ETUDE TECHNOLOGIQUE ET SUBSTITION DE LA COMMANDE DE TROIS SCIES À RUBAN RHP 260A À LOGIQUE CABLEE PAR UN API SIEMENS S7 300 AVEC SUPERVISION

Plan De Travail Introduction générale Description technologique Description fonctionnelle Généralités sur les API Description de STEP 7 Supervision avec Win CC flexible Conclusion générale

Introduction générale L’industrie moderne, que l’on peut qualifier d’industrie de qualité et de quantité, ne cesse d’exiger un matériel de contrôle de plus en plus performant afin de réaliser les deux objectifs simultanément. Dans le cadre de notre projet de fin d’étude, nous avons effectué un stage pratique au sein de la société nationale SNVI- Rouïba. Celle-ci possède divers équipements automatisés fabriqués dans les années 70. Cette automatisation est réalisée selon la technologie de l’époque, en l’occurrence les relais électromécaniques. Actuellement ces installations sont vieillissantes et présentent plusieurs inconvénients. C’est pourquoi les responsables de la dite société ont décidé de procéder au remplacement progressif de la commande classique des équipements basée sur la logique câblée par une automatisation plus récente et plus fiable et à surveiller leurs fonctionnements à l’aide d’un système de supervision pour les amener et les maintenir à leur point de fonctionnement optimal. Le choix s’est porté naturellement sur l’Automate Programmable Industriel (API) qui devient de nos jours le cœur de toute unité industrielle moderne.

Description technologique Présentation technique de la machine Ensemble mobile (berceau) Pupitre de commande Armoire électrique Chariot d’aménage Bâti Étau fixe Étau mobile Groupe hydraulique

Description technologique Autres équipements : Un compteur pour la présélection du nombre de coupes Un volant de réglage pour l’ajustement de la longueur de coupe Une pompe d’arrosage pour le refroidissement de la barre à scier Un moteur évacuateur de copeaux de fer

Description technologique Un moteur scie couplé à un variateur de vitesse mécanique Moteur scie Variateur de vitesse Deuxième réducteur Premier réducteur

Description technologique Modes de fonctionnement : Mode semi-automatique : Dans ce mode on utilise des boutons poussoirs pour commander les différents éléments de la machine à savoir: berceau, étau fixe, étau mobile, chariot d’aménage, moteurs et pompes. Mode automatique : Conditions initiales : - Le commutateur de répétition en position 1 L’étau fixe en position ouvert et l’étau mobile en position fermé Le chariot d’aménage en position avant (FC8 actionné) - Le moteur scie à l’arrêt et le berceau en position haute (FC5 actionné) Le fin de course FC7 témoin de la présence barre actionné La pompe hydraulique mise en marche à l’aide d’un bouton poussoir

Description technologique Cycle : A l’aide d’un bouton poussoir on met en marche les trois moteurs (scie, évacuateur de copeaux et pompe d’arrosage) On enclenche la marche automatique par action sur un bouton poussoir Début de sciage : - Fermeture de l’étau fixe Descente du berceau et ouverture de l’étau mobile Retour du chariot et fermeture de l’étau mobile(FC9 actionné) Fin de sciage : La scie arrivée en position basse actionne FC4 Arrêt du moteur scie, remontée du berceau et commande du compteur La scie en position haute actionne FC5 Ouverture de l’étau fixe puis avance du chariot d’aménage

Description technologique Cycle à deux répétitions : En mettant le commutateur de répétition sur la position 2 ce cycle permet de doubler la longueur de la barre à scier Cycle à trois répétitions : En mettant le commutateur de répétition sur la position 3 ce cycle permet de tripler la longueur de la barre à scier

Description technologique Problème posé : Actuellement, le mode de marche du procédé est manuel ou semi-automatique, ces opérateurs trouvent des difficultés pour respecter les temps d’exécution des opérations en particulier lorsqu’ils sont appelés à traiter une grande quantité de produits dans un temps réduit. Enfin nous avons constaté que le mode manuel entraîne une baisse substantielle de la production, d’où la nécessité de diminuer le nombre d'opérateurs, d'automatiser et de superviser les trois scies à ruban afin d'augmenter la productivité et améliorer les conditions de travail du personnel.

Description fonctionnelle Introduction : Un système automatisé se compose généralement de deux grandes parties : • La partie puissance (opérative), constituée d’appareillages de production et en grande partie d’équipements électromécaniques. • La partie commande, réalisée par différentes techniques, à savoir : - commande classique dite câblée, - commande figée (par circuits électroniques), - commande par API câblée, - commande par API programmée.

Description fonctionnelle LA PARTIE OPERATIVE Les capteurs Les actionneurs -Les capteurs qui informent la partie commande de l’état de la partie opérative. Dans notre installation, ils sont généralement composés de fins de courses de type Tout ou Rien (TOR). -Les actionneurs qui sont des organes d’exécution, ils sont généralement composés de moteurs, d’électrovannes, vérins…

Description fonctionnelle Fins de courses

Description fonctionnelle LES ACTIONNEURS Pneumatiques Hydrauliques Électriques Vérins Vérins Électrovannes Moteurs Simple effet Double effet

Description fonctionnelle Schéma hydraulique de la scie

Description fonctionnelle Schéma de puissance de la scie

Généralités sur les API Définition générale : L'automate programmable industriel est un système de commande en pleine évolution conçu autour d'un microprocesseur. Il reçoit les informations relatives à l’état du système et puis commande les pré-actionneurs suivant le programme inscrit dans sa mémoire.

Généralités sur les API Architecture et fonctionnement Le cycle de fonctionnement est organisé en quatre taches : Bus d’entrées/sorties CPU Module des entrées Module Des sorties Mémoire

Généralités sur les API Pour élaborer notre programme nous avons fait le choix d’un automate d’après les critères suivants : Nombre d'entrées/sortie - Type de processeur - Fonctions ou modules spéciaux - Fonctions de communication

Généralités sur les API Schéma de commande d’une installation par automate S7-300

Description de STEP7 Introduction : STEP 7 est un logiciel qui fait partie de l'industrie logicielle SIMATIC. Il permet la configuration, la programmation et la simulation de systèmes d'automatisation SIMATIC.

Description de STEP7 Pour concevoir un projet avec STEP7, il existe 2 approches :

Description de STEP7 Exécution cyclique A la fin de la mise en route, le programme utilisateur s’exécutera de manière cyclique dans l’OB comme suit : Programme de mise en route Écriture de la MIS dans les modules de sorties Lecture des entrées et mise à jour de la MIE Traitement du programme utilisateur

Configuration matérielle Description de STEP7 Configuration matérielle

Description de STEP7 Réalisation du programme : Pour élaborer le programme des trois scies nous avons procédé comme suit : -On a tous d’abord fait le choix d’utiliser le langage contact comme langage de programmation. -On a élaboré trois programmes identiques, ce qui permettra aux trois scies de fonctionner indépendamment les unes des autres.

Description de STEP7 Enfin nous avons testé le programme avec S7 PLCSIM,ce qui nous a permis de constater que la logique des opérations programmées ne comporte pas d’erreurs.

Supervision avec Win CC flexible Introduction : La supervision industrielle consiste à surveiller l’état de fonctionnement en temps réel d’un procédé pour l’amener à son point de fonctionnement optimal.

Supervision avec Win CC flexible Avantages de la supervision :  La surveillance du processus à distance. La détection des défauts. Le diagnostic et le traitement des alarmes. Le traitement des données

Supervision avec Win CC flexible Présentation du logiciel de supervision Win CC flexible : Win CC est un système HMI (Human Machine Interface) très performant, il constitue l’interface entre l’homme (opérateur) et la machine (installation/processus).

Supervision avec Win CC flexible Composants de Win CC : Le système de base se subdivise en : - Logiciel de configuration Win CC flexible Engineering System qui permet de créer un projet - Logiciel Runtime permet de mettre le projet en œuvre dans le cadre du processus

Supervision avec Win CC flexible La fenêtre Win CC flexible Advanced Barre d’outils Boite à outils Zone de travail Fenêtre du projet Fenêtre des propriétés Fenêtre des erreurs et avertissements

Supervision avec Win CC flexible Configuration : De manière générale, Win CC permet de réaliser les configurations système suivantes : -Système monoposte : lorsque un pupitre opérateur est relié directement à un automate via le bus système -système multiposte avec un serveur et plusieurs clients -Système IHM avec fonctions centrales

Supervision avec Win CC flexible Éléments de Win CC flexible : Les liaisons Les variables Les bibliothèques Les vues Les systèmes de signalisation L’archivages et visualisation des variables L’utilisation de journaux

Conclusion Enfin, on pourrait dire que remplacer les dispositifs classiques de contrôle par les Automates Programmables Industriels en ayant au même temps la possibilité de superviser le fonctionnement du processus se révèle comme étant la solution qui subviendrait aux besoins du monde industriel futur voir même actuel qui ne cesse de trop exigé pour ce qui est de la qualité et quantité des produits. A tous les objectifs que nous avions assigné dans l’introduction, nous espérons que nous y sommes arrivés et nous laissons le soin aux lecteurs d’apporter leurs critiques et qui seront les bienvenues pour améliorer ce modeste travail.

Merci pour votre attention