agouzoul rapport

Ingnierie des systmes automatiss et contrle qualit

AGOUZOUL Abdellatif Page 1

Rapport de stage effectu lOCP

RRaalliiss ppaarr :: AGOUZOUL Abdellatif

RReessppoonnssaabbllee ddee ssttaaggee : M.SAIDI

PPaarrrraaiinn ddee ssttaaggee :: M.BOUALMIYA

EEnnccaaddrraanntt :: M.OHAMMO

Sujet de stage :

Effectuer une tude sur le systme numrique de contrle

commande (SNCC) DeltaV.

Faire une analyse fonctionnelle de lautomatisation du systme de transfert du phosphate command par lAPI Allen Bradly Micrologix 1500.

Proposer une mode de liaison pour permettre la communication

entre Allen Bradly et le SNCC DeltaV afin de superviser distance du

systme de transfert.

SSeerrvviiccee: IDJ/PA/MR

PPrriiooddee ddee ssttaaggee : 01/07/201131/08/2011



Sommaire

Remerciement : .3

I- Prsentation gnrale du groupe OCP :...4

I-1 Lhistorique de dveloppement du groupe OCP : . ...5

I-2 : La dynamique de partenariat : ................................................................................................. 6

I-3 : Presentation de Jorf Lasfer : ...................................................................................................... 7

I-4 : Presentation de complexe industriel Maroc phosphore :........................................................ 7

II- Les diffrentes tapes de production de lacide phosphorique :... 10

II-1: unit de broyage :.10

II-2: Unit attaque filtration :..11

II-3: Unit concentration :.14

Travaux effectuer : ........................................................................................................................ 15

III- Sujet de stage : .17

III-1 : Partie 1 : .................................................................................................................................. 18

III-2 : Partie 2 : ................................................................................................................................ 30

III-3 : Partie 3 : ................................................................................................................................ 37

Liste des figures :...44

Conclusion gnrale : ....45



Avant dentamer au vif de notre rapport, nous adressons dabord notre sincres

remerciements :

Notre encadrant Mr BOUALAMIYA, Mr. OUHAMOU et Mr. ELHABTTI pour

lencadrement de ce projet, leurs conseils, les corrections apportes et sa grande

disponibilit.et leur accueil chaleureux, et pour laide quils mont apporte tout au long de

ce travail.

Avec un grand respect, jadresse mes sincres remerciements Monsieur SAIIDI qui

ma donn lhonneur deffectuer ce stage.

Nous tenons galement remercier aussi la direction de lIGA et nos professeurs pour

lexcellente formation quelle nous donne ainsi que pour les moyens techniques quelle met

notre disposition.

Nous tenons remercier galement tous personnes qui ont contribu la

laccomplissement de ce modeste travail.



I-1 Lhistorique de dveloppement du groupe OCP :

Lvolution du groupe OCP pendant les 84 annes passes depuis sa cration est

ralise selon les tapes suivantes :

1920 : Cration du groupe OCP.

1921 : Extraction du phosphate Boujniba dans la zone de Khouribga le 1er mars et

lexportation du phosphate le 23 Juillet de la mme anne.

1930 : Ouverture du centre de Youssoufia.

1931 : Lextraction du phosphate en souterrain Youssoufia.

1936 : Premier train de phosphate de Youssoufia vers le port de Safi.

1954 : Dmarrage des premires installations de schage Youssoufia.

1955 : Cration de lEcole de matrise de Boujniba.

1958 : Cration dun centre de formation professionnelle Khouribga.

1959: Cration de la Socit marocaine d'Etudes Spcialises et Industrielles.

1960 : Dveloppement de la mcanisation du souterrain Youssoufia.

1961 : Mise en service de la premire laverie Khouribga.

1965 : Dmarrage de la socit Maroc Chimie Safi, pour la fabrication des drivs

phosphats (Acide phosphorique et Engrais).

1974 : Cration de lInstitut de Promotion Socio-Educative en Aot.

1981 : Dmarrage de Maroc Phosphore II.

1986 : Dmarrage du Site de Jorf Lasfar avec Maroc Phosphore III-IV.

1988 : Chargement du premier navire de DAP de Jorf Lasfar en Janvier.

1997 : Partenariats industriels avec Grande Paroisse.

1998 : Usine EMAPHOS pour lacide purifi.

1999 : Usine IMACID pour lacide phosphorique.

2000 : Dmarrage de lunit de flottation de phosphate Khouribga.



2002 : Prise de participation, dans le cadre dune joint-venture Groupe OCP Groupe BIRLA,

dans la Socit PPL (Inde).

I-2 : La dynamique de partenariat : Dans le cadre de sa stratgie de dveloppement linternational , le groupe OCP a

nou des partenariats durables avec ses clients, cette coopration touche aussi bien les accords

de livraison moyen et long terme que la construction des units de production . Dans cette

optique, des units bases au Maroc et ltranger sont en exploitation en joint- venture avec

des partenaires. Dautre axe de collaboration sont actuellement ltude ou en cour de

ralisation, notamment avec lIran, le Pakistan et le Brsil.

PRAYON (50% OCP, 50%SRWI-BELGIQUE) : La socit PRAYON qui dispose de 2 sites de

production en Belgique (ENGIS ET PUURS).les activits de PRAYON couvrent notamment

la fabrication et la vente dengrais, dacide phosphorique et autres produits chimiques, de

pigment minraux, ainsi que la mise au point et la vente des produits techniques (acide

phosphorique, fluor, uranium, ).

EMAPHOS(EURO-MAROC PHOSPHORE :1/3 OCP,1/3 PRAYON,1/3 CFB) : Ce projet a t

men en collaboration avec des partenaires belges (PRAYON) et allemands (CHEMISCHE

FABRIK BUDENHEIM).Il a dbouch sur la mise en service, en1998 JORF LASFAR,

dun complexe moderne capable de produire 120.000 tonnes P2O5dacide phosphorique

purifi par an, cet acide haute valeur ajoute est utilis tel quel ou via des sels drives dans

lindustrie alimentaire :limonades , levures , fromages ,conservation des viandes et poissons

traitement de leau potable Il est galement utilis dans dautres industries : dtergents,

alimentation animal, engrais traitement des mtaux, textiles, ciments

IMACID (1/3 OCP, 1/3 CHAMBAL FERTILISER-INDE, 1/3 TATA CHEMICALS LTD-INDE) :

Pour diversifier ses alliances stratgiques et scuriser une partie de ses exportations, le

Groupe OCP sest rapproche de la socit indienne CHAMBAL appartenant au groupe priv

BIRLA. En 1999, ce partenariat a permis le dmarrage, au sein du complexe industriel de

JORF LASFAR, DIMACID, une usine dacide phosphorique dont la capacit de production

annuelle a t porte 370.000 tonnes P2O5. Un tel volume ncessite 1,2 million de tonnes de

phosphate de Khouribga et 330.000 tonnes de soufre. En Mars 2005, un troisime actionnaire

fut introduit dans le capital DIMACID, TATA CHEMICALS LTD, filiale du Groupe Indien

Tata. La totalit de la production DIMACID en acide phosphorique est ddie ces deux

actionnaires indiens.

ZUARI MAROC PHOSPHATE (50% OCP,50% CHAMBAL FERTILISER-INDE) :Fruit dun partenariat entre le Groupe OCP et CHAMBAL FERTILISER LTD(GROUPE INDIEN

BIRLA), cette socit dinvestissement dtient 74% du capital social de la socit PARADEEP PHOSPHATE LTD (PPL).Les 26% restants sont dtenus par lEtat indien .



Lunit est spcialise dans la fabrication dengrais phosphates avec une capacit de1 million de tonnes par an. Pakistan Maroc Phosphore S.A. (50% OCP ,25% FFBL, 12,5% FAUJI POUNDATION, 12,5% FFCL) :

Capital social : 800 millions de dirhams

Dmarrage prvu fin 2006

Capacit de production : 375.000 tonnes dacide phosphorique

Localisation gographique : JORF LASFAR (Maroc). Ingnierie des systmes automatiss et

contrle qualit

I-3 : Prsentation de Jorf Lasfer Situ sur le littoral atlantique, 20 km au sud-ouest dEl Jadida, le complexe industriel de

JORF LASFAR a dmarr sa production en 1986. Cette nouvelle unit a permis au Groupe

OCP de doubler sa capacit de valorisation des phosphates. Le site a t choisi pour ses

multiples avantages : proximit des zones minires, existence dun port profond, disponibilit

de grandes rserves deau et prsence des terrains pour les extensions futures.

Cet ensemble, qui stend sur 1700 hectares, permet de produire chaque anne 2 millions de

tonnes de P2O5 sous forme dacide phosphorique, ncessitant la transformation de 7,7

millions de tonnes de phosphate extraits des gisements de Khouribga, 2 millions de tonnes de

soufre et 0,5 million de tonnes dammoniac. Les besoins en nergie du complexe sont

satisfaits par une centrale de 111 MW utilisant la chaleur de rcupration.

Une partie de la production est transforme localement en engrais DAP (1), MAP (2),

ventuellement NPK (3) et TSP (4), ainsi quen acide phosphorique purifi. Lautre partie est

exporte sous forme dacide phosphorique marchand via les installations portuaires locales.

Le complexe de JORF LASFAR compte trois entits, dont lunit Maroc Phosphore III-IV

cre en 1986. Avec la construction de lusine EMAPHOS en 1997, en partenariat avec

PRAYON (Belgique) et CFB (Allemagne), le Groupe OCP a inaugur une nouvelle re dans

la diversification de ses produits finis par la production dun acide haute valeur ajoute :

lacide phosphorique purifi. Deux ans plus tard, la mise en service DIMACID, en partenariat

avec le Groupe indien BIRLA, lui a permis daccrotre sa capacit de production dacide

phosphorique de 25% sur le site de JORF LASFAR.

I-4 : Prsentation de complexe industriel Maroc phosphore:

Le complexe industriel Maroc phosphore III-IV du groupe OCP est implante a Jorf Lasfar

pour les raisons suivantes :



Proximit des zones minires permettent son alimentation en phosphate

(Khouribga).

Existence d un port tirant d eau important

Disponibilit de terrains pour les extensions futures.

Il a dmarre en 1986, il permet de produire annuellement :

1.7millions de tonnes de P2O5 d acide phosphorique.

1.6 millions de tonnes de phosphate.

Figure 1 : Schma de lAtelier phosphorique :

I-5 : Prsentation de service IDJ/PA/MR :

Rle du service de rgulation IDJ/PA/MR.

Le rle du service de rgulation est la maintenance et lentretien des appareils

de mesure et de rgulation, le dpannage et le changement des appareils en cas

dune panne.

Scurit :

Le travail dans latelier ne reprsente pas de danger majeur puisque on travaille

avec une tension qui ne dpasse pas 220V et un courant qui varie entre 4 et 20mA.

Mais par contre dans le chantier, on est expose a diffrents dangers : hautes

tensions (jusqua 10 kV), gaz, acide, chute probable des pices du chantier



II- Les diffrents tapes de production de lacide phosphorique

II-1: unit de broyage :

But

Le broyage est une opration de fragmentation du phosphate brute dans le but de

rduire la granulomtrie du phosphate < 400 m pour augmenter la surface dattaque du

minerai par lacide sulfurique pour atteindre un bon rendement dattaque chimique.

Description du procd de broyage :

Le broyage a pour but daugmenter la surface dattaque des phosphates. En effet la

raction chimique est dautant plus facile que la surface solide offerte aux ractifs est plus

grande.

Lopration consiste un broyage des phosphates en utilisant un broyeur boulets

jusqu' une granulomtrie bien dtermine.

Les fines formes sont aspires vers un filtre manche, o une grande quantit de ces

fines est arrte, alors quune fraction est vacue latmosphre via des chemines.

Processus de broyage :

Convoyeur

Cuve de

stockag

e

Convoyeur contrl par un dosimtre

Broyeur

Alimentation

de phosphate

brut Sortie de phosphate

sous forme de

poudre avec une

quantit bien dfinie

Figure 2 : Schma de processus de broyage



On distingue deux systmes de broyage :

Le broyage en circuit continue ouvert (Revamping) ; dans ce type de broyage, le

produit passe une seule fois dans le broyeur, ce qui exige une quantit excessive dnergie (le

phosphate brut subit un criblage, le passant est livr vers la cuve dattaque, le refus est envoy

au broyage pour tre achemin directement vers la section dattaque, cadence 140 - 150 t/h).

Le broyage en circuit continue ferm (Rhne-Poulenc) ; cest le systme de broyage

avec sparation, le produit surdimensionn est retourn pour tre broy nouveau (le

phosphate brut subit un criblage, le passant est livr vers la cuve dattaque, le refus est envoy

au broyage pour tre achemin ensuite vers les quatre cribles), ce procd a une cadence de 90

t/h.

II-2: Unit attaque filtration :

But :

Cette unit a pour rle la production dacide phosphorique 29% en P2O5.

Deux procds sont utiliss :

Cuve

dattaque

Cuve de

passage

Filtre

Pompe

Sparateur

Acide moyen

Acide

faible

Phosphate

sortie de

lunit 02

Larrive de lacide

sulfurique

Acide

fort 29%

Figure 3 : Schma de processus



Rhne-Poulenc,

Revamping.

Ces procds sont diviss en deux tapes, la premire consiste lattaque du

phosphate par lacide sulfurique. La deuxime la filtration solide-liquide (Gypse-Acide

Phosphorique).

Les trois units Rhne-Poulenc ont une capacit unitaire de 500 t P2O5/J et les cinq

units Revamping ont chacune une capacit de 700 t P2O5/J.

Chaque unit comprend deux sections principales :

Section dattaque du phosphate par lacide sulfurique ;

Section de filtration solide-liquide (Gypse-Acide Phosphorique).

Section dattaque :

Procd Jorf (Revamping) :

Le nouveau procd de production de lacide phosphorique mis au point est fond sur

laugmentation de la capacit nominal de production dacide 29% de 500 700 t P2O5

/j/ligne, soit une augmentation de capacit de 40% grce aux amliorations au niveau du

broyage et de la section dattaque.

Elle est constitue dune cuve agite o seffectue lattaque des phosphates broys par

lacide sulfurique 98.5% en prsence dacide phosphorique recycl.

La cuve dattaque est quipe dun agitateur central qui assure lhomognisation,

quatre (4) disperseurs dacide sulfurique, six (6) agitateurs refroidisseurs de la bouillie et dix

(10) carneaux daration.

Le refroidissement seffectue par balayage dair qui vacue les effluents gazeux de la

cuve vers le venturi et la tour de lavage, avant dtre vacu par la chemine, pour subir un

lavage par leau brute. Leau rcupre est utilise pour le lavage dans toiles des filtres.

Une cuve de passage destine laugmentation du temps de sjour de la raction.

Un digesteur son rle est daugmenter la capacit de production ainsi que le temps de

sjour de la raction.

Flash Cooler : Aliment en acide sulfurique 98.5% et en acide phosphorique recycl

(moyen) 18% en P2O5 ainsi que la bouillie dun dbit denviron 1600 m3/h ; son rle est

daugmenter la capacit de refroidissement par le sous vide.



Par un trop plein, le flash cooler dborde dans un digesteur quip dun agitateur, les

gaz sont achemins vers un dvisiculeur o se produit une sparation gaz / liquide.

Le liquide est recycl vers le digesteur puis, envoy vers la cuve dattaque par une

gouttire de dbordement. Les gaz spars sont lavs par leau de mer puis vacus vers

lgout, par contre les gaz rcuprs au niveau du digesteur et de la bouillie contenue dans la

cuve dattaque sont lavs par leau brute et subissent le mme cheminement pour le procd

Rhne poulenc.

La cuve dattaque dborde par une gouttire vers la cuve de passage puis envoy vers

le filtre UCEGO par la pompe bouillie P01.

Lattaque de phosphate par lacide sulfurique est une raction exothermique, un

refroidissement simpose pour viter toute semi hydrate au del de 80C.

Procd Rhne Poulenc :

Le phosphate broy transport par un Redler, lacide sulfurique et lacide

phosphorique recycl, sont introduits dans la cuve dattaque. Cette dernire est munie dun

agitateur central hlice, et 10 agitateurs priphriques qui assurent le refroidissement de la cuve dattaque, en projetant la bouillie la surface, puis balaye par un courant introduit par

10 canots. Les gaz chauds est aspirs par un ventilateur au niveau de la cuve dattaque

subissent un lavage dans le venturi et une tour par leau propre.

Leau de procd (leau de lavage) est utilise pour alimenter le circuit deau pour le

lavage du filtre lunit filtration, il est rchauff par une vapeur base pression, afin de

compenser les pertes de chaleur en production son utilisation principale est le lavage des

filtres pendant les arrts des lignes.

Les principales ractions dattaque:

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 3Ca(H2PO4)2

Ca(H2PO4)2 + H2SO4 + H2O (CaSO4 , 2H2O) + 2H3PO4

La somme de ces deux ractions est :

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 3(CaSO4,2H2O) + 2H3PO4

Section de filtration :



Dfinition et but :

La filtration est une opration de sparation entre deux phases liquide et solide qui

permet dliminer le solide contenu dans la bouillie grce un filtre UCEGO soumis vide.

Le but de cette filtration sous vide est de rcupr lacide phosphorique 29% en le

sparant du gypse, lacide phosphorique 29% est achemin vers lunit 13 de stockage dacide

29% et le gypse est vacu vers la mer.

II-3: Unit concentration :

Dfinition :

Eau de mer

Vapeur MP

Vapeur BP

Acide 29%

Vers bche alimentaire

E03 E04 E05

Gaz dchappement

E02

D01

E01

R07VERS UNITE

STOCKAGE 54% NC

VERS UNITE

ATTAQUE

FILTRATION

Vers Atmosphre

30

ATELIER PHOSPHORIQUE ECHELON DE CONCENTRATION ACIDE 54% P2O5

E0

6

C01 C02 C03

S01

P01 P02P05

P04

R02

P03

Ac

ide

29

%

Ac

ide

54

%

Co

nd

en

s

t II

P01

P02

P03

P04

P05

E01

Pompe de circulation

Pompe de reprise

Pompe denvoi eau de mer

Pompe puisard

Pompe acclratrice

changeur

E02 Laveur condenseur

S01 Filtre panier

R07 Ballon condenst

R02 Garde hydraulique

C01

E03

jecteur

Petit laveur

D01 Bouilleur

Paramtre de

marche:

Vide : 60 torr

TE 102 SE: 86

Densit AC 29%

1290

Figure 4 : Schma de processus



La concentration cest laugmentation de la teneur en acide 29% 54% et aussi, cest

une opration de principe suivant : lacide fort passe dun bouilleur o il est vapor, cette

vapeur est aspir vers le circuit vapeur.

Description de procd :

Lunit 04 est divis en 4 lignes identique, chaque ligne est compos deux chelons.

Lacide venant de lunit 13J est vers dans un bac (bouilleur) D01, puis par

lintermdiaire dune pompe P01 lacide sera envoy vers lchangeur E01 en traversant un

filtre S01, qui a pour but dliminer les particules solides qui provoque lendommagement du

circuit de lchangeur.

Lacide arrive dans lchangeur, circule dans des conduites qui seront en contact avec

une vapeur de haute temprature venant du transformateur de vapeur 20J.

Lchauffement des conduites entrane lvaporation de leau conduit dans lacide,

donc lacide rcupr dans le brouilleur sera de concentration 54% qui va tre envoy vers

lunit 14J par une pompe P02.

La vapeur mlange avec le gaz va traverser un bac appel (grand laveur) E02 puis

vers petits laveurs quips des jecteurs pour quil soit lav par R04 pour quil soit envoy

par une pompe P03 vers lunit 03J afin dtre utilis pour lvacuation du gypse vers la mer.

Ainsi leau rcupre de lchangeur va traverser un condensateur R07, puis il sera envoy

vers le transformateur de vapeur par une pompe P05.

Travaux effectus :

Durant la priode de stage on a eu loccasion de participer aux plusieurs travaux

effectus par les rgleurs de latelier rgulation, et qui nous ont aid a approfondie beaucoup

de connaissance dans le domaine de la technique, et qui ont particip par leur savoir dans la

ralisation de ce travail.



SSuujjeett ddee ssttaaggee ::

Effectuer une tude sur le systme numrique de contrle

commande (SNCC) DeltaV.

Faire une analyse fonctionnelle de lautomatisation

du systme de transfert du phosphate command par lAPI

Allen Bradly Micrologix 1500.

Proposer une mode de liaison pour permettre la

communication entre Allen Bradly et le SNCC DeltaV afin de

superviser distance du systme de transfert.



III- SSuujjeett ddee ssttaaggee ::

III-1 : partie 1 : Effectuer une tude sur le systme numrique de contrle commande (SNCC) DeltaV.

Seulement pour faciliter ltude de ce systme on a prfr de le diviser on deux

parties partie terrain (chantier) et partie salle de contrle , et la suite on va dtailler

chaque partie et dfinir tout les instruments et les composants du systme.

Figure 5 : Schma globale de systme



III-1-1 : Partie terrain (chantier)

III-1-1-1 : Les diffrents capteurs de latelier phosphorique

Mesure de la pression :

Manomtre diffrentielle membrane. La pression peut tre mesure l'aide de capteurs de pression diffrentielle. Le principe de

fonctionnement de ce capteur est bas sur la diffrence de pression applique de part et d'autre

d'une membrane. Ce gradient de pression induit une dformation de la membrane qui est

proportionnelle une tension donne par le capteur. Gnralement, cette tension est comprise

entre 0 et 10 volts. Les membranes sont interchangeables, et chacune est destine une

gamme de pression bien prcise.

La diffrence de pression mesure est alors exprime en fonction de la tension dlivre par

O est la masse volumique du liquide, g l'acclration de la pesanteur, k une

constante dtermine par talonnage et U la tension en volts.

Capteur de temprature

Capteur de dbit

Capteur de pression

Capteur de niveau

Vanne rgulatrice

Moteur

Moteur

Transmetteur

Commande de moteur

Variateur de vitesse

Transmetteur

Transmetteur

Transmetteur

Servomoteur

Boite de

jonction



Exemples de capteurs de pression

Mesure de niveau :

C'est la mesure de la hauteur d'une enceinte comme (bac, bassin, rservoir)

Mesure de niveau par flotteur Un flotteur est un corps, de densit apparente infrieure celle du liquide, et dont le poids apparent est nul lorsqu'il s'immerge partiellement dans le liquide. Le poids Pr du flotteur

s'exerce au centre de gravit; la pousse du liquide s'exerce au centre de pousse. La stabilit

du flotteur est assure malgr les oscillation de surface, lorsque le Centre de gravit est en

dessous du centre de la pousse; le choix de la forme du flotteur dpend de la tension

superficielle du liquide: sphrique ou cylindrique avec des calottes sphriques; dans le cas ou

le liquide peut tre sujet des variations de masse volumique, on attnue leurs effets par

l'immersion minimale du flotteur, obtenue par un volume de large section et une faible

hauteur pour une masse relle donn

Mesure de niveau par flotteur

Mesure de niveau par radar Ce systme est bas sur la rflexion d'ondes lectromagntique , pour dterminer le niveau

d'un matriau (liquide ou solide), dans un bassin, condition que la surface soit



rflchissante. Un train d'ondes priodiques est envoy par un metteur, elles sont rflchies

par la substance, et l'cho est dtect par un rcepteur. La vitesse de propagation tant connue,

on mesure le temps coul entre l'mission et la rception pour dterminer la distance sparant

la substance rflchissante et l'ensemble metteur-rcepteur.

Cette mthode fournit une prcision de l'ordre de 1% ou mieux. Toutefois, les caractristiques

environnantes (temprature, humidit, poussire) influencent le rsultat de la mesure.

Mesure de niveau par radar

Mesure de temprature :

Les thermomtres rsistances RTD Sous l'action de la chaleur, la rsistance de mtaux tels le cuivre, le platine et le nickel varie

de sorte que l'on peut avoir une indication de la valeur de la temprature en mesurant cette

rsistance. Quoique travaillant sur le mme principe, les manufacturiers ont dvelopp des

thermomtres rsistances de bien meilleure prcision que les thermistances: il s'agit des

RTD, rsistance temprature detector . Ce capteur comporte des fils de platine, de cuivre

ou de nickel, enferms dans un botier tanche en matriau non corrosif (figure ci-dessous).

De tous les mtaux utiliss, on retrouve surtout des thermomtres fil de platine. Ces

thermomtres sont habituellement plongs dans les liquides dont on veut connatre la

temprature.

Le RTD platine 100 normalis est devenu une norme en instrumentation. Celui-ci offre une

rsistance de 100 pour une temprature de 0,0C et il peut mesurer des tempratures allant

de (-180C jusqu' +650C).



T

RTD

Symbole du RTD

RTD 3fils

Fil blanc

Fil blanc

Fil rouge

T

RT

D

RTD 4 fils

T

RT

D

RTD 2 fils

T

RT

D

RTD 3 fils

Thermomtre rsistance RTD

Le RTD est plac dans un pont de rsistance de prcision. Pour compenser la longueur des fils

de cuivre dont le coefficient de temprature est suprieur au platine et qui influencerait la

mesure, on utilise un RTD trois fils.

Pour viter l'imprcision de la fonction de transfert du pont rsistif et rendre l'influence des

longueurs de fil ngligeable, on utilise aussi le RTD quatre fils aliments par une source de

courant. (La Figure ci-dessous) illustre divers circuits de branchement du RTD.

(-) (+)

T

RTD

(-) (+)

T

RTD

T

RTD

(+)

(-)I

Branchement du RTD

a) RTD 2 fils ; b) RTD 3 fils ; c) RTD 4 fils

La valeur de la rsistance quivalente du RTD peut tre calcule approximativement l'aide

de la formule empirique suivante :

R R ttx xC 0 1 Calcul de la valeur rsistive une temprature donne

O Rtx = la valeur de la rsistance pour une temprature tx donne;

R0C = la valeur de rfrence du RTD 0C;



= la valeur du coefficient de temprature du matriau (/C).

Mesure de dbit :

Dbitmtre lectromagntique Le principe de fonctionnement de cet appareil est fond sur la loi d'induction de Faraday. Le

liquide qui traverse le dbitmtre constitue un lment conducteur qui gnre une tension

induite par le champ magntique cr par les bobines d'induction de cet appareil

lectromagntique. Cette tension: est linairement proportionnelle la vitesse

de passage du liquide

O :

: Le facteur de proportionnalit du capteur,

: Lintensit du champ magntique,

: Le diamtre du tube,

: La vitesse dbitante de l'coulement dans le tube.

La tension ainsi gnre est recueillie par les deux lectrodes du dbitmtre qui la

transmettent un convertisseur appropri. L'intensit du champ magntique et la distance

entre les lectrodes tant constantes, la tension induite est donc fonction de la vitesse du

liquide seulement et indpendante des variations de temprature (viscosit), de pression ou de

conductivit.

Si on considre un conducteur se dplaant dans un champ magntique uniforme , on

peut alors relier linairement la tension la vitesse dbitante .



Schma lectrique du capteur du dbitmtre lectromagntique

L'induction magntique, de l'ordre de 10-3 10-2 T, est produite par deux bobines places de

part et d'autre de la conduite de mesure. La conduite est en matriaux amagntique et est

revtue sur sa surface intrieure d'une couche isolante. Deux lectrodes de mesure sont

places aux extrmits du diamtre perpendiculaire au champ B. Les bobines sont alimentes

par une tension alternative (30 Hz par exemple), afin d'viter une polarisation des lectrodes.

III-1-1-2 : Transmetteur :

Dfinition :

Cest un dispositif qui converti le signal de sortie du capteur en un signal de

mesure standard. IL fait le lien entre le capteur et le systme de contrle commande.

Le couple capteur+transmetteur ralise la relation linaire entre la grandeur mesure et

son signal de sortie.

Paramtrage d'un transmetteur

Le transmetteur possde en gnral au moins paramtres de rglage,

le dcalage de zro et l tendue de mesure. Si le transmetteur possde un rglage

analogique, pour paramtrer le transmetteur il suffit (respecter lordre) :

De rgler le zro quand la grandeur mesure est au minimum de ltendue de mesure.

De rgler lchelle quand la grandeur mesure est au maximum de ltendue de

mesure.

Raccordement lectrique :

LES TYPES DE TRANSMETTEUR :

On peut sparer trois types de transmetteur :

Les transmetteurs 4 fils (dits actifs) qui disposent dune alimentation et qui fournissent

le courant I. Leur schma de cblage est identique celui des rgulateurs.



Entre Sortie

24V 4-20mA

Transmetteur 4 fils

Les transmetteurs 3 fils sont des transmetteurs 4fils, avec les entres moins relies.

Entre Sortie

24V 4-20mA

Transmetteur 3 fils

Les transmetteurs 2 fils (dits passifs) qui ne disposent pas d'une alimentation et qui

contrlent le courant I fournie par une alimentation externe.

4-20mA

Transmetteur 2 fils

LE TRANSMETTEUR INTELLIGENT :

Le transmetteur intelligent est un transmetteur muni dun module de

communication et d'un microcontrleur.

Le module de communication permet :

De rgler le transmetteur a distance.

De brancher plusieurs transmetteurs sur la mme ligne

Le microcontrleur permet :

De convertir la mesure en une autre grandeur, appele grandeur secondaire. Par

exemple, il peut convertir une masure de diffrence de pression en niveau.

De corrige linfluence des grandeurs dinfluence sur la mesure.

Transmetteur

Transmetteur

Transmetteur Alimentation +

+



Apres avoir calculer Qv on doit calculer le courant quivalent et ce calcul se fait selon

lquation suivante :

(y y0) / (x - x0) = (Ymax y0) / (Xmax x0)

Avec :

y0 = 4mA, x = Qv, Ymax = 20 mA, Xmax = 80 m3/h et x0 = 0

Dbit = Poids * Vitesse

III-1-1-3 : les vannes :

o Dfinition : La vanne est un organe de commande qui permet d'obtenir en gnral un rglage prcis d'un fluide en se basant sur le principe d'ouverture ou de fermeture.

Cette opration est assure par un systme mcanique.

Ce systme se diffre d'une vanne une autre suivant la marque et le type.

On peut envisager des vannes action directe (vanne ouverte par prsence dair)

et autres action inverse (vanne ouverte par manque de dair).

o Principe de fonctionnement : La vanne masoneillan type CAMFLEXII est compose de :

-positionneur -Servomoteur -Corps (le sige, larbre et lobturateur).

Ce type des vannes se base sur le principe d'un obturateur, sphrique, mouvement

rotatif excentre, dans un corps passage direct. La partie sphrique de lobturateur

est relie par un bras flexible au moyen emmanche sur larbre de commande. Un

lger jeu latral du moyen sur larbre permet lauto centrage de lobturateur.

L'etancheite rigoureuse entre sige et lobturateur rigoureuse entre sige et lobturateur

est obtenue par dformation lastique des bras de lobturateur. Le sige est fixe dans le

corps au moyen dune bague de serrage filete.

o Servomoteur : Le servomoteur de la vanne combine les qualits des servomoteurs a

diaphragme et a piston (construction simple, course importante).

IL est constitue d'un cylindre moule en alliage lger. A lintrieur une

membrane senroule, en accompagnant celui-ci dans sa course.

o L'lectrovanne :



Dfinition :

L' lectrovanne est un organe de scurit monte sur la vanne, elle est commande par des interlocks (condition) de marche de la production

qui sexcite ou se dsexcite en cas d'apparition do moins d'une de ces

conditions.

o Principe de fonctionnement : L'lectrovanne est constitue de :

- Une bobine.

- Loge noyau + noyau.

- Distributeur.

Au repos : L'lectrovanne est dsexcite donc il n y pas de dplacement du noyau, cela explique

la fermeture de la vanne car la sortie du distributeur est lie a lchappement.

En cas de marche : L'lectrovanne est excite ce qui entrane le dplacement du noyau par le champ magntique cre par la bobine, donc lair passera vers le servomoteur.



III-1-2 : partie salle de contrle

o Le systme DeltaV : Le systme de procde volutif DeltaV comporte les composants suivants :

Un ou plusieurs sous-systmes d'E/S traitant les donnes issues des appareils de

terrain.

Un ou plusieurs contrleurs locaux assurant la gestion des donnes et des

communications entre le sous-systme d'E/S et le rseau de contrle.

Des alimentations.

Une ou plusieurs stations de travail quipes d'une interface utilisateur graphique.

Un rseau de contrle assurant la communication entre les nuds du systme.

o Alimentation des appareils de terrain :

AI

DI

R

p

a

r

t

i

t

e

u

r

AO

DO

E/

S

AI E/

S

DI E/

S

A

O E/

S

D

O E/S

RTD

E/

S

AI

Nappe

Borns

image

C

o

n

t

r

l

e

u

r

Hub

Salle de contrle

Rseau

Ethernet

Stations oprateur

Station ingnieur

24V

12V



Afin de limiter le cblage, vous pouvez relier directement une source

dalimentation au panneau interface E/S pour alimenter les appareils de terrain

connectes a certains type d E/S. la source dalimentation peut tre un bloc

dalimentation DeltaV ou votre propre source. Certaines cartes d E/S ne font

pas appel a lalimentation distribue par le bus pour alimenter les appareils de

terrain qui leur sont associes.

o Rle des cartes d E/S : Rception et mission ou mise en relation de signaux. L'entre, pour un appareil de

contrle de procd, comprend l'acceptation et le traitement des signaux des appareils

de terrain. La sortie, pour un appareil de contrle de procd, comprend la conversion

des commandes en signaux lectriques transmis aux appareils de terrain.

o Contrleur DeltaV : Le contrleur assure le contrle local et gre les communications entre le

sous-systme d E/S et rseau de contrle. Il est monte sur lemplacement droit du

panneau 2 voies Alim/contrleur. Vous pouvez ajouter un contrleur

supplmentaire pour plus assurer la redondance du contrleur. Reportez-

vous lannexe M pour plus d'informations sur le montage du contrleur dans un

panneau 4 voies Alim/contrleur.

o Logiciel de la station du travail et du systme DeltaV : Le logiciel de la station de travail et du systme comporte une interface utilisateur graphique vous permettant de configure votre systme,

effectuer des contrles diagnostiques pousses, contrler votre procde et collecter

les donnes de rapports et les donnes historiques. L identifiant systme DeltaV,

livre avec votre pack de licence, est un connecteur qui doit tre branche sur le port

parallle de votre station de travail professionnel. Il donne a chaque systme

DeltaV une idecation unique qui vous permet d installer ou tlcharger des

modifications du systme. L identifiant systme nest pas indispensable au

fonctionnement ou au redmarrage de votre systme aprs utilisation. Il est

ncessaire quune station de travail Professional fonctionne en tant que serveur

Microsoft NT si le rseau de contrle DeltaV comprend la station de travail

Professional et plus de cinq autres stations de travail.

o Rseau de contrle DeltaV : Le rseau de contrle est un rseau local (LAN) Ethernet isole qui permet la

communication entre les contrleurs et les stations de travail. Des hubs Ethernet

standard sont utilises pour les connexions de communication.

Un hub auto dtection double vitesse 10 Base T/100Base-TX en option

peut tre ajoute pour les rseaux comportant plus de quatre stations de travail.



Le rseau de contrle est ddie au systme DeltaV. Le systme DeltaV peut

tre connecte au rseau de production a l'aide d'une interface Ethernet distincte sur

la station d'application DeltaV. L'utilisation d'une station d'application DeltaV est le

principe moyen de connexion d'un rseau de production au systme DeltaV

et d'excution des applications non-DeltaV.

Hub : Elment qui renforce les connexions d'un rseau de contrle et dirige les

communications. Tous les appareils de communication d'un rseau hubs

(concentrateurs) sont connects un ou plusieurs hubs.

III-2 : Partie 2 Faire une analyse fonctionnelle de lautomatisation de systme de transfert du

phosphate command par lAPI allen bradly Micrologix 1500.

DESCRIPTION DE LUNITE DE TRANSFERT DU PHOSPHATE ET

SON FONCTIONNEMENT :

Lunit de transfert permet de transfrer le phosphate dun silo qui se trouve

dans lunit de production des engrais, vers un silo dans lunit de prtraitement.

Le principe de transfert consiste remplir une cuve par le phosphate, daugmenter la

pression lintrieur en lalimentant par lair comprim, et douvrir la vanne de

transfert qui provoque le dplacement de la matire de la zone de la haut la pression

vers la zone de la basse pression, donc de la cuve vers le silo de rception.

Le synoptique dans la page suivante dcrit les diffrents quipements qui constituent

le systme :

Les quipements principaux sont

- un compresseur : produit de lair comprim.

- Rservoir dair comprim.

- Aroglisseur : cest une conduite reliant le silo dalimentation et la cuve. Pour que le

phosphate arrive la cuve il faut ouvrir le registre produit et faire la fluidisation

aroglissire (faire entrer de lair comprim dans laroglissire pour faciliter le

passage de phosphate vers la cuve).

- La cuve de transfert : on y trouve trois entres et deux sorties, chaque entre et

chaque sortie est commande par une vanne :



Vanne dalimentation : relie la cuve avec laroglissire.

Vanne de mise lair : pour lchappement et le dpoussirage.

Vanne de fluidisation suprieure : fait entrer de lair comprim vers la partie

suprieure de la cuve.

Vanne de fluidisation infrieure : fait entrer de lair comprim vers la partie

infrieure de la cuve.

Vanne de transfert : fait sortir le phosphate et lair haute pression. Ce transfert est

appuy par une autre vanne dair comprim, cest la vanne de la tuyre annulaire.



Description dun cycle de fonctionnement :

La 1re tape consiste vrifier les conditions de dmarrage :

- Filtre silo en service.

- Compresseur en service.

- Pression du rservoir dair suprieure ou gale 7 bars.

- Niveau bas atteint dans le silo de rception.

Figure 6 : schma de systme de transfert de phosphate



- Niveau haut non atteint dans le silo de rception.

Si lune de ces conditions nest pas vrifie, le systme de commande attend jusqu la

satisfaction de toutes les conditions.

Si la cuve nest pas pleine (niveau haut de la cuve non atteint) la vanne de la mise

lair souvre, et ce nest quaprs 5 secondes que la vanne dalimentation souvre.

Lorsque cette dernire est compltement ouverte, on ouvre le registre produit et on fait

fluidiser laroglissire : cest le remplissage de la cuve par le phosphate.

Quand le niveau haut est atteint dans la cuve, on arrte la fluidisation aroglissire et

on ferme le registre produit. Aprs 10 secondes on ferme compltement dalimentation

puis la vanne de la mise lair. 5 secondes aprs, on ouvre la vanne de la fluidisation

suprieure et celle de la fluidisation infrieure et l la pression lintrieur commence

augmenter jusqu ce quelle atteint la pression maximale (3.8 bars) o la vanne de

la tuyre annulaire et la vanne de transfert souvrent. La pression diminue au fur et

mesure que le transfert se fait, jusqu ce quelle atteint la pression minimale (0.8 bar).

Aprs on effectue les oprations suivantes :

- aprs 3 secondes :

Fermeture de la vanne de transfert.

Fermeture des vannes des fluidisations suprieure et infrieure.

Ouverture de la vanne de la mise lair.

- aprs 15 secondes : Fermeture de la vanne de la tuyre annulaire.

Cest la fin du cycle.

Et le cycle recommencer nouveau

Les tapes de ce transfert sont indiques sur le logigramme suivant :



Figure 7 : logigramme de fonctionnement de systme de transfert de phosphate



Figure 8 : Grafcet de fonctionnement de systme de transfert de phosphate



Micrologix 1500 : communication et architecture :

Exploration de RSlogix 1500 :

Lorsquon ouvre un projet RSLogix 500, on trouvera ceci :

Barre en ligne : En apprenant le mode de fonctionnement de cette barre, on peut voir

d'un coup dil si on a des ditions en ligne ou des forages installs.

Arborescence du projet : Cette fentre regroupe tous les dossiers et fichiers qui

contient un projet. Exemple, si on clique avec le bouton droit sur un fichier

programme, on voit les options Renommer, Ouvrir, Masquer le fichier programme ou

en Afficher les proprits.

Barre dtat : On y trouve des informations d'tat constamment mises jour et des

invites selon notre utilisation du logiciel.

Fentre de rsultats : Affiche les rsultats d'une opration Rechercher ou d'une

opration de vrification.

Fentre ddition du programme : Dans cette section de la fentre d'application, on

peut visualiser plusieurs fichiers programme en mme temps. C'est l quon dite

notre programme.



Barre d'instructions : Affiche des mnmoniques d'instructions dans des onglets de

catgories. Lorsquon clique sur un onglet de catgorie, la barre d'instructions situe

juste au-dessus se transforme et affiche cette catgorie d'instructions. Pour insrer une

instruction dans le programme, on clique sur elle.

Configuration de la communication :

Voici deux mthodes quon peut utiliser pour dfinir les paramtres de

communication.

Soit on utilise la bote de dialogue Communications du systme (accessible partir du

menu Communications) pour indiquer la configuration de communication d'un

processeur auquel on veut se connecter.

Cette mthode de communication n'est pas relie au projet. En fait, on dfinit

gnralement ces paramtres avant mme de commencer travailler sur un projet. Par

exemple, on peut vouloir transfrer un projet existant partir d'un processeur puis

modifier ce projet de quelque faon pour l'utiliser sur un autre processeur.

Soit on utilise la bote de dialogue Communications de l'automate (accessible partir

de l'icne Proprits de l'automate dans l'arborescence du projet), si on veut que les

paramtres de driver et de station quon entre, restent dans le projet. C'est souvent le

cas lorsquon utilise un ordinateur portable et on dveloppe un projet hors ligne. On

veut alors que les informations de driver et de station quon dfinit pour utilisation

avec notre projet crasent les paramtres de communication du systme, quand on

tlcharge par la suite le projet sur un processeur spcifique.

Dans la bote de dialogue Communications de l'automate, une liste droulante

nous indique les configurations de communication prcdentes utilises. On peut

examiner cette liste pour voir si le driver et la station du processeur avec lequel on

veut communiquer s'y trouvent. Si on les voit dans la liste, on clique simplement deux

fois dessus pour rtablir les paramtres.

III-3 : Partie 3 : Proposer une mode de liaison pour permettre la communication entre Allen Bradly

et le SNCC DeltaV afin de superviser distance du systme de transfert.



Lapplication suivante va nous permettre de faire une communication entre l API

Allen Bradly et le systme SNCC via un module de Communication 1761-NET-ENI .

Et pour rendre ce module actif il faut faire une bonne configuration matriel niveau

d lAPI et aussi au niveau du systme numrique DeltaV et du contrleur VIM de

module lui mme.

Figure 9 : schma de communication entre API et systme SNCC



Configuration de contrleur :

Etape 1:

On ajoute un neveu contrleur et on le donne une adresse IP et un masque sous rseau.

Etape2:

Etape 3:

On fait la slection de Card/Port..



Etape 4:

Entrer l E/S et tablir la connexion avec le module1761 NET-ENI ici il faut utiliser ladresse IP du module.

Etap 5:

Charger la configuration dans le contrleur.



Configuration de systme DeltaV :

Bouton droit sur le port des carte et va vers proprits :



Liste des figures Figure 1 : Schma de lAtelier phosphorique8

Figure 2 : Schma de processus de lunit de broyage 10

Figure 3 : Schma de processus de lunit dattaque filtration ..11

Figure 4 : Schma de processus de lunit de concentration .14

Figure 5 : Schma globale de systme ...18

Figure 6 : schma de systme de transfert de phosphate ....... 31

Figure 7 : logigramme de fonctionnement de systme de transfert de phosphate..33

Figure 8 : Grafcet de fonctionnement de systme de transfert de phosphate 34

Figure 9 : schma de communication entre API et systme SNCC.37



Ce stage a t pour moi, une occasion dlargir mes champs de connaissance, un change

culturel fructueux avec le monde ouvrier, un canal de se familiariser avec le monde de travail

auquel jappartiendrai lavenir, pour la premire fois jai affront les ralits du terrain,

apprci la mthodologie danalyse et de traitement, ainsi les relations entre les patrons et les

ouvriers.

Tout de mme jai appris une chose importante savoir que le monde de travail est trs

diffrent de celui de lducation car il implique plus de responsabilit et une vaste

connaissance.

Ltude ralise dans le cadre de ce projet, ma permis dacqurir un bagage technique,

damliorer mes acquis et dapprofondir mes connaissances dans le domaine de regulation.

Ce stage a t une opportunit qui ma permis de confronter la thorie la pratique, de

sadapter la vie professionnelle et de me prparer afin dtre la hauteur des responsabilits

qui je serai confies dans le future.

agouzoul rapport

Documents