage du réservoir

Rendre la procédure de remplissage du réservoir contrôlable par un API via interface graphique

Suivre la consommation énergétique du système

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 5: Les améliorations 5.2 Synoptique du système :PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 6: Câblage électrique du système6.1 Câblage de module d’entré TOR

PARTIE I

PARTIE II



Chapitre 5 Chapitre

6

Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 6: Câblage électrique du système6.2 Câblage de module de sortie TOR

PARTIE I

PARTIE II



Chapitre 5 Chapitre

6

Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 6: Câblage électrique du système6.3 Câblage de module d’entré/sortie analogique

Entré analogiques:

Capteur de vitesse moteur M1 Capteur de vitesse moteur M2 Capteur de vitesse moteur M3 Capteur de vitesse moteur M4 Capteur ultrason de niveau d’eau

Sorties analogiques :

Vers variateur vitesse moteur M1 Vers variateur vitesse moteur M2 Vers variateur vitesse moteur M3 Vers variateur vitesse moteur M4 Vers électrovanne

PARTIE I

PARTIE II



Chapitre 5 Chapitre

6

Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

TROISIEME PARTIE : IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION

CHAPITRE 7: Programmation APILes blocs de programme du système

PARTIE I

PARTIE II

PARTIE III: IMPLEMENTATION DE LA SOLUTION



Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 7: Programmation APIa) système

chainePARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 7: Programmation APIb) système réservoirPARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 7: Programmation APIc) Visualisation des paramétrés de régulateur PID

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 7: Programmation APId) Synoptique de communication

Programme API

Interfaces LabVIEW

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 8: Conception des interfaces de supervision LabVIEW

8.1 Interface de gestion d’utilisateurPARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.2 Interface de supervision de systèmePARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.3 Interface de simulation des capteursPARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.4 Interface de contrôle de vitesse des moteurs

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.4 Interface de contrôle de vitesse des moteurs

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.5 Interface de comptage d’énergie pour chaque moteur

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.5 Interface de comptage d’énergie pour chaque moteur

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.6 Interface statistiquePARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.7 Enregistrement de donnes PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.8 Interface de supervision de réservoir d’eau

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4


8.9 Interface des information sur le projetPARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 9:Conception des interfaces de contrôle par Tablette

Application sous Android :

Nommée " Data Dashboard for LabVIEW «

Permet de créer des vues personnalisées.

Pour contrôler et surveiller l'application à distance via WIFI

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

Contrôle du système

Etat du système

CHAPITRE 9:Conception des interfaces de contrôle par Tablette9.1 Interface principale de contrôle du système

chainePARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

Validation de contrôle de vitesse

Indicateur d’état de moteur

Vitesse choisie

Validation de vitesse choisie

CHAPITRE 9:Conception des interfaces de contrôle par Tablette9.2 Interface pour contrôler la vitesse des moteurs du chaine

PARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

Simulation de capteur de vitesse

Valeur de capteur de vitesse à simuler

CHAPITRE 9:Conception des interfaces de contrôle par Tablette

9.3 Interface pour simuler les capteurs de vitessePARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7


Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CHAPITRE 10: Diagrammes


Chapitre 1

Chapitre 2

Chapitre 3


Chapitre 9 Chapitre

10

Chapitre 8PARTIE III

Chapitre 4

10.1 Diagramme d’utilisation

CHAPITRE 10: Diagrammes10.2 Diagramme des classesPARTIE I

PARTIE II




Chapitre 7

Chapitre 9 Chapitre

10

Chapitre 8

PARTIE III

Chapitre 4

CONCLUSION Des nombreux test de simulation que j'ai fait sur le système

montre qu'il est faisable et offre une garantie sur tous les plans

Ce travail présente pour moi une première expérience dans un domaine vaste et complexe qui est l’automatisme industriel

PERSPECTIVES Rendre la communication (contrôle et supervision )avec notre

système via un serveur web integre à l’API et sécuriser Remplacer le PLC Siemens ( cpu 416-3PN/DP ) de notre

système étudier par le contrôleur NX7 de OMRON qu’il peut géré 2/3 des machines dans l’usine avec son cpu I7 et son environnement de programmation Sysmac Studio

QUESTIONS

REMARQUES

SUGGESTIONS

Engineering

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