IEMENS S300 - lec-umc.org · Introduction générale Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué au Laboratoire dElectrotechnique de Constantine. Lobjectif de ce projet

الجمـهوريــة الجزائريــة الديمقراطيــة الشعبيــةREPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

……………………………………………………………………….………………………………………………………………

Mémoire

Présenté en vue de l’obtention du

Diplôme de Master en Electrotechnique

Option Gestion et Transformation de l’Energie Electrique

Thème

ETUDE ET REALISATION DE SYSTEME

AUTOMATISE DIDACTIQUE MISE EN ŒUVRE

DE L’AUTOMATE SIEMENS S300

Présenté par:

BOUKHECHEM ISMAIL

Encadreur:

PR. BENAALA HOCINE

Promotion 2013/2014

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA

RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE CONSTANTINE I

FACULTE DES SCIENCES DE LA

TECHNOLOGIE

DEPARTEMENT:ELECTROTECHNIQUE

يـث العلمــي و البحــم العالــوزارة التعلي

1 ةـــــــــة قسنطينـــــــجامع

ةكلـيــةعلوم التكنولوجي

يالكتروتقن: قسم

Remerciements

Nous tenons d’abord à remercier ALLAH le tout puissant et, qui nous a donné la force et la

patience d’accomplir ce Modeste travail.

La réalisation de ce mémoire a été possible grâce au concours de plusieurs personnes à qui

je voudrais témoigner toute ma reconnaissance.

Je remercie Monsieur BANAALA Hocine d’avoir accepté d’encadrer ma recherche et de

m’avoir guidée dans la conduite de ce travail.

Je désir aussi remercier les professeurs d’électrotechnique, qui m’ont fourni les outils

nécessaires à la réussite de mes études universitaires. Je tiens à remercier spécialement Khalil Nabti,

Houssem Rafik Elhana Bouchekara, Med

Essalah Razgui.

Je voudrais exprimer ma reconnaissance envers les amis et collègues qui m’ont apporté leur

support moral et intellectuel tout au long de ma démarche. Un grand merci à elhousseyn Alioueche

et Abd Essamad Massar pour les conseils et l’amitié, ils ont grandement facilité mon travail. Enfin,

je tiens à témoigner toute ma gratitude à Loqmen Hammoudi, Boubaaya Nadjib, Foughali Bilel,

Yaakoub Latrache et touts mes collègues, également pour ma cousine Sarah pour leur confiance et

leur support inestimable.

Je tiens à remercier tous ceux qui m’ont soutenue de près comme de loin, tout au long de

cette année, qui se reconnaîtront.

Enfin, merci d’avance à ceux ou celles qui voudront bien me lire ou m’écouter et surtout

m’aider à progresser.

Dédicace

Je Dédie Ce Travail :

A Mes Chers Parents ;

A Mes Chers Sœurs et Frères ;

A Tout Chers Ami(e)s.

Sommaire

I.1 Introduction .................................................................................................................................................. 1

I.2.1 Définition ............................................................................................................................................... 1

I.2.2 Les objectifs D’un système automatisé ................................................................................................. 1

I.2.3 Structure d'un système automatisé ...................................................................................................... 1

I.2.3.1 Partie opérative .............................................................................................................................. 2

I.2.3.2 Partie commande ........................................................................................................................... 3

I.2.3.3 Poste de contrôle............................................................................................................................ 3

I.3 Les avantages et les inconvénients d’un système automatisé ..................................................................... 4

I.3.1 Les avantages ......................................................................................................................................... 4

I.3.2 Les inconvénients .................................................................................................................................. 4

I.4 Généralités sur les automates programmables industriels .......................................................................... 4

I.4.1 Historique .............................................................................................................................................. 4

I.4.2 Définition général d’un automate programmable industriel ................................................................ 4

I.4.3 Architecture des automates .................................................................................................................. 5

I.5 Architecture d’un Automate Programmable Modulaire S7-300 de Siemens .............................................. 5

I.5.1 Module d’alimentation .......................................................................................................................... 5

I.5.2 Unité centrale CPU ................................................................................................................................ 6

I.5.3 Gestion des entrées/sorties .................................................................................................................. 7

I.5.3.1 Modules d’entrées et sorties TOR (Tout Ou Rien) ......................................................................... 7

I.5.3.2 Modules d’entrées et de sorties Analogiques ................................................................................ 7

I.6 Adresse absolue de chaque module ............................................................................................................. 8

I.7 Les variables de l’automate –Siemens- ........................................................................................................ 8

I.8 Présentation de l'automate utilisé dans ce projet ....................................................................................... 8

I.8.1.1 Propriétés ....................................................................................................................................... 8

I.8.2 CPU 315-2 DP ......................................................................................................................................... 9

I.8.2.1 Interface MPI ................................................................................................................................ 10

I.8.2.2 Interface PROFIBUS DP ................................................................................................................. 10

I.8. 3 Module d'entrées TOR SM 321 ; DI 16 x 24 V cc ............................................................................... 10

I.8.3.1 Propriétés ..................................................................................................................................... 10

I.8.4 Module de sorties TOR SM 322; DO 16 x 24 V cc/ 0, 5 A .................................................................... 11

I.8.4.1 Propriétés ..................................................................................................................................... 11

I.9. Conclusion ................................................................................................................................................. 11

II.1 Introduction ............................................................................................................................................... 12

II.2 Présentation générale du logiciel STEP7 ................................................................................................... 12

II.2.1 Définition du logiciel ........................................................................................................................... 12

II.2.2 Application du logiciel STEP7 .............................................................................................................. 12

II.2.2.1 Gestionnaire de projets SIMATIC ................................................................................................ 12

II.2.2.2 Définition des mnémoniques ...................................................................................................... 13

II.2.2.3 Diagnostic du matériel ................................................................................................................. 13

II.2.2.4 Langages de programmation ....................................................................................................... 13

II.2.2.5 Configuration matérielle d’une station SIMATIC ......................................................................... 14

II.3 Elaboration du programme sous STEP7 .................................................................................................... 15

II.3.1 Démarrage du logiciel STEP7 .............................................................................................................. 15

II.3.2 Création d’un nouveau projet ............................................................................................................ 15

II.3.3 Configuration du matérielle ............................................................................................................... 15

II.3.4 Création de la table des mnémoniques .............................................................................................. 16

II.5 Simulation du programme avec le S7-PLC-SIM ......................................................................................... 16

II.5.1 Présentation du PLC-SIM .................................................................................................................... 16

II.5.2.1 Chargement du programme ........................................................................................................ 17

II.6 Configuration du PLCSIM ........................................................................................................................... 17

II.6.1 Exécution du programme ................................................................................................................... 17

II.7 Etat de fonctionnement de la CPU ............................................................................................................ 18

II.7. 1 Etat de marche (RUN-P) ..................................................................................................................... 18

II.7. 2 Etat de marche (RUN) ........................................................................................................................ 18

II.7. 3 Etat d’arrêt (STOP) ............................................................................................................................. 18

II.8 Conclusion ................................................................................................................................................. 18

III.1 Introduction .............................................................................................................................................. 19

III.2 Définition .................................................................................................................................................. 19

III.3 Présentation générale .............................................................................................................................. 19

III.4 Cahier des charges .................................................................................................................................... 19

III.4.1 L’environnement et les acteurs ......................................................................................................... 20

III.4.2 Fonctionnement ................................................................................................................................ 20

III.4.2.1 Mémoire ..................................................................................................................................... 20

III.4.3 Le contexte ........................................................................................................................................ 20

III.4.3.1 Vu du palier ................................................................................................................................ 20

III.4.3.2 Vu de l’intérieur de la cabine...................................................................................................... 21

III.4.4 Le matériel utilisé dans ce travail ...................................................................................................... 21

III.4.4.1 Partie opérative .......................................................................................................................... 21

III.4.4.2 La partie commande ................................................................................................................... 23

III.5 Commande de la partie opérative de l'ascenseur .................................................................................... 23

III.5.1 Notations des entrées et sorties ....................................................................................................... 23

III.5.1.1 Mnémonique .............................................................................................................................. 23

III.5.1.2 La programmation ...................................................................................................................... 24

III.6 Conclusion ................................................................................................................................................ 28

IV.1 Introduction .............................................................................................................................................. 29

IV.2 Cahier de charge ....................................................................................................................................... 29

IV.2.1 Le fonctionnement ............................................................................................................................ 30

IV.3 Réalisation pratique ................................................................................................................................. 30

IV.3.1 Circuit de puissance ........................................................................................................................... 30

IV.3.2 Circuit de commande ........................................................................................................................ 31

IV.3.2.1 Programme ................................................................................................................................. 32

IV.4 Etude de démarrage progressif du variateur ........................................................................................... 37

IV.4.1 Démarrage direct à vide .................................................................................................................... 37

IV.4.2 Démarrage direct en charge .............................................................................................................. 38

IV.4.3 Démarrage progressif à vide ............................................................................................................. 38

IV.4.4 Démarrage progressif en charge ....................................................................................................... 38

IV.4.5 Démarrage et freinage progressif en charge .................................................................................... 39

IV.5 Conclusion ................................................................................................................................................ 39

V.1 Introduction ............................................................................................................................................... 40

V.2 Cahier des charges .................................................................................................................................... 40

V.2.1 Le fonctionnement service 1 ............................................................................................................. 40

V.2.2 Le fonctionnement service 2 .............................................................................................................. 41

V.3 Réalisation expérimentale ......................................................................................................................... 42

V.3.1 Circuit de puissance ............................................................................................................................ 42

V.3.1.1 Choix des appareillages industriel ............................................................................................... 42

V.3.2 Circuit de commande ......................................................................................................................... 45

V.3.2.1 Paramétrage du variateur ........................................................................................................... 46

V.3.2.2 Programmation de l’automate .................................................................................................... 47

V.4 Conclusion: ................................................................................................................................................ 50

Conclusion générale

Annexe

Bibliographie

Fig. I. 1 Structure d'un système automatisé ....................................................................................................... 2

Fig. I. 2 Automate compacte (Allen-Bradley) .................................................................................................. 5

Fig.I. 3 Automate modulaire (siemens s7-400) ................................................................................................. 5

Fig. I. 4 Face avant d’une Cpu de siemens ........................................................................................................ 6

Fig. I. 5 Schéma représentant les adresses de chaque module ........................................................................... 8

Fig. I. 6 Schéma de branchement des PS 307; 5 A ............................................................................................ 9

Fig. I. 7 Câblage des entrées ............................................................................................................................ 10

Fig. I. 8 Câblage des sorties ............................................................................................................................. 11

Fig. II. 1 Le gestionnaire de projet SIMATIC Manager .................................................................................. 13

Fig. II. 2 Fenêtre de configuration du matériel ................................................................................................ 15

Fig. II. 3 Fenêtre de la création de mnémoniques............................................................................................ 16

Fig. II. 4 Fenêtre de configuration du simulateur ............................................................................................ 17

Fig. III. 1 Schéma fonctionnel du système ...................................................................................................... 21

Fig. III. 2 Photo représentant la maquette réalisée .......................................................................................... 21

Fig. III. 3 Photo représentant le moteur utilisé ................................................................................................ 22

Fig. III. 4 Photo représentant les capteurs utilisés ........................................................................................... 22

Fig. III. 5 Schéma représentant le principe de fonctionnement ....................................................................... 23

Fig. III. 6 Schéma de la carte réalisée .............................................................................................................. 23

Fig. III. 7 Notation simplifiée .......................................................................................................................... 24

Fig. IV. 1 Schéma fonctionnel du système ...................................................................................................... 29

Fig. IV. 2 Variateur de vitesse Altivar 31 ........................................................................................................ 30

Fig. IV. 3 Schéma de puissance ....................................................................................................................... 31

Fig. IV. 4 Photo de la maquette réalisée .......................................................................................................... 31

Fig. IV. 5 Configuration d’entrées sorties ....................................................................................................... 32

Fig. IV. 6 Tableau mnémonique et leur adresse .............................................................................................. 34

Fig. IV. 7 Photo de l’expérience réalisée ......................................................................................................... 37

Fig. IV. 8 Les courbes du (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage direct à vide ........................... 37

Fig. IV. 9 Courbes du (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage direct en charge ........................... 38

Fig. IV. 10 Courbes du (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage progressif à vide ........................ 38

Fig. IV. 11 Les courbes (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage progressif en charge ................. 38

Fig. IV. 12 Les courbes (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage et freinage progressif en charge 39

Fig. V. 1 Schéma fonctionnel du système de lavage automatique ................................................................. 41

Fig. V. 2 Schéma du circuit de puissance ........................................................................................................ 42

Fig. V. 3 Photo du dispositif expérimental ...................................................................................................... 45

Fig. V. 4 Schéma représentant le circuit de commande .................................................................................. 46

Fig. V. 5 Notation simplifiée (mnémonique) .................................................................................................. 47

Fig. V. 6 Photo représentant le Grafcet de sécurité ......................................................................................... 47

Fig. V. 7 Photo représente le Grafcet du système point vue opérative ............................................................ 48

Fig. V. 8 Photo représentant le Grafcet du système du point vue commande « Automate » .......................... 49

Fig. V. 9 Photo représentant le Grafcet réalisé. ............................................................................................... 50

Introduction générale

Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué au Laboratoire d’Electrotechnique de

Constantine. L’objectif de ce projet est l’étude et la réalisation de maquettes pédagogiques à base

d’Automate Programmable Industriel (API) de la gamme Siemens S300. Il s’agit de mettre en

œuvre d’un automate pour piloter de systèmes automatisés destinés à des travaux pratiques pour

des étudiants de master I.

Le mémoire du projet comprend cinq chapitres.

Le premier chapitre, est consacré à la présentation détaillée des automates programmables

industriels API.

Le deuxième chapitre est consacré à l’exposition des différentes étapes de programmation à

l’aide du logiciel SYMATIC MANAGER S7-300.

Dans le troisième chapitre on a procédé à la réalisation d’une maquette didactique

représentant un ascenseur à quatre niveaux.

Le quatrième chapitre est dédié à la réalisation d’une partie d’une chaine de production

industrielle comprenant un variateur de vitesse.

Le cinquième chapitre est consacré à l’étude et la réalisation d’un système industriel.

Chapitre I

Chapitre I Généralités sur l’automatisme

1

I.1 Introduction

Dans le domaine de l’industrie, l’automatisme est utilisé pour piloter les moyens de

production. L’objectif des équipements d’automatisme est de produire tout en assurant l’intégrité de

la chaine de production et la sécurité des personnes.

Les plateformes d’implémentation sont souvent composées d’Automates Programmables

Industriels (API) notamment pour leur facilité d’intégration et pour leur robustesse de

fonctionnement. L’utilisation de ces API nécessite des méthodes de programmation basées sur la

standardisation des langages de programmation.

Ce chapitre consiste à décrire d’une manière globale l’API, son rôle et son principe de

fonctionnement. [1]

I.2 Système automatisé

I.2.1 Définition

Un système automatisé ou automatique est un système réalisant des opérations et pour lequel

L’homme n'intervient que dans la programmation du système et dans son réglage. Il s’appelle aussi

un système technique commandable. On dit qu’un système est commandable si en faisant varier

uniquement les entrées, on peut faire subir des modifications au système, afin qu’il atteigne un

objectif fixé en un temps fini. [1]

I.2.2 Les objectifs D’un système automatisé

Les objectifs de l’automatisation d'un système sont nombreux. On site dans ce sens :

Amélioration de la productivité de l’entreprise en réduisant les coûts de production (main

d’œuvre, matière, énergie) et en améliorant la qualité de produit.

Amélioration des conditions de travail en supprimant les travaux pénibles et en améliorant

la sécurité.

Augmentation de la production.

Augmentation de la disponibilité des moyens de production en améliorant les possibilités de

gestion du système. [2]

I.2.3 Structure d'un système automatisé

Un Système Automatisé est composé d'une Partie Commande et d'une Partie Opérative pour


2

faire fonctionner ce système, l'Opérateur (personne qui va faire fonctionner le système) va donner

des consignes à la Partie Commande. Celle-ci va traduire ces consignes en ordres qui vont être

exécutés par la Partie Opérative.

Une fois les ordres accomplis, la Partie Opérative va le signaler à la Partie Commande (elle

fait un compte-rendu) qui va à son tour le signaler à l'Opérateur. Ce dernier pourra donc dire que le

travail a bien été réalisé. [2]

Fig. I. 1 Structure d'un système automatisé

I.2.3.1 Partie opérative

Que l’on appelle également partie puissance, c’est la partie visible du système (corps) qui

permet de transformer la matière d’œuvre entrante. Elle est composée d’éléments mécaniques,

d’actionneurs (vérins, moteurs), de pré-actionneurs (distributeurs et contacteurs) et des éléments de

détection (capteurs, détecteurs).

Pour réaliser les mouvements il est nécessaire de fournir l’énergie (Électrique, pneumatique,

et hydraulique) à la PO. [2]

Les actionneurs

Est un élément de la Partie Opérative qui reçoit une énergie « transportable » pour la

transformer en énergie « utilisable » par le système. Ils exécutent les ordres reçus en agissent sur le

système ou son environnement. Un actionneur est un système dont la matière d’œuvre est l’énergie

et dont la fonction est de transformer l’énergie.


3

Ces actionneurs appartiennent à trois technologies :

a) Actionneurs pneumatiques (vérins, moteurs).

b) Actionneur hydraulique (vérins).

c) Actionneurs électriques (moteurs électriques).

Pré-actionneur

Le Pré-actionneur est le constituant qui autorise le passage de l’énergie du milieu extérieur

vers l’actionneur. Le Pré-actionneur distribue l’énergie nécessaire à l’actionneur en fonction des

ordres reçus.

Le pré-actionneur peut être :

a) Contacteurs pour moteurs électriques

b) Variateurs de vitesse pour moteurs électriques.

c) Distributeurs pour vérins pneumatiques ou hydrauliques.

Les capteurs

Les Capteurs permettent de prélever sur la partie opérative, l’état de la matière d’œuvre et

son évolution, il est capable de détecter un phénomène physique dans son environnement

(déplacement, présence, chaleur, lumière, pression...) puis transforme l‘information physique en une

information codée compréhensible par la partie commande.

Ce qui mène à que les capteurs transforment la variation des grandeurs physiques liées au

fonctionnement de l’automatisme en signaux électriques. [2]

I.2.3.2 Partie commande

Elle est considérée comme le « cerveau » du système. La partie commande remplace

l'opérateur, le savoir faire de l'opérateur est traduit sous la forme d'un programme. Elle donne les

ordres à la partie opérative en fonction de :

a) Programme qu'elle contient.

b) Informations reçues par les capteurs.

c) Consignes données par l'utilisateur.

I.2.3.3 Poste de contrôle

Composé des pupitres de commande et de signalisation, il permet à l’opérateur de commander

le système (marche, arrêt, départ cycle …).


4

I.3 Les avantages et les inconvénients d’un système automatisé

I.3.1 Les avantages

Ils sont nombreux et citons principalement :

a) Accélération des processus de production, dans tous les domaines industriels, en gardant

un produit de qualité.

b) La suppression de certaines tâches fatigantes, répétitives ou nocives pour l’homme.

c) Les SPA (Système de Production Automatisé) s’adaptent facilement (commande et

puissance) à tous les milieux de production (industries de l’automobile, du verre, du

bois, du papier ainsi que le tri et l’emballage).

d) La création de métiers nouveaux.

e) La souplesse d’utilisation qu’ils présentent peut répondre aux problèmes simples comme

aux extrêmement complexes.

I.3.2 Les inconvénients

Ils existent, et sont à prendre en considération comme :

a) Le coût élevé du matériel, principalement dans les systèmes hydrauliques.

b) La maintenance doit être parfaitement structurée et réalisée par un personnel spécialisé

(électrotechniciens ou automaticiens).

c) Il faut, cependant, noter que les systèmes automatisés peuvent être la cause de

suppression d’emplois.

I.4 Généralités sur les automates programmables industriels

I.4.1 Historique

Les automates programmables industriels sont apparus à la fin des années soixante, à la

demande de l'industrie automobile américaine (GM), qui réclamait plus d'adaptabilité de leurs

systèmes de commande.

Les coûts de l'électronique permettant alors de remplacer avantageusement les technologies

actuelles. [2]

I.4.2 Définition général d’un automate programmable industriel

L'Automate Programmable Industriel (API) est un appareil électronique programmable,

adapté à l'environnement industriel, qui réalise des fonctions d'automatisme pour assurer la

commande de pré-actionneurs et d'actionneurs à partir d'informations logique, analogique ou

numérique. [2]


5

I.4.3 Architecture des automates

Les automates peuvent être de type compact ou modulaire

Les automates programmables de types compacts se présentent comme des modules ou

l’ensemble des fonctions à savoir alimentation, CPU, entrée et sortie sont sur le même

boitier.

Fig. I. 2 Automate compacte (Allen-Bradley)

Les automates programmables modulaires présente des alimentations, des CPU, Des

modules entrées et sorties dans des boitiers indépendants les uns des autres et relier entre

eux par bus ou font de panier

Fig.I. 3 Automate modulaire (siemens s7-400)

I.5 Architecture d’un Automate Programmable Modulaire S7-300 de Siemens

I.5.1 Module d’alimentation

L'alimentation du système joue un rôle majeur dans le fonctionnement total du système. En

fait, il peut être considéré comme le "gestionnaire de premier niveau" de la fiabilité et l'intégrité du

système. Sa fonction n'est pas seulement de fournir des tensions continues internes pour les

composants du système, mais aussi pour surveiller et réguler les tensions fournies et prévenir le

CPU si quelque chose ne va pas. Le bloc d'alimentation a pour fonction de fournir une puissance

bien régulée et de protection pour les autres composants du système. [3]


6

I.5.2 Unité centrale CPU

À base de microprocesseur, elle réalise toutes les fonctions logiques, arithmétiques et de

traitement numérique (transfert, comptage, temporisation ...).Une large gamme est offerte

caractérise par :

a) capacité de la mémoire

b) nombre d’entrée –sortie maximale

c) vitesse d’exécution d’une instruction

d) fonction spéciale…. ex.

FACE AVANT D’UNE CPU DE SIEMENS

MRES: effacement général (Module REST)

STOP : arrêt de l’exécution du programme

RUN : L e programme est exécuter, accès en lecture

seulement

RUN.P : L e programme est exécuter, accès en

lecture et écriture

Fig. I. 4 Face avant d’une Cpu de siemens

SIGNALISATION DE DEFAUT PAR LED :

SF: signalisation groupe de défaut, défaut interne de CPU ou d’un module avec fonction de

diagnostic

BATF: défaut de pile ou absente

DC5V: signalisation de l’alimentation interne de 5V.

Allumage fixe 5V ok

Allumage clignote, surcharge de courant

FRCE: forçage permanent d’une ou plusieurs entrées ou sortie.

RUN: Clignotement a la mise en route, allumage continu en mode RUN

STOP: Allumage continu en mode STOP.


7

I.5.3 Gestion des entrées/sorties

Les entrées et les sorties sont les points de commande du système : Les entrées

surveillent les signaux des appareils sur site (tels que capteurs et commutateurs) et les sorties

commandent pompes, moteurs et autres appareils dans votre processus. Vous disposez

d’entrées/sorties (E/S) locales fournies par la CPU et d’entrées/sorties d’extension fournies par un

module d’extension. Les CPU S7-300 disposent également d’entrées/sorties rapides.[1]

I.5.3.1 Modules d’entrées et sorties TOR (Tout Ou Rien)

Modules d’entrées TOR (Tout Ou Rien)

L’automate reçoit ses informations sur le processus via les capteurs de signaux reliés aux

entrées. Les modules d’entrée TOR permettent de recevoir les signaux des différents capteurs

logiques qui peuvent être des détecteurs qui reconnaitront si la pièce d’usinage se trouve à une

position donnée (détecteurs des niveaux -haut et bas- , Cellules photoélectrique …) ou de simples

commutateur ou interrupteur qui peuvent être fermés ou ouverts. Ce qui fait que l’information

délivrée par ces capteurs et qui sera traitée par la CPU ne peut prendre que deux valeurs 0 ou 1.[3]

Modules de sorties TOR (Tout Ou Rien)

Ces modules permettent de délivrer des signaux qui permettent à l’automate d’agir sur les pré-

actionneurs du système à commander tels que (Vanne Electromagnétique, Electrovannes,

contacteur, pompes et Voyants…).[3]

I.5.3.2 Modules d’entrées et de sorties Analogiques

Modules d’entrées Analogiques

L'information traitée est continue et prend une valeur qui évolue dans une plage bien

déterminée. C'est le type d'information délivrée par un capteur (débit, niveau, pression, interface,

température…). [3]

Modules de sorties Analogiques

Ils émettent un signal analogique qui représente l’état que doit prendre un actionneur entre

deux limites. Ce module est muni d’un convertisseur analogique-numérique.[3]


8

I.6 Adresse absolue de chaque module

Fig. I. 5 Schéma représentant les adresses de chaque module

I.7 Les variables de l’automate –Siemens-

Zone E : Mémoire image des entrées sur bus locale ou bus de terrain tel que PROFIBUS

Zone A : Mémoire image des sorties sur bus locale ou bus de terrain tel que PROFIBUS

Zone M : Mémoire utilisateur

Zone L : Mémoire locale, associée à un module de programme

Zone P : Accès à la périphérie

Zone T : Mémoire des temporisations

Zone Z : Mémoire des compteurs

Zone DB : Mémoire utilisateur ou système structuré dans des blocs de données

I.8 Présentation de l'automate utilisé dans ce projet

I.8.1. Module d'alimentation PS 307 ; 5 A

Nº de référence : 6ES7307-1EA01-0AA0

I.8.1.1 Propriétés

Le module d'alimentation PS 307; 5 A se caractérise par les propriétés suivantes :

a) courant de sortie 5 A.


9

b) tension nominale de sortie 24 V courant continu, stabilisée, tenue aux courts-circuits et à la

marche à vide.

c) raccordement à un réseau alternatif monophasé (tension nominale d'entrée 120/230 V

courant alternatif, 50/60 Hz).

d) séparation de sécurité des circuits selon EN 60 950.

e) peut servir de tension d'alimentation des capteurs et

actionneurs.

(1). Signalisation de la présence d'une tension de sortie DC 24 (2). Commutateur EN/HORS du 24 V cc

(3). Bornes pour la tension secteur et le conducteur de protection

(4). Bornes pour la tension de sortie 24 V cc

(5). Arrêt de traction

Fig. I. 6 Schéma de branchement des PS 307; 5 A

I.8.2 CPU 315-2 DP

Maître DP ou esclave DP

La CPU 315-2 DP peut être utilisée avec sa 2ème interface (interface PROFIBUS DP) soit

comme maître DP, soit comme esclave DP dans un réseau PROFIBUS DP.

CPU 315-2 DP

CPU avec mémoire de programme étendue et interface

PROFIBUS-DP; horloge en temps réel

Mémoire de travail 64 Ko (21 k instructions)

Mémoire de chargement 96 Ko de RAM

Temps d’exécution pour

opérations sur bits

0,3 ms

CPU 315-2 DP

Interface MPI Interface PROFI-

BUS DP

MPI DP


10

I.8.2.1 Interface MPI

L’interface MPI est l’interface de la CPU utilisée pour votre PG/PC ou pour la

communication au sein d’un sous-réseau MPI.

Sur l’interface MPI, la CPU envoie automatiquement ses paramètres réseau (la vitesse de

transmission par exemple). Une console de programmation peut ainsi s’inclure automatiquement

dans un sous-réseau MPI. [1]

I.8.2.2 Interface PROFIBUS DP

Les CPU possédant deux interfaces disposent de l’interface PROFIBUS DP pour la

Connexion au réseau PROFIBUS DP

Sur l’interface PROFIBUS DP, la CPU envoie automatiquement ses paramètres réseau (la

vitesse de transmission par exemple). En particulier une console de programmation peut ainsi

s’inclure automatiquement dans un sous-réseau PROFIBUS.[1]

Dans STEP 7, vous pouvez arrêter l’envoi automatique des paramètres réseau.

I.8. 3 Module d'entrées TOR SM 321 ; DI 16 x 24 V cc

N° de référence : "Module standard" 6ES7321-1BH02-0AA0


Le module SM 321 ; DI 16 x 24 V cc dispose des propriétés suivantes :

a) 16 entrées, séparation galvanique par groupes de 16

b) tension d'entrée nominale : 24 V cc

c) convenant pour commutateurs et contacts de détecteurs de proximité 2, 3 ou 4 fils (BERO)

Fig. I. 7 Câblage des entrées

(1). Nº de voie


11

(2). Signalisation d'état - vert (3). Coupleur de bus interne. [3] I.8.4 Module de sorties TOR SM 322; DO 16 x 24 V cc/ 0, 5 A

N° de référence : "Module standard" 6ES7322-1BH01-0AA0


Le module SM 322 ; DO 16x24 V cc/0,5 A se distingue par les propriétés suivantes :

a) 16 sorties, séparation galvanique par groupes de 8

b) courant de sortie 0,5 A

c) tension d'alimentation nominale 24 V cc

d) convenant pour électrovannes, contacteurs pour courant continu et LED

Fig. I. 8 Câblage des sorties

1). Nº de voie 2). Signalisation d'état - vert 3). Coupleur de bus interne. [3]

I.9. Conclusion

Dans ce chapitre on a présenté d’une façon détaillée les caractéristiques et les avantages de

l’automatisme et son application dans l’industrie. D’autres parts on a identifié les différents types

d’automates programmables industriels qui permettent de commander un système automatisé.

Le choix de l’automate dépend des éléments suivants : coût, le nombre des entrées et sorties

dont le système a besoin.

Enfin, on a exposé en détail l’automate que nous allons utiliser et tous les modules

accessoires (entrées, sorties et alimentation).

Chapitre II

Chapitre II Programmation et simulation

12

II.1 Introduction

L’automatisation des mécanismes industriels est réalisée avec des appareils (machines

électroniques) spécialisés dans la conduite et la surveillance en temps réel des processus

industriels. Ces appareils donnent des ordres de fonctionnement des procédés en exécutant

une suite d’instructions appelée programme qu’on écrit par un langage de programmation et

qu’on sauvegarde dans une mémoire pour une exécution cyclique. Dans ce chapitre nous

donnons une présentation générale sur le logiciel de programmation des automates

programmables STEP7, ainsi qu’une présentation du simulateur PLC-CIM qui est une

application du STEP7.[1]

II.2 Présentation générale du logiciel STEP7

II.2.1 Définition du logiciel

Le STEP 7 est le progiciel de base pour la configuration et la programmation des

systèmes d'automatisation SIMATIC et qui s’exécute sous un environnement Windows à

partir d’une console de programmation ou d’un PC. [1]

II.2.2 Application du logiciel STEP7

Le logiciel STEP7 met à disposition les applications de base suivantes :

a) La gestion de projets.

b) L’édition de mnémoniques.

c) La configuration du matériel.

d) Le diagnostic du matériel.

e) La configuration de la communication.

f) L’édition du programme en CONT, LOG et LIST, thèmes détaillés par la suite. [1]

II.2.2.1 Gestionnaire de projets SIMATIC

Le gestionnaire de projets SIMATIC, encore appelé SIMATIC Manager, sert

d'interface graphique à toutes ces applications. C'est lui qui organise dans un projet la mise en

commun de toutes les données et de tous les paramètres requis pour réaliser une tâche

d'automatisation. Les données y sont structurées thématiquement et représentées sous forme

d'objets. La figure II.1 suivante représente la fenêtre qui apparaît au lancement du SIMATIC

Manager. [1]


13

Fig. II. 1 Le gestionnaire de projet SIMATIC Manager

II.2.2.2 Définition des mnémoniques

Ce sont des noms symboliques qui vont être utilisés dans la programmation.

L’utilisation de noms communs (mnémonique) est plus simple que la manipulation des

adresses ou opérandes par exemple utilisés « moteur » au lieu du bit de sortie A0.0.

Pour accéder à la table des mnémonique (figure II.2), on clique sur le dossier

programme dans la fenêtre du projet, puis sur l’icône mnémoniques. L’utilisation de cette

table consiste à :

a) Donner un nom à la mnémonique dans la première colonne.

b) Donner la variable associée à cette mnémonique dans la seconde colonne.

c) Le type de la donnée est automatiquement généré par STEP7.

d) Ecrire éventuellement un commentaire dans la colonne prévue à cet effet.

Après avoir défini toutes les mnémoniques, il suffit d’enregistrer pour que les

changements soient pris en compte dans le reste du projet. [1]

II.2.2.3 Diagnostic du matériel

Le diagnostic du matériel fournit un aperçu de l'état du système d'automatisation. Dans

une représentation d'ensemble, un symbole permet de préciser pour chaque module s'il est

défaillant ou pas. Un double clic sur le module défaillant permet d'afficher des informations

détaillées sur le défaut. Les informations disponibles dépendent des différents modules ainsi

que les CPU. [1]

II.2.2.4 Langages de programmation

Les langages de programmation CONT, LIST et LOG pour S7-300/400 font partie

intégrante du logiciel de base STEP 7.


14

a). Le schéma à contacts (CONT) est un langage de programmation graphique. La

syntaxe des instructions fait penser aux schémas de circuits. Le CONT permet de suivre

facilement le trajet du courant entre les barres d'alimentation en passant par les contacts, par

les éléments complexes et par les bobines

b). La liste d'instructions (LIST) est un langage de programmation textuel proche de la

machine. Dans un programme LIST, les différentes instructions correspondent dans une large

mesure aux étapes par lesquelles la CPU traite le programme. Pour faciliter la programmation,

le langage LIST a été complété par quelques structures de langage évolué (comme, par

exemple, des paramètres de blocs et accès structurés aux données).

c). Le logigramme (LOG) est un langage de programmation graphique qui utilise les

boîtes de l'algèbre de Boole pour représenter les opérations logiques. Par exemple, les

fonctions complexes, comme les fonctions mathématiques peuvent être représentées

directement combinées avec les boîtes logiques. [1]

II.2.2.5 Configuration matérielle d’une station SIMATIC

La configuration matérielle est une étape très importante, elle permet de reproduire à

l’identique le système utilisé (châssis (Rack), alimentation, CPU, modules d’entrées /sorties

etc..). Pour effectuer cette configuration, il faut aller sur l’icône station SIMATIC (S7-300,

S7- 400) et suivre les étapes suivantes :

On Ouvre l'objet "Matériel", la fenêtre "HW Config - Configuration matérielle"

s'ouvre.

En établissant la configuration de la station dans la fenêtre "Configuration matérielle"

où on dispose à cet effet d'un catalogue de modules qu’on peut afficher par la

commande Affichage > Catalogue.

On insère d'abord un châssis/profilé support du catalogue des modules dans la fenêtre

vide, ensuite on sélectionne les modules (module d’alimentation, modules

entrées/sorties, modules de fonctions (FM),…) que l’on dispose aux emplacements

pour enficher le châssis/profilé support. Il faut configurer une CPU au moins par

station. [1]


15

II.3 Elaboration du programme sous STEP7

II.3.1 Démarrage du logiciel STEP7

Pour lancer le logiciel STEP7, on localise l’icône SIMATIC Manager sur l’écran de

l’ordinateur puis avec un double clic sur cette icône, on se permet d’ouvrir sa fenêtre

fonctionnelle. [1]

II.3.2 Création d’un nouveau projet

Le logiciel SIMATIC Manager étant maintenant en marche, on clic sur l’item fichier

puis assistant nouveau projet. Après la sélection du type de la CPU (pour notre projet, on a

choisi une CPU314) et l’insertion du bloc organisationnel, une fenêtre s’ouvre pour donner un

nom au projet. Pour notre cas, fosse de relevage, on clic sur créer. [1]

II.3.3 Configuration du matérielle

Le projet contient deux grandes parties : la description du matériel et la description de

fonctionnement (le programme). <<HW Config>> ou la configuration du matériel est utilisée

pour configurer et paramétrer le support matériel dans un projet d’automatisation.

On clique sur l’icône <<STATION SIMATIC 300>> située dans la partie gauche qui

contient l’objet <<matériel>>.

Un double clic sur l’objet matériel, le logiciel de configuration se lance et la fenêtre de

la figure II.2 apparait, on insert ensuite les différents modules (module d’alimentation et les

modules d’entrées sorties) à utiliser dans le projet par un double clic sur chacun et qui se situe

dans le + qui précède l’item SIMATIC 300. [1]

Fig. II. 2 Fenêtre de configuration du matériel


16

II.3.4 Création de la table des mnémoniques

La Mnémonique est le nom donné par l’utilisateur et qui peut remplacer une variable

ou un bloc de programmation. La table de mnémonique s’agit d’une table qui permet

d’affecter des noms à des adresses de données globales accessibles à partir de tous les blocs.

Pour l’insertion d’une table de mnémoniques, on clic sur <<programme,

mnémonique>> comme le montre la figure II.3 suivante [1] :

Fig. II. 3 Fenêtre de la création de mnémoniques

II.5 Simulation du programme avec le S7-PLC-SIM

II.5.1 Présentation du PLC-SIM

S7-PLCSIM est une application qui permet d’exécuter et de tester le programme de

l’utilisateur élaboré dans un automate programmable et simulé dans l’ordinateur ou à travers

une console de programmation. La simulation étant complètement réalisée par le logiciel

STEP7, il n’est pas nécessaire d’établir une liaison avec un matériel S7 quelconque (CPU ou

modules de signaux).

L’application S7-PLCSIM dispose d’une interface simple qui nous permet de

visualiser, modifier et surveiller les différents paramètres utilisés dans le programme, comme

activer ou désactiver des entrées. En exécutant le programme dans la CPU, on a la possibilité

de mettre en œuvre les différentes applications du logiciel STEP7, par exemple, la table des


17

variables afin d’y visualiser et forcer d’autres variables de prendre d’autres valeurs. On a aussi

la possibilité de remédier à d’éventuelles erreurs.[1]

II.5.2.1 Chargement du programme

Pour charger le programme dans la CPU, on procède de la manière suivante :

a) Dans le gestionnaire de projets SIMATIC, on utilise la commande «Fichier Ouvrir

projet», pour ouvrir le projet à charger.

b) On sélectionne le classeur « Blocs » dans la structure hiérarchique du projet.

c) Pour charger le classeur des blocs dans la CPU de simulation, on choisie la

commande «Système cible Charger» ou cliquer sur le bouton de chargement. [1]

II.6 Configuration du PLCSIM

Dans l'application S7-PLCSIM, on crée de nouvelles fenêtres pour visualiser les

informations provenant de l'automate programmable de simulation et pour créer les diverses

fenêtres. Les fenêtres utilisées dans le programme sont représentées dans la figure II.4

Fig. II. 4 Fenêtre de configuration du simulateur

II.6.1 Exécution du programme

Une fois l’exemple du programme chargé dans la CPU, on peut exécuter le

programme. Il faut s’assurer préalablement que le cycle continu est sélectionné comme mode

d’exécution. Pour sélectionner le mode d’exécution continu du programme, on choisie la

commande «Exécution Mode Cycle continu», ou on clique sur le bouton correspondant dans

la barre d’outils, et pour mettre la CPU en mode RUN et démarrer l’exécution du programme,

on clique sur la case à cocher RUN (Marche) ou RUN P dans la fenêtre «CPU».


18

Dans le simulateur S7-PLCSIM, on a représenté l’ensemble des variables d’entrées, et

de sorties sous forme de fenêtres. Pour visualiser le fonctionnement de l’automate, on suit les

étapes de fonctionnement de la machine avec des clics sur les entrées pour visualisation des

sorties. [1]

II.7 Etat de fonctionnement de la CPU

II.7. 1 Etat de marche (RUN-P)

La CPU exécute le programme et nous permet de le modifier ainsi que ses paramètres.

Afin de pouvoir utiliser les applications de STEP7 pour forcer un paramètre quelconque du

programme durant son exécution, on doit mettre la CPU à l’état RUN-P. [3]

II.7. 2 Etat de marche (RUN)

La CPU exécute le programme en lisant les entrées, exécutant le programme, puis en

actualisant les sorties. Lorsque la CPU se trouve à l’état de marche (RUN), on ne peut ni

charger un programme, ni utiliser les applications de STEP7 pour forcer un paramètre

quelconque (comme les valeurs d’entrées).[3]

II.7. 3 Etat d’arrêt (STOP)

La CPU n’exécute pas le programme. Contrairement à l’état d’arrêt (STOP) des CPU

réelles, les sorties ne prennent pas de valeurs (de sécurité) prédéfinies, mais conservent l’état

auquel elles étaient lorsque la CPU est passée à l’état d’arrêt (STOP). Nous pouvons charger

des programmes dans la CPU lorsqu’elle est à l’arrêt. [3]

II.8 Conclusion

Après avoir opté pour une configuration adéquate de l’automate, le programme qui a

été élaboré et qui va être chargé dans l’API est établi d’après le cahier des charges et l’analyse

fonctionnelle correspondante.

L’utilisation de langage S7-PLSCIM nous a permis de tester le programme élaboré vu

que le STEP7 offre différentes possibilités de test telle que la visualisation du programme afin

de remédier à d’éventuelles erreurs commises et les modifications appropriées avant de passer

à l’implémentation dans l’automate. Dans les chapitres suivants nous allons étudier des

systèmes automatisés didactiques et industriels pilotés par des automates de type Siemens

S300.

Chapitre III

Chapitre III Réalisation d’une maquette didactique

19

III.1 Introduction

Dans ce chapitre nous allons réaliser une maquette didactique qui concerne un

ascenseur à quatre niveaux, (Rez-de-chaussée, étage 1, étage 2, étage 3). Le fonctionnement

de cet ascenseur est commandé par un automate programmable industriel de type siemens

S300 (Cpu 315 2Dp).

III.2 Définition

Un ascenseur est un dispositif assurant le déplacement en hauteur d'une charge. Il n'y a

pas de distinction nette entre ce terme et d'autres comme monte-charge ou élévateur mais on

le réserve souvent aux appareils destinés au transport vertical de personnes dans les bâtiments

à niveaux multiples. Le terme désigne aussi couramment la cabine de l'ascenseur, qui n'est

qu'un élément du dispositif.

Le terme monte-charge est dévolu aux installations transportant des charges non

accompagnées. Dès l'instant où il y a une possibilité de commander les déplacements à partir

de l'intérieur de la cabine (boutons d'étages) celui-ci est considéré comme un ascenseur pour

personnes.

III.3 Présentation générale

Le système étudié est une maquette didactique simulant un ascenseur à quatre

niveaux (rez-de-chaussée, 1, 2 et 3).

La partie opérative représente un modèle d’ascenseur d’immeuble qui dessert quatre

niveaux, détection de la cabine à chaque étage, six boutons d’appel étages en chaque palier et

quatre boutons demande cabine (niveau 0, 1,2 ,3) dans la cabine,

La partie commande est constituée d’un automate Siemens S300 CPU 315 2DP

comportant 16 entrées 24 DC et 16 sorties. L’automate contient le programme de

fonctionnement de l’ensemble. Il est réalisé avec le logiciel Step7 en langages « contact ». Il

est monté sur un support équipé de connecteurs pour un raccordement facile.

III.4 Cahier des charges

Cette partie définit le cahier des charges. C’est à dire l’ensemble des fonctionnalités,

l’environnement, les utilisateurs (acteurs).


20

III.4.1 L’environnement et les acteurs

Le système est un ascenseur à 4 étages (rez-de-chaussée 1.2.3). Il est composé d’une

cabine desservant ces étages. Les utilisateurs doivent pouvoir appeler la cabine pour monter

ou descendre et le système doit réagir, en fonction, le plus intelligemment possible pour

répondre à l’appel et faire gagner du temps à l’ensemble des utilisateurs.

L’utilisateur : personne désirant se rendre à n’importe quels étages de l’ascenseur.

III.4.2 Fonctionnement

Voici l’ensemble des fonctionnalités que nous désirons mettre en place :

Gestion intelligente des quatre étages. Le système doit être capable, quand il reçoit

des appels de la part des clients, de faire le meilleur choix qui doit intervenir en tenant

compte des ordres passés.

Gestion d'une desserte de 04 étages.

Gestion des ordres venant du palier (donc des utilisateurs) en fonction de la direction

choisie symbolisée par 2 boutons (monter/descendre) :

Si une cabine en déplacement croise un palier demandant une même direction :

elle s'arrête.

Si une cabine en déplacement croise un palier demandant une direction inverse:

elle ne s'arrête pas.

III.4.2.1 Mémoire L'ascenseur doit être « intelligent »:

s'il n'a « aucune mémoire », lorsqu'il a reçu un premier ordre, il l'exécute avant de

pouvoir en accepter un autre.

III.4.3 Le contexte

III.4.3.1 Vu du palier

On peut trouver sur les paliers :

Une porte manuelle qui s'ouvre à l'arrivée sur un palier.

Deux boutons d’appels à l’étage 1 et 2.

Un seul bouton d’appel à l’étage rez-de-chaussée et 3.


21

III.4.3.2 Vu de l’intérieur de la cabine

Quatre boutons désignant tout les arrêts possibles.

Fig. III. 1 Schéma fonctionnel du système

Fig. III. 2 Photo représentant la maquette réalisée

III.4.4 Le matériel utilisé dans ce travail

III.4.4.1 Partie opérative

Le moteur


22

A la réalisation de ce projet on a utilisé un moteur à courant continu 24V DC, commandé

pour travailler dans les deux sens de rotation. La montée et la descente de la cage d'ascenseur

sont réalisées par la rotation du moteur à son extrémité d'une vis sans fin.

Fig. III. 3 Photo représentant le moteur utilisé

Le niveau de la cage d'ascenseur est détecté par 4 capteurs de positions (fin course).

L'ouverture et la fermeture de la porte sont réalisées par l’utilisateur.

Fig. III. 4 Photo représentant les capteurs utilisés

Pour inverser le sens de rotation du moteur on a réalisé le schéma suivant : le principe

d’un hacheur deux quadrants, les Switchs qui nous avons utilisé sont des relais

électromagnétiques avec une bobine de commande de 24V DC adaptée avec la sortie de

l’automate programmable industriel.

Principe de fonctionnement

Pour faire monter la cabine il suffit d’alimenter les bobine 1 et 2 au même temps et

pour la descente de la cabine il suffit d’alimenter les bobines 3 et 4 au même temps, on

considère que les relais électromagnétiques sont des pré-actionneurs.


23

Fig. III. 5 Schéma représentant le principe de fonctionnement

Fig. III. 6 Schéma de la carte réalisée

III.4.4.2 La partie commande

L’automate

L’ensemble ‘siemens S300’, comprend un automate S300 CPU 315-2DP, il est installé sur un

support.

L'ordinateur

Le logiciel STEP 7 V 5.5 est installé sur l’ordinateur. Il permet la programmation de

l’automate dans différents langages, dont notamment le langage contact (LD).

III.5 Commande de la partie opérative de l'ascenseur

III.5.1 Notations des entrées et sorties

III.5.1.1 Mnémonique

2

3

4


24

Fig. III. 7 Notation simplifiée

Ce tableau représente tout les mnémoniques et leurs adresses que nous avons utilisées

pour faire le programme.

III.5.1.2 La programmation

L’enregistrement des appels

Pour programmer un ascenseur il faut enregistrer tout les appels (clics), donc on a

utilisé les bloque SR (bascule), pour garder le clic toujours mémorisé.

Ce schéma représente l’enregistrement d’appel de l’étage 0 dans une case mémoire

interne (M0.0), et (M0.1) pour l’appel de l’étage 1 pour la descente.de la même manière on

enregistre tout les appels de la cabine :


25

L’étage 1 pour la montée (M0.2), L’étage 2 pour descente (M0.3), L’étage 2

pour la montée (M0.4), L’étage 3 pour la descente (M0.5), L’étage 3 pour la montée

(M0.6).

L’enregistrement de la demande étage

La demande de l’étage se fait à l’intérieur de la cabine, on a enregistré les demandes

dans des cases mémoires comme suit : demande l’étage 0 (M0.6), demande l’étage 1 (M0.7),

demande l’étage 2 (M1.0), demande l’étage 3 (M1.1).

L’enregistrement de la position de la cabine

Si la case mémoire (M10.0) est vraie signifie que la position de la cabine est au l’étage

0 ou entre l’étage 1 et 0.

Si la case mémoire (M10.1) est vraie signifie que la position de la cabine est au


26

l’étage 1 ou entre l’étage 0 et 1 ou 1 et 2 et ainsi de suite pour (M10.2) et (M10.3).

L’enregistrement de toutes les demandes qu’est concernés de la montée et de la descente

On a enregistré tous les appels qui sont concernés par la montée dans une case

mémoire (M2.0), et on a fais la même chose pour les appels qui sont concerné par la descente

(M2.1).

Les conditions qui permettent la montée vers 1 étage M5.0

Si la cabine est au niveau 0, les conditions qui permettent la cabine vers le niveau 1

est :

Il faut que (M10.0) soit toujours vrai (position de la cabine est au niveau 0 ou entre 0

et 1).et M0.2 est vrai (il ya un appel à l’étage 1 pour la montée).

Ou (M10.0) et (M0.7) (la cabine est au niveau 0 avec une demande de l’étage 1).

Il ya une autre condition qui permettra à la cabine de monter de niveau 0 vers le niveau 1 :

Si il n ya pas de demande concernés par la montée et on a un appel (M0.1)

étage 1 pour la descente, la cabine monte vers le niveau 1.

Remarque : De la même manière an établit le système de descente de l’étage 3 à l’étage 2.


27

Les conditions qui permettent la montée vers deuxième étages M5.1

Il faut que (M10.0) ou M10.1 soit toujours vrai

Appel à l’étage 2 (M0.4) pour monter à l étage 3 vrais ou demande de l’étage 2

(M1.0) vrai (demande qui s’effectue de l’intérieur de la cabine).

Une autre condition qui permet à la cabine de monter à l’étage 2 :

L’absence de tous appels lies à la monter de la cabine et l’existence d’une personne à

l’étage 2 qu’appelle la cabine pour descendre (M0.3) vrai.

Remarque : La descente à l’étage 1 s’effectue de la même manière

Les conditions qui permettent la montée vers troisième étages M5.2

Il faut que (M10.0), (M10.1), ou (M10.2) soit vrais.

Appel à l’étage 3 (M0.5) ou demande de l’étage 3.


28

Remarque : La descente au niveau 0 s’effectue de la même manière.

La montée vers 1 ou 2 ou 3

On a utilisé des temporisateurs avant d’effectuer un appel, il faut compter 3 secondes.

Les conditions qui permettent le fonctionnement des relais 1 et 2 :

Il faut que la condition (M5.0) ou (M5.1) ou (M5.2) soit vraie.

Si par exemple une personne demande la cabine au niveau 3 alors que la cabine est au

niveau 0 ou entre le niveau 0 et 1 et une autre personne appelle au niveau 1 ou 2 pour monter,

dans ce cas la priorité est à la deuxième personne.

Remarque : de la même manière se fait la descente vers 2, 1,0.

III.6 Conclusion

Dans ce chapitre on a étudié et réalisé une maquette didactique d’un ascenseur à quatre

niveaux. La programmation du fonctionnement de ce dernier est assurée à l’aide d’un

automate programmable industriel Siemens S300. Cette réalisation nous a permis une

initialisation à l’automatisme et à la programmation des API d’une façon générale et la

maitrise du Siemens S300 en particulier.

Chapitre IV

Chapitre IV Fonctionnement du variateur de vitesse altivar31

29

IV.1 Introduction

Ce chapitre a été élaboré au niveau de l’atelier d’électrotechnique département de

l’électrotechnique-université Constantine I.

Le travail demandé est l’étude d’un système industriel contenant un moteur électrique

fonctionnant avec deux sens de rotation et à vitesse variable, ce qui nous impose l’utilisation

d’un variateur de vitesse industriel, il s’agit de l’Altivar ATV 31 de Télémécanique

(Schneider).

Après une étude bibliographique de plusieurs systèmes nous avons choisi une

« chaine de production de la gaufrette » dont le cahier de charge est développé dans le

paragraphe suivant.

IV.2 Cahier de charge

Le système étudié est commandé par un automate programmable industriel de gamme

Siemens S300 est composé de :

Quatre capteurs qu’indique la proximité du moule de pâte.

Deux moteurs (un moteur qui fonctionne et un deuxième de secours).

Un variateur de vitesse Altivar 31 qui assure la variation de vitesse de tapis (trois vitesses

différentes + l’arrêt de la pompe).

Deux contacteur qui fermer le circuit de puissance en provenance du variateur et qui

conduit aux deux pompes.

Bouton marche qui assure le démarrage du fonctionnement de système

Bouton d’arrêt qui met fin du fonctionnement en cas d’un problème survenu.

Fig. IV. 1 Schéma fonctionnel du système


30

IV.2.1 Le fonctionnement

Lors de la première utilisation du système l’opérateur appuie sur le bouton départ

cycle.

Cette chaine fonctionne de la manière suivante :

Un capteur Kp1 qui nous informe la présence du moule donc, le tapis avance à une

grande vitesse vers le four.

Un capteur KP2 qu’indique la proximité du moule au four dans ce cas la vitesse de tapis

doit diminuer pour devenir modérée, cette diminution de la vitesse assure une bonne

cuisson de la pate.

A la sortie du four on trouve un capteur KP3, ce capteur permet d’ouvrir la vanne du

chocolat et d’augmenter légèrement la vitesse du tapis pour assurer une bonne couverture

du chocolat.

Le capteur Kp4 provoque l’arrêt de tapis et la fermeture de la vanne du chocolat…

Remarque :

En cas d’un problème survenu au niveau du moteur le moteur de secours se met

automatiquement en marche au même cycle après cinq secondes

IV.3 Réalisation pratique

IV.3.1 Circuit de puissance

Il est composé d’une ligne triphasée qui alimente le variateur de vitesse, à sa sortie on

trouve deux contacteurs installés en parallèle et qui ne fonctionnent pas en même temps, le

premier contacteur alimente le moteur en fonctionnement, le second alimente pour sa part le

moteur de secours.

Fig. IV. 2 Variateur de vitesse Altivar 31


31

Fig. IV. 3 Schéma de puissance

Fig. IV. 4 Photo de la maquette réalisée

IV.3.2 Circuit de commande

Il est composé de l’automate S300 considéré comme le « cerveau » de tout le système,

ses entrées reçoivent les informations en provenance des capteurs, de même pour le bouton

marche et le bouton d’arrêt ainsi que le capteur de défauts des deux moteurs. Les informations

reçues sont traitées par l’automate et obéissent au programme développé préalablement.


32

En fonction de toutes ces information l’automate donne des instructions à ses sorties

lesquelles commandent les bobines des contacteurs et les entrées TOR du variateur, sachant

que ces dernières sont

Fig. IV. 5 Configuration d’entrées sorties

IV.3.2.1 Programme

Avant d’installer le programme dans l’automate, il convient d’abord de régler les

paramètres du variateur en fonction de la plaque signalétique de la pompe, ainsi que des

vitesses dont on a besoin. Il convient aussi de déterminer les entrées de la partie commande du

variateur (entrées TOR).

Remarque : Il est possible de programmer le variateur de vitesse d’une façon manuelle ou à

l’aide d’un logiciel qui lui est propre sachant que le variateur est de type télémécanique

Altivar 31

a) Paramétrage du variateur

Menu code Description Le chois

SET ACC Temps de la rampe d’accélération On a choisi 5 seconde 5s

DEC Temps de la rampe de décélération On a choisi 2seconde 2s

LSP Petite vitesse (Fréquence moteur à consigne mini) On a choisi 0Hz

HSP Grande vitesse (fréquence moteur a consigne maxi) On a choisi 50Hz

ITH Protection thermique du moteur. Régler à l’intensité

nominale lue sur la plaque signalétique du moteur

6.8 A


33

DRC BFR Fréquence standard moteur 50Hz

UNS Tension nominale lue sur la plaque signalétique 400V

FRS Fréquence nominale lue sur la plaque signalétique 50Hz

NCR Courant nominal lue sur la plaque signalétique 6.8A

NSP La vitesse nominale lue sur la plaque signalétique 1420Tr/mn

COS Cosinus Phi moteur lu sur sa plaque signalétique Cos ph =

I – O- TCC Commande 2 fils / 3 fils On a choisi 3Fils

FUN PSS Ps2 et Ps3 et ps4 / ps2Li5 =

50Hz/Ps4=Li6=30Hz/ps3=10Hz

b) Vitesses présélectionnées

2, 4, 8, ou 16 vitesses peuvent être présélectionnées, nécessitant respectivement 1, 2, 3 ou 4

entrées logiques. L’ordre des affectations à respecter est le suivant : PS2, puis PS4 puis PS8,

puis PS16

16 vitesses Lisp16 8 vitesses Lisp8 4 vitesses Lisp4 2 vitesses Lisp2 Consigne vitesse

0 0 0 0 Consigne1

0 0 0 1 Sp2

0 0 1 0 Sp3

0 0 1 1 Sp4

0 1 0 0 Sp5

c) Programme de l’automate

Pour programmer l’automate par le logiciel STEP 7 il faut créer an nouveau projet

dans le bloc FB, dans ce travail on a utilisé le langage contact (LD).


34

Adressage et mnémonique

Fig. IV. 6 Tableau mnémonique et leur adresse

Les conditions de sécurité

Pour assurer une bonne sécurité du système, On a écrit dans ce programme plusieurs

cases mémoires internes parmi celles-ci M0.0 et M0.1 qui sont responsables de la notification

de l'existence d'un problème au niveau de deux moteurs.

La case mémoire M9.0 est responsable de mémoriser la clique de l’opérateur sur le

bouton marche.

La fermeture de contacteur KM1

Lorsque l’opérateur appuie sur le bouton marche et s’il ya pas un problème au niveau

de moteur principal le contacteur KM1 ferme le circuit de puissance sur le moteur M1 ainsi la

case mémoire M0.2 va s’allumer.


35

On cas d’un problème survenu au niveau du moteur principal ou l’intervention de

l’opérateur sur le bouton arrêt le contacteur ouvre le circuit de puissance après 3 secondes

pour garantir l’arrêt du moteur et non ouvrir le circuit de puissance au moment du

fonctionnement du variateur, parce que le temps de la décélération est 2 secondes.

La fermeture de contacteur KM2

En cas d’un problème survenu au niveau du moteur principal la case mémoire M0.0

devient non vraie, c'est ce qui conduit à l’activation de la case mémoire M0.3 et la fermeture

du contacteur KM2 après cinq secondes.


36

La mémorisation des capteurs

Cette partie est consacrée pour la mémorisation du capteur, par exemple si le Kp1 nous

informe que le moule est présent cette information va mémoriser au M1.0 et ainsi de suite

pour les autres capteurs. Kp2 (M1.1) Kp3 (M1.2) KP4 (M1.3).

Les instructions qui conduisent vers le variateur

La sortie A4.3 (Li3) est responsable de l’amorçage du moteur, et les sorties A4.0 (Li6)

et A4.1(Li5) sont réservées pour la variation de vitesse.

.


37

En fin l’activation de la sortie A4.2 (Lifr) met arrêt de moteur.

IV.4 Etude de démarrage progressif du variateur

Dans ce travail on veut voir les autres avantages du variateur en conséquence on a va faire une

étude comparative entre le démarrage direct et le démarrage progressif du variateur de vitesse. Pour

cela on a étudié l’appel du courant avec la variation de la vitesse en fonction du temps.

Le matériel utilisé :

Automate programmable industriel siemens S300 considéré le cerveau du système.

Cassylab avec leur logiciel installé dans un ordinateur.

Um moteur asynchrone 3kW qui entraîne une génératrice DC.

Une charge résistive R.

Fig. IV. 7 Photo de l’expérience réalisée

IV.4.1 Démarrage direct à vide

Fig. IV. 8 Les courbes du (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage direct à vide

0 1 2 3 4 5 6 7-15

-10

-5

0

5

10

15

temps (s)

isa

(A)

N (tr

/min

)

la variation du ( courant et vitesse)

en fonction du temps

isa 5[A]/div

N 500[tr/min]/div


38

IV.4.2 Démarrage direct en charge

Fig. IV. 9 Courbes du (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage direct en charge

On peut conclure que le moteur demande absorbe un fort courant au démarrage dont la

durée est 6s.

IV.4.3 Démarrage progressif à vide

On a réglé l'accélération durant 5 secondes

Fig. IV. 10 Courbes du (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage progressif à vide

IV.4.4 Démarrage progressif en charge

Fig. IV. 11 Les courbes (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage progressif en charge

0 1 2 3 4 5 6-30

-20

-10

0

10

20

30

temps (s)

isa

(A)

N(tr/

min

)la variation du (courant et tention) en fonction du temps

is 10 [A]/div

N 1000[tr/min]/div

0 2 4 6 8 10 12-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

temps (s)

isa

(A)

N (tr

/min

)

la variation du ( courant et vitesse)

en fonction du temps

isa 5[A]/div

N 500[tr/min]/div

0 5 10 15-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

temps (s)

isa (A

)

N (tr

/min

)

la variation du (courant et vitesse) en fonction du temps

is 5[A]/div

N 500 [tr/min]/div


39

IV.4.5 Démarrage et freinage progressif en charge

On a réglé l'accélération pendant 5 secondes et la décélération durant 2 secondes

Fig. IV. 12 Les courbes (courant, vitesse) en fonction du temps démarrage et freinage progressif en charge

On peut conclure que le démarrage progressif est introduit à l’aide du variateur de

vitesse, l’intensité du courant demandée par le moteur est très inférieure par rapport au

démarrage direct ainsi on a préréglé le courant de grande intensité demandé par le moteur lors

du démarrage.

IV.5 Conclusion

Dans ce chapitre on a pu apprendre la façon dont l’automate commande le variateur de

vitesse à savoir qu’il lui donne des instructions en fonction des paramètres électriques du

système.

On a pu aussi déduire l’intérêt du variateur de vitesse et les solutions qu’il donne pour

aborder le chapitre suivant et résoudre ainsi, le problème des deux sens de rotation et à

plusieurs vitesses imposé par le cahier de charge.

Plusieurs avantages du variateur sont à constater :

Il protège le moteur de la sur charge et de court circuit.

Il permet au moteur de fonctionner à plusieurs vitesses.

Il inverse le sens de rotation.

Il permet un démarrage et un arrêt progressifs du moteur

0 5 10 15-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

temps (s)

isa

(A)

N (tr

/min

)

la variation du (courant et vitesse) en fonction du temps

isa 5[A]/div

500[tr/min]/div

Chapitre V

Chapitre V Réalisation d’un système industriel

40

V.1 Introduction

Le cinquième chapitre est consacré à l’étude et à la réalisation d'un système automatisé

industriel. Il s’agit d’une station de lavage de voitures automatisé avec deux options de

lavages : un service (1) complet et un autre service (2) plus simplifié.

V.2 Cahier des charges

Un moteur asynchrone : M1 triphasé 3kW (230/400V cos(φ) = 0.75, η = 0.8)

entraine en rotation (via un variateur de vitesse) un réducteur qui entraine à son tour en

translation le portique, soit en grande vitesse pour approcher la voiture, soit en petite

vitesse pour le nettoyer. Ce moteur sera commandé par un variateur de vitesse de type

Altivar 31 lequel est piloté par les sorties d’un automate programmable industriel sur

les entrées du variateur Li1 (avant), Li2 (arrière), Li3 (petite vitesse), Li4 (grande

vitesse).

Un moteur asynchrone : M2 triphasé 3kW (230/400V cos(φ) = 0.76, η = 0.9)

entraine en translation du rouleau horizontal au moment du nettoyage.

Deux moteurs asynchrones : M3 et M4 triphasés 1kW (230/400V cos(φ) = 0.76, η =

0.8). Ces moteurs entrainent des pompes, M3 va pomper de l’eau et le moteur M4 va

pomper le savon liquide.

Un capteur Kp1 de proximité détectant la présence d’un véhicule.

Deux capteurs de fin de courses détectant les positions :

Kp3 bas du rouleau horizontal.

Kp4 haute du rouleau horizontal.

Un capteur Kp2 qu’indique la proximité de la voiture à la fin du tapis.

Un bouton d’arrêt qui met fin au fonctionnement.

Deux capteurs qui nous informent sur le service sélectionné.

Service 1

Service 2

V.2.1 Le fonctionnement service 1

Si les capteurs Kp1 et service1 sont vrais, le tapis entraine et déplace la voiture à une

petite vitesse jusqu’à Kp2, et les deux pompes (d’eau et savon) se mettent en fonctionnement.

Si la voiture arrive en Kp2 (Kp2 vrai), le tapis entraine et déplace la voiture en sens

inverse à une grande vitesse, sachant que c’est le variateur de vitesse qui assure la variation de

la vitesse et l’inversion de sens de rotation, avec les deux pompes en marche.


41

Si la voiture est en Kp3 le moteur M1 s’arrête de fonctionner pour laisser le rôle au

moteur M2 (M2) pour entrainer le tapis vertical de déplacer la voiture vers le haut jusqu’à

Kp4, pour garantir le bon nettoyage de toute la voiture, et les deux pompes sont toujours en

fonctionnent.

Si la voiture arrive en kp4, seuls deux moteurs fonctionnent (la pompe d’eau et le

moteur M2 entraine le tapis vertical au sens inverse vers le bas).

Si la voiture arrive en Kp3 le moteur M1 fonctionne à une grande vitesse jusqu’au

Kp2 (Kp2 vrai), la pompe d’eau s’arrête de fonctionner. Si la voiture est en Kp5 (kp5 est

vrai) fin du nettoyage et du cycle de fonctionnement, alors un nouveau cycle peut démarrer.

V.2.2 Le fonctionnement service 2

Le service 2 effectue le même cycle que le service 1, il exécute les mêmes étapes que

précédemment, la voiture va du capteur Kp1 jusqu’à Kp2 avec une petite vitesse, les deux

pompes (eau, savon) fonctionnent puis elle revient vers Kp3 à grande vitesse, à son arrivé au

Kp3 la pompe du savon cesse de fonctionner, elle finit par se diriger vers Kp2 à grande

vitesse. A ce moment là, la pompe d’eau cesse de fonctionner, à son arrivé au Kp5 le tapis

rouleau s’arrête et fin de cycle.

Fig. V. 1 Schéma fonctionnel du système de lavage automatique


42

V.3 Réalisation expérimentale

V.3.1 Circuit de puissance

Il est composé d’une ligne triphasé qui alimente un sectionneur à porte fusible, à sa

sortie on trouve :

Un variateur de vitesse qui assure la variation de vitesse et l’inversion du sens de

rotation du moteur M1.

Deus contacteurs KM1 et KM2 qui ne se ferment pas au même temps pour assurer

l’inversion du sens de rotation du moteur M2. A ses sorties en trouve un relais

thermique F1 qui assure la protection thermique du moteur.

Un contacteur KM3 installé en série avec un autre relais thermique F2 qui alimente

la pompe d’eau.

Un contacteur KM4 installé en série avec un relais thermique F3 qui alimente la

pompe du savon liquide.

Fig. V. 2 Schéma du circuit de puissance

V.3.1.1 Choix des appareillages industriel

Avant de choisir le type des appareils, il faut déterminer la puissance totale

consommée par cette station à fin de calculer le courant total en utilisant la méthode de

Boucherot.

La puissance active totale: Pa = Pu/ η. Q = Pa * tg(φ).

Ptot = PaM1 + PaM2+ PaM3 + PaM4= (3kW/0.8) + (3kW/0.9) + 2*(1kW/0.8) = 9583.33W.


43

QT = QM1 + QM2 + QM3 + QM4 = (3kw/0.8)*0.88 + (3kW/0.9)*0.85 + 2*(1kw/0.8)*0.88 =

8333.33Var.

S = = 12699.78 VA.

→ I = S/ ( * U) = 18.33 A.

Choix du sectionneur à porte fusible

D’après le courant total : le sectionneur est conçu pour supporter une intensité maximum de

25 A la référence est donc LS1 D 323.

Définition

Le sectionneur est un appareil mécanique déconnexion capable d’ouvrir et de

fermer un circuit lorsque le courant est nul ou pratiquement nul (hors tension) afin d’isoler la

partie de l’installation en aval du sectionneur de celle en amont, Le sectionneur n’a pas de

pouvoir de coupure ou de fermeture.

Fonctions

a. Isoler électriquement le système de son réseau d’alimentation.

b. Assurer la protection contre les courts circuits par l’intermédiaire des fusibles.

Critères de choix des sectionneurs portes fusibles

- Calibre des fusibles.

- Taille des fusibles.

- Classe de protection des fusibles.

- Tension d’emploi U.

- Nombre de pôles.

Choix du Fusible

Les fusibles sont différenciés par leur classe de protection choisie suivant leur

utilisation. Nous savons maintenant que les fusibles doivent avoir une dimension 10/38, que

ce sont des fusibles accompagnements aM est que leur calibre doit être de 20 A la référence

donc : DF2 CA12.

Fonctions

a. Protéger le circuit électrique d’un système contre les effets d’un court circuit.

Remarque :


44

Le fusible est utilisé soit dans une porte fusible, soit dans un sectionneur porte

fusible. Il peut être équipé d'un percuteur de manière à indiquer son déclenchement. Il existe

trois classes (ou types) de fusibles qui définissent leur utilisation.

Par exemple le type gG : (à usage industriel, dit de "protection générale",

commercialisé sous forme de cartouche cylindrique ou à couteau).

Critères de choix :

Le type de fusible F, B, AD, gG et aM

Le courant nominal ou calibre In en Ampère

La forme de la cartouche Cylindrique ou à couteau

La taille des cartouches fusibles 10*38, 14*51, 55*58

La durée de coupure Temps en ms

Le courant de fusion If en Ampère

Choix du relais thermique :

Définition :

Le relais thermique est un organe de protection contre les surcharges

Les relais F2 et F3 sont les même le courant nominal est 2.3 A donc la référence est : LRD 07

La référence de relais F3 est : LRD 12.

Remarque : une surcharge est une élévation anormale du courant consomme par des

récepteurs électriques dans des proportions raisonnables.

Critères de choix

La zone de régalage Exemple : de 2.5 à 4.5 A

La classe de déclenchement 10 ou 20

Les fusibles à associer au relais aM ou gG en Ampère

La nature du courant Alternatif ou continu

Type de montage Exemple : sous le contacteur

Choix du contacteur

Les contacteurs Km1 et Km2 alimentent le moteur M2, de puissance 3kW et tension

d’alimentation 400V, donc la référence est : LC1 D12. La référence de bobine est B7.

Les contacteurs Km3 et Km2 sont les même car ils alimentent les même moteurs, donc la

référence est : LC1 D09. La référence de bobine est : B7


45

Définition

Le contacteur est un appareil capable d’établir et de couper de très fortes

intensités.

Critères de choix

- Le courant nominal traversant les pôles.

- Le nombre de pôle.

- Le type de contact auxiliaire (nombre de contact normalement fermé ou ouvert).

- La valeur de tension du circuit de commande (bobine et contact auxiliaire).

- Le mode de fonctionnement du contacteur (catégorie d’emploi).

- La durée de vie.

Fig. V. 3 Photo du dispositif expérimental

V.3.2 Circuit de commande

Il est composé d’un automate considéré comme le cerveau de tout le système, de cinq

capteurs dédiés à la détection de la position de la voiture, d’un capteur de choix du type de


46

service, de deux voyants qui nous informent de l’état de la station (marche, arrêt), d’un

bouton d’arrêt d’urgence (qui met fin au fonctionnement en cas d’un problème survenu) et

enfin de trois contacteurs et trois relais thermiques.

A partir des informations reçues en provenance du capteur et des relais des protections

et selon le programme préconçu, l’automate fournit des instructions à ses sorties pour

commander les différents prés actionneurs.

Fig. V. 4 Schéma représentant le circuit de commande

V.3.2.1 Paramétrage du variateur

Menu code Description Le chois

SET ACC Temps de la rampe d’accélération On a choisi 5 seconde 5s

DEC Temps de la rampe de décélération On a choisi 1seconde 2s

LSP Petite vitesse (Fréquence moteur à consigne mini) On a choisi 0Hz

HSP Grande vitesse (fréquence moteur a consigne maxi) On a choisi 50Hz

ITH Protection thermique du moteur. Régler à l’intensité

nominale lue sur la plaque signalétique du moteur 6.8 A

DRC BFR Fréquence standard moteur 50Hz

UNS Tension nominal lue sur la plaque signalétique 400V

FRS Fréquence nominal lue sur la plaque signalétique 50Hz

NCR Courant nominal lue sur la plaque signalétique 6.8A

NSP La vitesse nominale lue sur la plaque signalétique 1420Tr/mn

COS Cosinus Phi moteur lu sur sa plaque signalétique Cos ph =

I – O- TCC Commande 2 fils / 3 fils On a choisi 2Fils

FUN PSS Ps2 ps2 « Li3 » = 10Hz

Ce tableau représente le réglage des paramètres du variateur de vitesse choisi.

Remarque : Dans ce travail on a programmé l’automate par le langage GRAFCET par ce

que le cahier des charge de cette station lavage fonctionne d’une façon cyclique.


47

V.3.2.2 Programmation de l’automate

Notations des entrées et sorties

Fig. V. 5 Notation simplifiée (mnémonique)

Condition de sécurité

Il faut garder la case mémoire (M0.0) toujours vraie.

Grafcet de sécurité

Fig. V. 6 Photo représentant le Grafcet de sécurité

Une fois que les conditions de sécurité ne sont pas vraies le système cesse de

fonctionner.


48

Grafcet de point vue opérative

Fig. V. 7 Photo représente le Grafcet du système point vue opérative

On a utilisé la boucle « OU » dans ce programme « Grafcet », car le système contient

deux services.


49

Grafcet de point vue commande « Automate »

Fig. V. 8 Photo représentant le Grafcet du système du point vue commande « Automate »


50

Grafcet réalisé

Fig. V. 9 Photo représentant le Grafcet réalisé.

V.4 Conclusion:

Dans ce chapitre on a procédé à l’étude et à la réalisation d’un système industriel

automatisé (station de lavage de voiture) commençant par le dimensionnement de toute

l’installation (sectionneur, fusibles, contacteur et relais thermique), et aussi le câblage et la

programmation du système. Le bon fonctionnement du système prouve la justesse des

programmes développés.

Conclusion générale

L’élaboration de ce mémoire nous a permis de connaitre les avantages et les

inconvénients du domaine de l’automatisme ainsi, que son rôle primordial dans l’industrie. Ce

ci à travers plusieurs étapes de travail :

L’élaboration de la maquette didactique (ascenseur à quatre niveaux).

La mise en place d’un système industriel automatisé (station de lavage).

La réalisation d’une partie de la chaine de production mentionnée dans le chapitre

qui fait intervenir un variateur de vitesse.

Le manque du matériel et l’absence d’un financement représentent les principales

difficultés rencontrées lors de l’élaboration de ce travail qui aurait pu être plus perfectionné si

toutes les conditions nécessaire étaient réunies.

Par exemple : la réalisation d’un réseau prof bus (maitre esclave), la commande à

distance, les accessoires de l’ascenseur (voyants afficheur la porte ….).

Annexe

Ces tableaux représentent les choix des appareillages

On a traduise les courbes (courant, vitesse) en fonction du temps devant le Cassylab au Matlab selon

les étapes suivantes :

On a enregistré les courbe sous fichier .Txt .puis on le copie dans un fichier Matlab enfin, on

a utilisé la fonction hold on et plot.

Bibliographie

[1] ANDJOUH Lyes Mémoire fin d’étude « Automatisation et supervision de la fosse de

relevage de la raffinerie d’huile au niveau du complexe agroalimentaire cevital » année 2013

[2] POLYTECH’ Marseille D´épatement de mécanique Energétique ´ 2 Année Option S.I.I.C

[3] les sites web officiels de Siemens http://www.automation.siemens.com/

http://www.siemens.com/

http://www.automation.siemens.com/

http://www.siemens.com/

Résumé : Notre projet de fin d’étude concerne l’étude et la réalisation d’une maquette

didactique pédagogique pilotée par un automate programmable industriel de la gamme

Siemens S300, nous avons d’abord présenté en détail les caractéristiques de ce dernier avec

ses modules, ensuite on a exposé les différentes étapes de programmation à l’aide du logiciel

SYMATIC MANAGER S7-300. Nous avons ensuite réalisé une maquette didactique

représentant un ascenseur à quatre niveaux et dans le quatrième chapitre on a étudié le

fonctionnement d’un variateur de vitesse dans un système automatisé. En fin, nous avons

procédé à l’automatisation d’un système industriel représentant une station de lavage de

voiture.

Abstract: Our project of study concerns the study and implementation of a teaching

model driven by a programmable logic controller of the Siemens S300 range, we first

presented in detail the latter with its modules; then exposed the different stages of

programming using software SYMATIC MANAGER S7-300. We then conducted a didactic

model repreenting a lift to four levels and in the fourth charter the operation of a variable

speed transmission was studied in an automated system. In the end, we had an industrial

system representig a car wash station.

: صــــلخــم

وهذا بواسطة أوتومات تعليمية و ةتدريسيذج اوتحقيق نميتمثل في دراسة مشروعنا لنهاية الدراسة

عرض مفصل لخصائص هذا الأخير مع قمنا ب ، أولاً ( Automate Programmable Industriel)مبرمج صناعي

SYMATIC) المختلفة للبرمجة باستخدام برمجيات الخطوات نا جميع ثم عرض التابعة له، الوحداتمع جميع

300 S7). قمنا بدراسة وفي الفصل الرابع طوابقأربعة ذومصعد بمثل م نموذج تعليمي قمنا باستعراضثم

محطة في مثل مالتشغيل الآلي لنظام صناعية بتجسيد تقدمنا الناهيةوفي . في نظام آليمحول السرعات

.غسيل السيارات

IEMENS S300 - lec-umc.org · Introduction générale Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué au Laboratoire dElectrotechnique de Constantine. Lobjectif de ce projet

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