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OCPSAFIOCPSAFIOCPSAFIO CPSAFIOCPSAFIOCPSAFIID SOCPSAFIIDSOCPSAFIIDSO CPSAFIOCPSAFIOCPSAFIOC PSAFIOCPSAFIOCPSAFIOCP SAFIIDSOCPSAFIIDSOCPSA FIIDSOCPSAFIOCPSAFIOCP SAFIOCPSAFIOCPSAFIOCPS AFIOCPSAFIIDSOCPSAFIIDS OCPSAFIIDSOCPSAFIOCPSA FIOCPSAFIOCPSAFIOCPSAF IOCPSAFIOCPSAFIIDSOCPS AFIIDSOCPSAFIIDSOCPSAFI Université Sidi Mohammed Ben Abdellah Faculté Des Sciences et Techniques Fès Group Office Chérifien de Phosphate MEMOIRE DE PROJET FIN D’ETUDE Pour l’obtention du diplôme d’ingénieur d’état Systèmes Electroniques et Télécommunications Réalisé par : Encadré par : Abdelmajid BOUGRA M. Elhoucine BOUCHOUA ANNEE UNIVERSITAIRE : 2013/2014 Automatisation et supervision de la chaudière 2013/2014 2 Avant propos Tout le travail qui est représenté dans ce rapport est implémenté sur deux applications. La première application est sous AUTOMGEN V8, et la deuxième est sur STEP7 et WINCC flexible de la famille SIEMENS Automatisation et supervision de la chaudière 2013/2014 3 A mes parents Aucun hommage ne pourrait être à la hauteur de l’amour Et de l’affection dont ils ne cessent de me combler. Qu’ils trouvent dans ce travail un Témoignage de mon profond amour et éternelle reconnaissance. Que dieu leur procure bonne santé et longue vie. A mes chers frères et Sœur En leurs souhaitant la réussite dans Leurs études et dans leurs vies La mémoire de mes grands parents Puisse Dieu l’accueillir dans son infinie Miséricorde A toute la grande famille A tous mes amis A tous ceux que j’aime et qui m’aiment A tous ceux-ci je dédie ce modeste travail Automatisation et supervision de la chaudière 2013/2014 4 Avant tout, nous tenons à nous acquitter d’un agréable devoir de reconnaissance en remerciant tous ceux qui nous ont aidés à mener ce travail à terme. Nous exprimerons d’abord nos sentiments de vive gratitude à M. ZOUAK doyen de FST de FES et M. LAHBABI chef de filière d’ingénieure « Systèmes Electroniques et Télécommunications », qui m'ont permit de passer mon stage dans les meilleures conditions. Je tiens à exprimer mes profondes reconnaissances à M.BOUCHOUA « chef du service électrique et maintenance IDS/M/M/E/E télécommande» et mon encadrant de stage pour ses judicieux conseils durant mon stage. Ces conseils qui n’ont pas cessé de me prodiguer durant toute cette période. Je lui dois aussi une immense gratitude pour ses encouragements, sa patience, sa sympathie et de me faire profiter de son expérience et de ses connaissances ainsi pour tous les moyens qu’il a mis à ma disposition. Je tiens à exprimer également mon sincère remerciement a Equipe de service Electrique surtout envers M ETTANJI « chef du service électrique et maintenance IDS/M/M/E/E», M A .AZNAGUI « responsable électrique d’atelier de centrale MP1 » pour leurs soutiens et pour l’intérêt avec lequel ils ont suivi la progression de mon stage dans les meilleures conditions. Mes sincères remerciements aux personnel de service production M. ENNAJI « chef de service de production», M. OUHCINE & M.KOLLACH « responsable atelier de centrale MP1 », M. BELGARMOUCHI « contremaitre de centrale MP1 ». Ainsi l’équipe de service instrumentation M.AIT ZAOUIT pour leur disponibilité et soutien qui répond largement aux critères de clarté et de globalité. Et sans oublier, un grand remerciement a les équipes de production et électrique M BSAILA, YASSIR OUAGRANE, AZROUR, CHEIKH, MIH, ZAHROUNI, MADOUCH, SOUALI. qui m’ont fourni tous les renseignements nécessaires à l’accomplissement de ce travail Enfin, j’espère que ce travail si modeste ne décevra pas la confiance de toutes personnes ayant contribué de près ou de loin à sa préparation, qu’elle trouve ici l’expression de ma profonde gratitude et qu’il puisse témoigner du profond attachement et du grand respect que je leur apporte. Automatisation et supervision de la chaudière 2013/2014 5 Le service électrique de la division MP1 de L’Office chérifien des phosphates de SAFI s’est lancé dans des projets visant à renforcer la sécurité et la sureté de ses ateliers. Parmi ces projets on trouve le projet de « renouvèlement de l’installation électrique de la chaudière Principale ». Son rôle est la gestion de contrôle – commande de la chaudière, les interventions de maintenance et la sécurité des installations électrique et énergétique ainsi les agents de production et les chaudiéristes. C’est dans ce cadre que se situe notre travail qui consiste d’abord à présenter la vision du projet en étudiant le système de production de l’énergie électrique et thermique avec les équipements qui entre dans la réalisation de ce système, en plus l’architecture de l’automatisation, supervision et régulation sous logiciels Step7 et WINCC de la famille SIEMENS. Ensuite, ce rapport sera consacré à la réalisation de «Amélioration de l’architecture contrôle et commande de la chaudière principale de centrale thermique » de la division MP1 de l’OCP de SAFI qui alimentent le circuit de Vapeur HP. En effet, après avoir définis l’analyse fonctionnelle du projet , ainsi l’architecture hardware et software qui entre réalisation de ca projet, l’automatisation, supervision et régulation en plus les ordre d’asservissement sous forme d’un programme automatisé (par GRAFCET et LADDER) seront développés puis appliqués sur l’interface WINCC et STEP7. Automatisation et supervision de la chaudière 2013/2014 6 Liste des figures. ................................................................................................................................... 7 Introduction générale. ........................................................................................................................ 9 Chapitre I: Contexte général du stage………………………………………......…………………………10 1. Présentation générale du group OCP .................................................................................. 11 2. Direction Industrie SAFI .......................................................................................................... 14 3. Division Maroc phosphore1 MP1 ......................................................................................... 15 4. Atelier de production MP1 ..................................................................................................... 17 5. Procédé de fabrication de la vapeur et de l’énergie électrique ................................. 19 6. Chaudière Principale de MP1 ................................................................................................ 23 Chapitre II : Vision du Projet ........................................................................................................... 27 1. Contexte du projet ..................................................................................................................... 28 2. Analyse fonctionnelle .............................................................................................................. 33 3. Architecture Hardware & Software ..................................................................................... 36 4. Configuration de l’automate .................................................................................................. 41 5. Conclusion .................................................................................................................................... 46 Chapitre III : Architecture SCADA de la chaudière ................................................................... 47 1. Automatisation de la chaudière ........................................................................................... 48 2. Chaine de régulation ................................................................................................................. 71 3. Supervision .................................................................................................................................. 78 4. Conclusion ..................................................................................................................................... 82 Conclusion générale ........................................................................................................................... 83 Annexes ................................................................................................................................................... 84 Bibliographies ...................................................................................................................................... 59 Automatisation et supervision de la chaudière 2013/2014 7 Chapitre I: Contexte général du stage Figure 1 : Organigramme de la division MPI …………………………………………………………………………….. Figure 2 : Organigramme du service électrique de MP1….…………………………………………………………. Figure 3 : Ateliers de MPI …………………….…………………………………………………………………………………. Figure 4 : Schéma de la chaudière principale La centrale thermique de MP1……………………………… Figure 5 : Schéma d’un groupe turboalternateur …………………………………………………………………….. Figure 6 : le groupe turboalternateur de la centrale…………………………………………………………………. Figure 7 : Image de Ballon ……………………………………………………………………………………………………… Figure 8 : Image de vanne d’injection …………….………………………………………………………………………. Figure 9 : Image des Ventilateurs 22ZK01/22ZK02…………………….……………………………………………. Figure 10 : Image de Bruleur1 & 2…….……………………………………………………………………………………. Figure 11 : Bac de stockage mazout (gaz oïl) et Bac stockage Fuel ……….………………………………… Figure 12 : Image de cheminé ………………………………………………………………………………………………. Chapitre II : Vision du Projet Figure 1 : Relais de l’armoire de commande de la chaudière ……………………………………………..………. Figure 2 : Tableau des avantages & inconvénients d’automatisation du système ……………….……... Figure 3 : Tâches à réaliser pour la gestion du projet ………………..……………………………………..……... Figure 4 : Diagramme de PERT ……………………………………………………………………………………………….. Figure 5 : Diagramme de GANTT ……………………………….……………………………………………………………. Figure 6 : Diagramme bête à cornes ………………………………………..……………………………………………… Figure 7 : Diagramme Pieuvre du fonctionnement normal du nouveau système ……………………… Figure 8 : Tableau des Caractérisations des fonctions du système ……………………….………………….. Figure 9 : Schémas bloc des composants des solutions envisagées …………………………………………… Figure 10 : Tableau de poids des critères …………………………………………..…………………………………… Figure 11 : Composants de l’API ……………………………………………….…………………………………………… Figure 12 : CPU de l’Automate programmable SIEMENS série 7-300…………………………………………. Figure 13 : Les carte CPU, Alimentation, et entrée/sortie de l’Automate programmable SIEMENS série 7-300…………………………………………………………………………………………….. Figure 14 : Tableau des entrées / sorties Logique et analogiques ……………………………………………… Figure 15 : Tableau de matériel sur HW CONFIG de Step7 de Siemens………………………………………. Figure 16 : Configuration des stations sur NetPro de Step7 de Siemens ……….………………………….. Figure 17 : Configuration de Langage sur Step7 de Siemens………..…………………………………………… Figure 18 : Interaction entre les logiciels STEP7 et WINCC …………………………………………………….. Figure 19 : Pages de configuration sur Step7 de Siemens ……………………………………………………… Figure 20 : Fenêtre de liaison sur WinCC de Siemens …………………………………………………………….. Chapitre III : Architecture SCADA de la chaudière Figure 1 : Boucle opérationnelles du GEMMA …………………..……………………………………………………... Figure 2 : Boucle opérationnelles du fonctionnement de la chaudière ……..…………………………….. Figure 3 : GRAFCET de l’étape A1………………………………………….………………………………………………… Figure 4 : GRAFCET de l’étape F2………………………………………….………………………………………………….. Figure 5 : GRAFCET de Macro étape M1…………………………………………………………………………………….. Figure 6 : GRAFCET de Macro étape M2………………………..…………………………………………………………. Figure 7 : GRAFCET de Macro étape M3………………………………………………………………………….……….. Figure 8 : GRAFCET de Macro étape M4……………………………………………………………………..…………… Figure 9 : GRAFCET de l’étape F1……………………………………………………………………………………………. 15 16 17 20 21 21 23 24 24 25 25 26 29 30 32 32 33 34 35 35 36 37 37 38 39 39 40 41 42 43 44 46 49 50 51 53 54 54 55 55 57 Automatisation et supervision de la chaudière 2013/2014 8 Figure 10 : GRAFCET de M5…………………………………………………………………………………………… ….… Figure 11 : GRAFCET de M6…………………………………………………………………………………………………… Figure 12 : GRAFCET de M7…………………………………………………………………………………………………… Figure 13 : GRAFCET de M8…………………………………………………………………………………………………… Figure 14 : GRAFCET de M9…………………………………………………………………………………………………… Figure 15 : GRAFCET de M10 & M11……………………………………………………………………………………… Figure 16 : GRAFCET de M12………….……………………………………………………………………………………… Figure 17 : GRAFCET de L’étape A2.……………………………………………………………………………………… Figure 18 : GRAFCET de l’étape F1….……………………………………………………………………………………… Figure 19 : GRAFCET de l’étape D3….……………………………………………………………………………………… Figure 20 : GRAFCET de l’étape D1, A5 et A6…………………………………………………………………………… Figure 21 : GRAFCET de Macro étape M13……………………………………………………………………………… Figure 22 : GRAFCET de uploads/Management/ rapport-ocp 1 .pdf