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Elaboration d'un système d'automatisme et de régulation d'une unité d'aérocondenseur de vapeur d'eau en replacement d'un condenseur de vapeur à  eau de mer


par Chaker ABDELJAOUED
Université du 7 novembre à  Carthage - Diplôme national d'ingénieur en sciences appliquées et en technologie 0000
  

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Ministère de l'Enseignement Supérieur, de la
Recherche Scientifique et de la Technologie

*** * ***

Université du 7 novembre à Carthage

*** * ***

Institut National des Sciences
Appliquées et de Technologie

 

Projet de Fin d'Études
Pour l'obtention du

Diplôme National d'Ingénieur
en Sciences Appliquées et en Technologie

Filière : Instrumentation et Maintenance Industrielles
Sujet :

Élaboration d'un système d'automatisme et de

régulation d'une unité d'aérocondenseur de vapeur

d'eau en replacement d'un condenseur de vapeur à

eau de mer

Réalisé par : Chaker ABDELJAOUED

Entreprise d'accueil :
EPPM
Soutenu le 14/01/2010

Responsables à l'entreprise:

Messieurs:

Ridha ROMDHANE / Mohamed Lassaâd ISSAOUI
Cachet & Signature

Responsables à l'INSAT: Messieurs:

Jawhar GHOMMAM / Slim KADDECHE
Signature

 
 

Année Universitaire : 2009/2010

Fichier : www.bh-automation.fr/Download/Automaticiens/automatisation-regulation-aerocondenseur-vapeur-rapport-projet-cad.pdf

Web : www.bh-automation.fr/Ressources/Automaticiens/cv-chaker-abdeljaoued.html

DEDICACES

A celle qui a consacré sa vie à l'éducation de ses enfants, A celle pour qui éducation rime avec rigueur et travail, Aux sacrifices qu'elle a faits pour sa famille,

A celle qui m'a élevé avec amour et tendresse,

A celle qui a toujours cru en moi,

A ma chère défunte mère,

A mon cher père qui n'a cessé de me soutenir,

A mes frères,

A mes amis,

Je dédie ce modeste travail.

Remerciements

Je tiens à remercier dans un premier temps la direction générale d'EPPM qui m'a bien accueilli au sein de son établissement.

Je remercie vivement mes encadreurs d'entreprise ; Monsieur Ridha ROMDHANE et Monsieur Mohamed Lassaâd ISSAOUI pour m'avoir permis d'user de leurs précieux temps malgré les lourdes responsabilités qu'ils endossent en tant que chefs de départements, je leur suis reconnaissant pour les conseils utiles qu'ils m'ont prodigué.

J'adresse également mes remerciements chaleureux à mes encadreurs à l'INSAT ; Monsieur Jawhar GHOMMAM et Monsieur Slim KADDECHE pour leurs soutien continuel et leurs encouragements tant précieux.

Je tiens à témoigner toutes ma gratitude à tous les membres d'EPPM, particulièrement : Mohamed, Sahbi, Hbib, Tayeb et Sofiane.

Sommaire

Introduction Générale 13

Chapitre I : Problématique & Présentation de l'aérocondenseur 15

Introduction 16

1 Présentation de l'entreprise d'accueil : EPPM 16

2 Présentation de l'entreprise cliente: GCT 18

3 Description de l'aérocondenseur 19

3.1 Définition 19

3.2 Principe de réalisation 20

3.3 Justification d'emploi 20

3.4 Réalisation 23

3.4.1 Condenseurs principaux 23

3.4.2 Tuyauteries de liaisons 24

3.4.3 Circulation de l'air 25

3.4.4 Charpente 28

3.4.5 Les auxiliaires 28

3.5 Perspectives et limites à l'utilisation des aérocondenseurs 29

4 Les instruments de mesure 30

4.1 Les transmetteurs de pression 30

4.2 Les transmetteurs de température 30

4.3 Le transmetteur de niveau 31

4.4 Les interrupteurs de vibration (vibroswitch) 31

5 Systèmes de contrôle commande de l'aérocondenseur 31

5.1 Le système de contrôle commande par PLC 32

5.2 Le système de contrôle, commande et supervision SCADA 32

5.3 Le système de contrôle, commande et supervision DCS 32

6 Cahier des charges et planning d'exécution 33

6.1 Cahier des charges 33

6.2 Planning d'exécution 34

Conclusion 35

Chapitre II : Etude thermodynamique & mise en oeuvre 36

Introduction 37

1 Principe de fonctionnement 37

2 Paliers de fonctionnement 40

3 Démarche 42

3.1 Courbe et équation de T = I?(P) 43

3.2 Courbe et équation de p = I?(P) . 45

3.3 Courbe et équation de chaleur massique de vapeur : Cp = I?(P) 46

4 Etapes de fonctionnement 48

4.1 Etape 1 48

4.2 Etape 2 49

4.3 Etape 3 49

4.4 Etape 4 50

5 Etude thermodynamique 51

5.1 Expression du flux de chaleur échangé dans un ventilateur 52

5.1.1 Détermination de la surface d'échange S 52

5.1.2 Détermination de la moyenne logarithmique des différences de températures ?Tm 52

5.1.3 Détermination du coefficient d'échange global h 53

5.1.4 Récapitulation 57

5.2 Etude du système moto-ventilateur 58

5.2.1 Relation entre débit d'air refoulé et vitesse de rotation du ventilateur 58

5.2.2 Relation entre puissance reçue par le ventilateur et puissance fournie par le moteur 59

5.2.3 Relation entre vitesse de rotation du ventilateur et vitesse de rotation de l'arbre moteur 60

5.2.4 Relation entre vitesse de rotation de l'arbre moteur et commande du variateur de vitesse 63

5.2.5 Récapitulation : ma = I? (fl) . 63

Conclusion 64

Chapitre III : Système de contrôle, commande et supervision 65

Introduction 66

1 Système de contrôle, commande et supervision SCADA 66

2 Présentation de l'automate 68

2.1 Architecture des automates programmables 68

2.2 Structure interne des automates programmables 70

2.2.1 Le processeur 70

2.2.2 Les modules d'entrées/sorties 70

2.2.3 Les mémoires 71

2.2.4 L'alimentation 71

2.2.5 Liaisons de communication 71

3 Définition des documents utilisés 72

4 Identification des entrées/sorties 72

4.1 Les E/S PLC 72

4.2 Tableau d'échange MODBUS 74

5 Séquence de démarrage de l'unité d'aérocondenseur 75

6 Séquence d'arrêt de l'aérocondenseur 76

7 Fonctionnement de l'ensemble ; vannes XV, vantelles et ventilateurs 77

7.1 Diagrammes de fonctionnement des vannes XV 79

7.2 Diagramme de fonctionnement des vantelles 81

7.3 Fonctionnement des ventilateurs 82

8 Fonctionnement des pompes retour condensât 83

Conclusion 86

Chapitre IV : Programmation de l'automate 87

Introduction 88

1 Description du logiciel STEP7 88

1.1 Gestionnaire de projets SIMATIC Manager 88

1.2 Editeur de programme et les langages de programmation 88

1.3 Paramétrage de l'interface PG-PC 89

1.4 Le simulateur des programmes PLCSIM 89

1.5 Stratégie pour la conception d'une structure programme complète et optimisée 90

2 Réalisation du programme de l'unité de l'aérocondenseur 91

2.1 Création du projet dans SIMATIC Manager 91

2.2 Configuration matérielle (Partie Hardware) 92

2.3 Création de la table des mnémoniques (Partie Software) 95

2.4 Elaboration du programme S7 (Partie Software) 97

2.4.1 Les blocs de code 97

2.4.1.1 Les blocs d'organisation (OB) 97

2.4.1.2 Les blocs fonctionnels (FB), (SFB) 97

2.4.1.3 Les fonctions (FC), (SFC) 97

2.4.1.4 Les blocs de données (DB) 98

2.4.2 Création du programme de l'unité d'aérocondenseur 98

2.4.2.1 Architecture du programme réalisé 98

2.4.2.2 Programmation des blocs 100

Conclusion 106

Conclusion Générale 107

Bibliographie 108

Netographie 108

Liste des annexes 109

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