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RAPPORT DE STAGE en ENTREPRISE

15 MAI -22 JUILLET -2011

NICHITA CONSTANTIN

FORMATION T.S.A.I.I. A.F.P.A. ISTRES - 2010 /2011

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SOMMAIRE REMERCIEMENTS ………………………………………………………………………..4INTRODUCTION……………………………………………………………………………..5

. Présentation de l’Entreprise.................................................................................................6

1.1 Le groupe..........................................................................................................................61.2 Fives Pillard......................................................................................................................6

1.2.1 Domaine d’action.......................................................................................................61.2.2 Implantation et clientèle.............................................................................................6

2 Schéma de principe Fluides d’une installation.........................................................................72.1 Objets................................................................................................................................72.2 Circuit Gaz........................................................................................................................7

.3 Circuit d’air primaire et refroidissement.................................................................72.4 Circuit Fuel.......................................................................................................................8

2.4.1 Circuit combustible....................................................................................................82.4.2 Circuit de lessivage....................................................................................................82.4.3 Capteurs.....................................................................................................................8

3 Lecture de schéma logiques.....................................................................................................93.1 Rappels de logique combinatoire......................................................................................93.2 Bloc de commande............................................................................................................93.3 Bloc choix combustible...................................................................................................103.4 Bloc de mémorisation.....................................................................................................103.5 Traitement discordance vanne.........................................................................................103.6 Bloc défaut discordance vanne de régulation..................................................................113.7 Bloc moteur (Pompe)......................................................................................................11

4 Lecture de schémas de régulation..........................................................................................124.1 Entrées Sorties.................................................................................................................12

4.1.1 Booléenne ...............................................................................................................124.1.2 Analogique...............................................................................................................10

4.2 Calcul..............................................................................................................................124.3 Valeur analogique...........................................................................................................134.4 PID..................................................................................................................................13

5 Programmation diagrammes.................................................................................................145.1 Environnement ...............................................................................................................145.2 Connexion.......................................................................................................................145.3 Création d’un bloc...........................................................................................................155.4 Modification de bloc.......................................................................................................15 4.4 Bloc de données structurées .....................................................................................165.5 Insertion d’un diagramme et ordre d’exécution..............................................................165.6 Compiler .......................................................................................................................16

6 Programmation Win CC flexible ......................................................................................176.1 Gestion des échanges......................................................................................................176.2 Gestion des alarmes TOR...............................................................................................176.3 Gestion des listes textes et graphiques............................................................................176.4 Bloc d’affichage..............................................................................................................17

6.4.1 Création du bloc.......................................................................................................176.4.2 Attributs...................................................................................................................186.4.3 Evènements..............................................................................................................18

7 Développement d’une affaire.................................................................................................197.1 Analyse fonctionnelle ...................................................................................................19

7.1.1 Général.....................................................................................................................19

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7.1.2 Arrêt d’urgence et sécurités.....................................................................................197.1.3 Fonctionnement fuel................................................................................................207.1.4 Fonctionnement gaz ................................................................................................22

7.2 Schémas logiques ..........................................................................................................237.2.1 Création d’un nouveau schéma................................................................................237.2.2 Modifications...........................................................................................................23

7.3 Schéma de régulation......................................................................................................247.4 Modification de programme............................................................................................25

7.4.1 Changement des mnémoniques................................................................................257.4.2 Modification de code dans CFC...............................................................................25

7.5 Modification de l’afficheur.............................................................................................257.5.1 Statuts.......................................................................................................................267.5.2 Common command..................................................................................................267.5.3 Contrôle pompe haute pression (régulation)............................................................26

8 Développement d’un banc de test..........................................................................................278.1 Principe de fonctionnement............................................................................................278.2 Configuration échanges...................................................................................................278.3 Simulation de l’équipement HMI 15’’............................................................................28

8.3.1 Contrôle d’une vanne...............................................................................................288.3.2 Simulation d’une entrée analogique.........................................................................288.3.3 Simulation de défaut................................................................................................298.3.4 Simulation d’un moteur...........................................................................................29

Photo.........................................................................................................................................30 Photo……………………………………………………………………………………….31 Photo……………………………………………………………………………………… 32

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REMERCIEMENTS

Je tiens à remercie le Chef du département « automatisme » monsieur H. PEREIRA de m’avoir accepté en tant que stagiaire, et qui était mon tuteur de stage.  Je remercie également à toute l’équipe d’experts en automatisme pour leur accueil chaleureux, pour leur soutien technique ainsi que pour leur précision, porté tout au long de mon stage.

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INTRODUCTION

La période de stage en entreprise d’une durée de deux mois s’est déroulé dans des conditions très favorables, qui m’ont permis de mettre en pratique les connaissances acquises pendant ma formation.

La société FIVES-PILLARD est spécialisée dans le domaine de la ’’Combustion’’ et donc, mon travail s’est effectuée dans le service en charge de la régulation des systèmes. Au sein d’une équipe de 5 spécialistes dans ce domaine de la régulation et à l’aide de divers documentation se rapportant au sujet j’ai pu commencer mon travail de compréhension et de assimilation de cette profession. Ce rapport présente d’une façon schématique le travail que j’ai réalisé pendant la période au sein de l’entreprise. Pour des raisons de sécurité et de protection des droits d’exploitation, il ne m’est pas permis d’exposer la totalité de mes travaux car il sont la base du savoir-faire de FIVES PILLARD. Le projet réalisé s’est avéré très intéressant et très enrichissant pour mon expérience professionnelle. Grâce à ce stage j’ai travaillé sur de projets comme ’’ l’affaire ARKEMA ou ARREVA’’ qui m’ont permis d’entrevoir en quoi consiste la régulation industrielle de haut niveau. Durant le stage j’ai eu aussi l’occasion d’effectuer des tests de fonctionnement d’une armoire de régulation avec un automate programmable de sécurité HIMA F8650X type -MS. Les armoires de régulation sont fabriquées chez ’’CORAIL CYBERNETIQUE’’ sur la base de plans conçus par FIVES PILLARD, et l’entreprise est située à St Rémy de Provence. Avec un spécialiste de la société, également je suis allé dans le ‘‘Centre de Recherche’’ de FIVES PILLARD qu’ils appellent simplement’’ l’Atelier’’, pour dépannages et mise en marche de chaudière et bruleurs. Le but de ce rapport n’est pas de faire uniquement une présentation de tous les aspects technique que j’ai pu apprendre ou approfondir, mais aussi de manière synthétique et humaine auxquels j’ai été confronté. Je vous expose dans ce rapport, en premier lieu une présentation de l’entreprise, ensuite je relate les différents aspects de mon travail durant le deux mois.

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1 PRÉSENTATION DE L’ENTREPRISE

1.1 Le groupe

Groupe d’ingénierie industrielle, FIVES conçoit et réalise des équipements de procédés, de ligne de production et des usines clé en main pour les plus grands acteurs industriels des secteur de l’aluminium, de l’acier et du verre, de l’automobile et de la logistique, du ciment, de l’énergie et du sucre.

Implanté dans une trentaine de pays et comptant près de 5700 collaborateurs sur les cinq continents, le groupe réalise un bénéfice de 1352M€ dont 80% provient de l’international. FIVES conçoit des solutions industrielles qui anticipent les besoins de ses clients en termes de rentabilité, de sécurité et de respect de l’environnement.

1.2 Fives Pillard

Fondée en 1919, par les Frères A. et M. PILLARD, la société PILLARD devient FIVES PILLARD en 2008 en se rattachant au groupe FIVES.

Fives Pillard conçoit et réalise des équipements de combustion propre et des contrôle commande principalement destinés aux industries des minéraux et à la production d’énergie électrique et thermique. Entreprise innovante Pillard dépose de nombreux brevets.

1.2.11.2.1 Domaine d’actionDomaine d’action

Industries des minérauxBruleur pour four rotatif et pré calcination, système de dosage de combustibles solide

pulvérisés, générateur de gaz chaud et accessoires associés, système SNCR (réduction de NOx).Chaudière et four de pétrochimie

Equipement de chauffe pour chaudières, bruleur à basses émissions (LONOxFLAM), bruleurs à flux constant pour fours de pétrochimie.Cogénérations et cycle combinés

Equipement de post combustions (REBURNFLAM)Incinération

Equipement de combustion spécifique pour les chaudières à déchets urbains et unités De-NOx, bruleur et incinérateurs spéciaux pour la destruction de déchets industriels liquides et gazeux

1.2.21.2.2 Implantation et clientèleImplantation et clientèle

Basé en France, en Espagne, en Allemagne et en chine, Fives Pillard développe des équipements pour les grands groupes tel que : AIR LIQUIDE, ARKEMA, ALSTOM, CMI, CNIM, ARCELORMITTAL, AREVA, DALKIA, ELECTRICITE DE FRANCE, GDF/SUEZ, LAFARGE, SINOMA, MICHELIN, RENAULT, TOTAL, … et d’autre encore.

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2 SHÉMA DE PRINCIPE FLUIDES D’UNE INSTALLATION

Ces schémas sont globaux, ils sont adaptés en fonction de chaque affaire, à partir de ceci on peut choisir un programme d’une affaire antérieure similaire et adapter le code aux besoin du client.

2.1 Objets

Vanne NO Vanne NF

Vanne de régulation

2.2 Circuit Gaz

2.3 Circuit d’air primaire et refroidissement

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2.4 Circuit Fuel

2.4.12.4.1 Circuit combustibleCircuit combustible

2.4.22.4.2 Circuit de lessivageCircuit de lessivage

2.4.32.4.3 CapteursCapteurs

ZSL : Capteur de vanne ferméeZSH : Capteur de vanne ouvertePSL : Capteur de pression bassePSH : Capteur de pression hautePT : capteur de pression (régulation)TT : Capteur de température (régulation, correction gaz)

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3 LECTURE DE SHÉMA LOGIQUES

3.1 Rappels de logique combinatoire

ET Logique, la première entrée est inversée.

OU Logique

Bloc temporisation, la variable se connecte en haut, le paramètre à droite et la sortie en bas.

Exemple de variable d’entrée

Exemple de variable de sortie

3.2 Bloc de commande

EntréesCMDx bool Commande 1 x = 1, 2, 3VA1CMDx bool Validation 1 commande 1VA2CMDx bool Validation 2 commande 1

Pour que la sortie soit l’état de la cmd il faut les 2 validations

SortiesCMD bool Etat de la commande sélectionnéFRMCMD bool Front montant de l’état de la commande

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AffectationMnémoniqueCommentaires

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3.3 Bloc choix combustible

EntréesSBCB bool BP demande de ce combustibleBCBES bool Vérification si combustible en serviceBCBDEM bool Vérification si combustible en démarrageLESBCBES bool Vérification si combustible en lessivage (fuel)ONCXCB bool Forçage de ce combustible

SortiesCXCB bool Validation du choix

3.4 Bloc de memorisation

EntréesSE_IN bool Entrée à mémoriser (défaut)

SortiesSE bool SortieMEMSE bool Mémoire de la sortieFRMSE bool Front montant de la sortieSOMSE bool Safeties sommation

3.5 Traitement discordance vanne

On note une discordance lorsqu’une vanne est pilotée (à l’ouverture ou à la fermeture) et qu’au bout d’un temps définit elle ne se trouve pas dans la position attendue. EntréesVADI OV/FM bool Validation de l’ouverture ou fermeture de la vanneTM OVV/FMV real Temps max que doit mettre l’opérationXSV OV/FM bool Contrôle de la vanneZSH bool Capteur vanne ouverteZSL bool Capteur vanne fermée

SortiesDIOVV bool Discordance à l’ouvertureDIV bool DiscordanceDIFMV bool Discordance à la fermeture

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3.6 Bloc défaut discordance vanne de régulation

EntréesZSLVRG bool Vanne au minimum (entrée physique)TMFMVRG bool Temps de fermeture vanneVATMFM bool Validation temps fermetureBES bool Bruleur en opérationBDEM bool Bruleur en démarrageVABDEM bool Validation bruleur démarrage VADI bool Validation du bloc par choix gaz

SortiesDIVRG bool Discordance à la commande de vanne

3.7 Bloc moteur (Pompe)

EntréesSBMME bool BP marcheSBAMME bool BP arrêtAUMME bool Autorisation de démarrerDEME bool Défaut moteurRDMME bool Retour de marcheTMDIMME real Temps discordance démarrage moteurTMDIAME real Temps discordance arrêt moteur

SortiesME bool Sortie commande moteur (Q11.3)SAPEME bool Sortie défaut moteurDIME bool Sortie divergence à la commande du moteur

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4 LECTURE DE SCHÉMAS DE RÉGULATION

4.1 Entrées Sorties

4.1.14.1.1 Booléenne Booléenne

Entrée Sortie Front montant

4.1.24.1.2 AnalogiqueAnalogique

Sortie analogique Renvoie, retour d’un folio

4.2 Calcul

Multiplication Division Somme

FonctionExemple de calcul : la correction du débit gaz en fonction de sa pression et de sa température

Avec TT : température gaz PT : Pression gaz Tet : Température étalon Pet : Pression étalon Palti : Pression atmosphérique

Seuils Egalité

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Haut, Bas, Vérifie une fixe un maximum fixe un minimum égalité

4.3 Valeur analogique

SélectionLa sélection s’effectue par l’entrée booléenne (SEL)Sel = 0 OUT = Entrée analogique 0Sel = 1 OUT = Entrée analogique 1

Passe haut Passe basSélectionne la plus Sélectionne la plus grande valeur. petite valeur.

RampeCréé une rampe à partir d’une valeur entrée et un coefficient

4.4 PID

PV : process value, mesure débit en sortie.C’est la valeur du débit réel en sortie de régulation.REM SP : Remote setpoint Consigne de débit (distant)C’est la commande de débit attendu en sortie de régulation.SP : Local setpoint, consigne de débit (Locale)TRACK : Track value talon d’allumageConsigne minimale permettant l’allumage du bruleurVALID TRACK : validation de la consigne valeur trackFB : Feedback value

OP : PID output, sortie analogique réguléeC’est la commande d’ouverture ou de fermeture de la vanne de régulation varie en fonction de PV et SP :

PV < SP : ouverture de vanne de régulation (plus de débit) PV > SP : Fermeture de la vanne de régulation (moins de débit) PV = SP : Régulation ok

La sortie s’étalonne sur 0-100%FW: Feed forward valueINV: Direction PID

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5 PROGRAMMATION DIAGRAMMES

La programmation en diagramme s’effectue grâce au logiciel CFC V7.0 (Siemens). Chaque diagramme est organisé en plusieurs feuilles et en plusieurs partitions. Ils suivent la chronologie des schémas logiques.

5.1 Environnement

Catalogue

Créer un nouveau diagramme afin de structurer le programme en fonction des tâches.

Blocs de programmation Siemens, commun à Simatic.

Bloc FB/DB créés par l’utilisateur dans le programme.

L’onglet diagrammes permet de permuter de diagramme.

5.2 Connexion

Les connexions inter bloc peuvent s’effectuer par des ‘drag & drop’ entre bloc, même d’une page à l’autre et même d’un diagramme à l’autre si les deux fenêtres ouverte. On note que les entrées / sorties (IN_OUT) se place du coté entrée, elles sont lut, puis écrite après traitement.

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5.3 Création d’un bloc

Un Bloc se crée comme un Bloc normal dans le langage souhaité (List, contact, logigramme) L’interface permet de définir les entrées sorties.

Interface du bloc L’interface se modifie à partir de l’éditeur de bloc.IN : Variables en entrée de blocOUT : Variable en sortie (après traitement)IN_OUT : Variable d’entrée sortie

STAT : Variables statique propre à chaque instanciation du blocTEMP : Variables temporaire, mémoire dans pile, l’information est perdue lorsque le bloc

n’est plus actif.

Lors de la création d’une variable il faut indiquer le type de donnée : Bool, Int, DInt, Real, Time, Array, UDT, TON, …

5.4 Modification de bloc

Si on modifie le contenue d’un bloc (par son FB) il faudra le mettre à jour dans las diagrammes, pour cela il suffit, en mode diagramme, de sélectionner ‘outils’, ‘type de blocs…’, une fenêtre apparaît.

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4.4 Bloc de données structurés

Un bloc de données peut être créé à partir d’une structure de variables placée dans un bloc UDT. Il faut donc créer en premier le bloc UDT qui comprend le nom et le type de chaque variable. Dans un second temps on crée le DB lié à cette structure. Attention ce dernier sera non modifiable. En revanche le nombre de DB liés à une structure n’est pas restrictif. On peut également créer des variables dans les DB de type UDT, ces variables seront en fait des structures.

Si une modification intervient sur le bloc UDT tous les DB liés devront être effacés et recrées.

5.5 Insertion d’un diagramme et ordre d’exécution

Cet icône permet de définir type d’exécution des diagrammes (cyclique ou périodique) en choisissant le bloc d’organisation approprié :

dans l’OB1 pour le cycle d’exécution normal dans l’OB35 pour la tâche fast (200ms) dans l’OB 100 pour le complet restart (Init)

On y définit aussi l’ordre des diagrammes dans chaque OB ainsi que l’ordre des blocs qui les composent. On note qu’il est conseillé de numéroté chaque bloc créés afin de vérifier leur ordre d’exécution.

5.6 Compiler

La compilation des diagrammes en un programme est nécessaire car chaque bloc doit être instancié par un DB qui lui est propre, c’est le compilateur qui gère l’adressage. Un rapport d’erreur est transmit à la fin, il

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Sélectionner ici le bloc à mettre à jour.Attention toutes les fenêtres d’édition de bloc doivent être fermées

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permet de nous signaler des erreurs éventuelles et d’y remédier avant le chargement dans l’automate.

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6 PROGRAMATION WINCC FLEXIBLE

6.1 Gestion des échanges

Grâce à l’environnement TIA, SIMATIC MANAGER est directement lié à WINCC FLEXIBLE. Une fois le projet intégré à un projet step 7 et la liaison établie il suffit d’aller chercher ses variables dans le programme.Touts les bits automates nécessaire au pupitre sont placés dans un bloc de donnés (DB). Puis à l’aide d’un traitement ils sont regroupés par tableau de mots (2 pour les défauts, 1 pour les alarmes et un pour les états) et replacés dans un autre DB. Cette opération est utile car l’encapsulation des bits en word change leur indexation à cause de l’organisation des mémoires des automates siemens (orienté byte). C’est ce dernier DB qui est lu par l’interface homme machine.

Un autre DB d’échange est créé pour symboliser les boutons poussoirs gérés par l’IHM. Le choix Entrées / Sorties des variables se voit d’un point de vue automate.

6.2 Gestion des alarmes TOR

Les alarmes sont donc dans un DB il faut le lier à la fenêtre d’alarme TOR et faire correspondre les bon messages d’alarmes aux bonnes variables. En fonction de leur importance on définit des classes pour les afficher dans différentes fenêtres.

6.3 Gestion des listes textes et graphiques

Les listes de texte permettent d’afficher un choix de texte en fonction de la valeur d’une variable (Entier, binaire ou bit). Même principe pour les graphiques.Ex: CXCB (choix combustible) 0 = No fuel selected 1 = Fuel selected 2 = Dual selected 3 = Gas selected

6.4 Bloc d’affichage

Les blocs d’affichage sont des regroupements de plusieurs objets afin de faciliter leur réutilisation, leur configuration et leur modification si nécessaire. Ils sont sauvegardés dans la "bibliothèque du projet" et peuvent servir à d’autres vues ou même d’autre projets (pour cella il faut le placer dans une bibliothèque globale).

6.4.16.4.1 Création du blocCréation du bloc

Comme pour une vue normale on peut y insérer bargraph, boutons, Champs, … Il faut néanmoins les lier à des évènements (Ex : Edition de bits,…) compris dans les propriétés du bloc (définit par la structure). De cette façon les évènements choisit resteront les même à chaque instanciation.

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Editeurs : fonctionne comme au chapitre précédent

Définit le nom du blocScript permet d’insérer une fonction, en code Visual basic dans l’IHM

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6.4.26.4.2 AttributsAttributs

OutilsAjouter une catégorie, permet de trier les propriétés par thème.

Ajouter une nouvelle propriété, à configurer dans l'instance de bloc d'affichage

Ajoute une nouvelle variable de bloc d'affichage reliée aux propriétés des objets du bloc.

Création d’une structureDans l’arborescence se placer sur structure puis sélectionner ‘ Ajouter une structure’,

la nommer et faire la liaison avec l’automate désiré.Puis déclarer les différentes variables et leurs types en respectant l’ordre utilisé dans l’UDT.

Fenêtre VariableDéclarer une variable par bloc d’affichage utilisé de type ‘nom de la structure’ et

d’adresse du DB associé.

Configuration du bloc d’affichageDans l’éditeur créer un attribut de nom général (car réutilisé) de type ‘nom de la

structure’, les variables précédemment crées apparaitront à l’intérieur. Il faut maintenant relier ces dernières aux objets internes du bloc.

Instance du bloc d’affichageEnfin sur la vue globale il faut lier chaque bloc d’affichage à sa structure de variable

propre pour spécifier chaque utilisation.

6.4.36.4.3 EvènementsEvènements

Permettent d’associer des évènements aux différents objets du bloc, en revanche les fonctions ne sont pas prédéfinit il faudra donc les déclarer dans chacune des instances. Création Instance

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7 DÉVELOPPEMENT D’UNE AFFAIRE

Pour débuter le développement d’une affaire on se munit des schémas fluide, reflet des caractéristique de l’affaire. On peut déjà se faire une idée du fonctionnement, fuel, gaz, double combustible, circuit allumeur ou pas, nombre de bruleur. Grâce au plan électrique on dispose de la liste des entrées sorties ainsi que leur adresse sur l’automate. Enfin c’est l’analyse fonctionnelle qui nous décrit le détail du fonctionnement, procédure de démarrage, d’arrêt, de changement de combustible sécurité et alarme. Toutes ces particularités permettent de trouver une affaire similaire pour ne pas avoir à partir d’un dossier vierge et de gagner du temps.

7.1 Analyse fonctionnelle

7.1.17.1.1 GénéralGénéral

Le système est composé d’un bruleur alimenté par deux combustibles fuel, gaz ou les deux en même temps. Ce qui implique :

_ Un portique fuel_ Un portique gaz (une seule ligne) et son circuit lessivageIl n’y a pas d’allumeur ni de refroidissement secondaire donc pas de vanne de

refroidissement primaire ni secondaire.On démarre avec un combustible puis si on le souhaite on peut envoyer le second

combustible progressivement. Le dernier combustible sélectionné est prioritaire.Attention : La somme du débit fuel (%) et du débit gaz (%) ne doit pas dépasser la charge maximale (100%).Ex : si on commande le gaz à 60% la commande fuel ne pourra dépasser 40%.

Les commandes s’effectuent en local depuis un IHM ou depuis une chambre de contrôle.

7.1.27.1.2 Arrêt d’urgence et sécuritésArrêt d’urgence et sécurités

Un certain nombre de sécurité sont gérés par la chaîne à risque de l’automate :_ Le chien de garde (Watch Dog)_Les sécurités process : _Arrêt du ventilateur primaire

_CO trop élevéCes sécurités sont en logique négative, leur passage à 0 entraîne un arrêt d’alimentation des vannes fuel et gaz. Etant des vannes normalement fermé cela coupe l’arrivé combustibles et donc le bruleur s’arrête. Les vannes d’évent (gaz) et de circulation (retour fuel) s’ouvrent car elles sont normalement ouvertes.

Arrêt d’urgenceEn logique négative, son enclenchement coupe l’alimentation des vannes et des pompes haute pression.

SécuritésArrête le bruleur et interdit de démarrer si :_Sécurité process (système ou CO)_Watch Dog_Arrêt d’urgence_Air primaire à l’arrêt

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7.1.37.1.3 Fonctionnement fuelFonctionnement fuel

Procédure de démarrageProcédure de démarragePurge   : Toutes les vannes fermées sauf éventAir Primaire   : en serviceIl est nécessaire qu’aucune des sécurités ne soit active.Pression et température fuel okTempérature pré calcination supérieure à 100°C (Attention cette sécurité n’est pas géré par le

système elle engage la responsabilité de l’utilisateur, comme de démarrer sans allumeur)

Fuel   : Toutes les vannes fermés sauf la circulation (retour réservoir)Vanne de régulation à son minimum

Une fois que le fuel est sélectionné et que ces conditions sont valides :T0

T0 + 8sLes ZSL et ZSH des vannes commandées doivent être présent et la détection flamme est activée.

Procédure d’arrêtProcédure d’arrêtRetour en position initiale afin de procéder au lessivage des canalisations.Fermeture des vannes amont et aval.

PurgePurgeT0 à 1’30’’T0 à 1’30’’

Le temps de lessivage est à calibrer sur site il varie de 1 à 10 minutes en fonction de la taille des conduites.Le Co doit être en dessous du maximum autorisé.

Arrêt suite défautArrêt suite défautArrêt du bruleur et démarrage de la purge si :_Une des vannes de purge n’est pas en état initial_Ventilateur d’air primaire inopérant_Vanne d’air primaire ouverte sans contrôle de l’utilisateur (bruleur fuel en service)_Pression fuel trop basse_Sécurité process, Watch Dog ou arrêt d’urgence_Co trop élevé_Discordance de vanne fuel

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Procédure de démarrage purgeProcédure de démarrage purgeOn peut démarrer la séquence de purge manuellement depuis l’IHM. Cet opération est autorisé si :_ Le CO est élevé_ Pas d’arrêt d’urgence _ Vannes amont et aval fuel fermés_ Vanne de circulation fuel ouverte_ Pas de discordance sur les vannes de purge

Sécurité séquence purgeSécurité séquence purgeLa séquence de purge s’arrête si une de ces sécurités apparaît :_ CO trop élevé_ Arrêt d’urgence_ Vannes fuel non fermées (amont et aval)

AlarmesAlarmesUne alarme apparaît si :_ Température fuel trop basse_ Discordance vanne de purge (pendant la séquence de purge)_ Vanne ouverte sans contrôle _ Discordance vanne d’air primaire.

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7.1.47.1.4 Fonctionnement gaz Fonctionnement gaz

Procédure de démarrageProcédure de démarragePour démarrer le mode gaz il faut le sélectionner depuis l’IHM. Une fois que les sécurités sont actives ce mode est validé. On a besoin :_ Sécurité process active_ Air primaire en service_ CO inférieur au maximum_ PSL et PSH ok

_ Vanne de gaz   : Amont et aval ferméesVanne d’évent ouverteVanne de régulation au minimum

_Vannes d’air primaire fermées_ Température du pré calcineur supérieure à 100°C (auto allumage)

Une fois que le gaz fuel est sélectionné et que ces conditions sont valides :T0 T0 + 4’’

La détection flamme est activée.Le système automatisé se doit de rechercher le bon positionnement de la vanne de régulation.

Procédure d’arrêtProcédure d’arrêt Depuis l’IHM (local) l’opérateur peut stopper le mode gaz. On peut aussi en mode remote. Cela entraine la fermeture des vannes amont et aval

Arrêt suite défautArrêt suite défautA l’apparition d’une de ces sécurités les vannes amont et aval sont fermées :_pas de sécurité process_Arrêt d’urgence_Co trop élevé_PSL ou PSH sur les conduites gaz_Discordance vanne gaz_Vanne d’air primaire ouverte sans contrôle de l’utilisateur (bruleur fuel en service)_ Détection flamme non active.

AlarmesAlarmes Vannes fermées sans contrôle utilisateur.Discordance vanne refroidissement

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7.2 Schémas logiques

Les schémas logiques sont élaborés à partir des schémas fluides d’une affaire à l’aide du logiciel Microsoft Visio 2003 et d’un logiciel propre à l’entreprise PSL++. Ce complément représente une base de donné comprenant des gabarits (fonctions, grafcet, régulation et blocs) permettant une utilisation de Visio propre aux besoins de l’entreprise.

Les schémas logique gèrent toute la partie logique combinatoire ou séquentielle de l’affaire, sécurité, alarme, commande de vanne, de pompe, tous ce qui concerne les entrées sorties TOR.

7.2.17.2.1 Création d’un nouveau schémaCréation d’un nouveau schéma

On commencera à partir d’un ancien schéma en prenant soin de le renommer. Il faut ensuit sélectionner la langue, le type d’automate, l’auteur,… Puis donner les caractéristiques du schéma (titre, …). Enfin définir son emplacement.Attention   : Ce nom est unique si il est déjà utilisé le nouveau fichier viendra écraser l’ancien.

7.2.27.2.2 ModificationsModifications

Il faut tout d’abord mettre en rapport les entrées / sorties présente dans Visio avec celles nécessaire (sur schéma fluide). Pour cela double clic sur la page des E/S nous envoie sur une fenêtre de modification.

Un clic sur modifier permet de changer le symbolique, l’adresse et le commentaire qui sont grisés dans la fenêtre principale. On note que ces champs sont proposés car ils font partie de la base de donnée de PLC++, il reste néanmoins modifiables. Une fois toute la table modifié on peut supprimer/ajouter des blocs ou des folios afin de correspondre aux besoins de l’affaire.

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Suivant

Supprimer

Valider

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7.3 Schéma de régulation

Comme leur nom l’indique ces schémas de régulation gèrent toute la partie régulation, grâce aux entrées et sorties analogique. Ils sont également réalisés sur Microsoft VISIO lié à PSL++. Il faut donc créer un nouveau schéma de la même façon que précédemment. Environnement

E/S Physique

Liens

Valeur carnet de réglage

Procédé de régulation

Titre et numéro de schémaPageet N° de révision

Les valeurs appartenant au carnet de réglage sont à calibrer sur site car elles dépendent du système et de son environnement, c’est donc au metteur en route de s’en occuper.

Les différents objets des schémas se trouvent dans les gabarits il suffit donc de les glisser au bon endroit.Pour les entrées / sorties on renseigne les mnémoniques commentaires et adresse physique au moment où on les glisse sur le schéma.

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7.4 Modification de programme

Etant partis de schémas logiques existant nous partirons d’un programme déjà conçut pour développer l’affaire. On crée donc un nouveau numéro de programme dans une base de données. Ce numéro sera unique. Cette base de donnée regroupe le nom de l’affaire, le nom du client, les numéros des schémas (fluide, logique et régulation). La base de donnée est développée sur à MICROSOFT ACCESS.

7.4.17.4.1 Changement des mnémoniquesChangement des mnémoniques

Il faut tout d’abord adapter les mnémoniques de l’affaire, on paramètre donc la priorité aux mnémoniques en faisant clic droit sur block (dans l’arborescence du projet), sélectionner propriétés puis cette fenêtre apparaît.

Ensuite on modifie les entrées sorties et les mémoires dans l’éditeur de mnémonique. Après enregistrement on peut ouvrir CFC.

7.4.27.4.2 Modification de code dans CFCModification de code dans CFC

Lorsqu’on compile plusieurs erreurs et avertissement nous sont signalés, ce sont les paries à modifier. Il faut suivre les schémas logiques car les partie de code inexistantes sont à créer, inversement il faut en supprimer. Attention certaines entrées comme les sécurités doivent être mise à 1 pour les rendre inopérantes.

7.5 Modification de l’afficheur

L’affaire à développer dispose d’un afficheur tactile SIEMENS TP 177B PN/DP que l’on développe sur Win CC 2008. Une partie des vue sont déjà présente sur l’affaire de référence (la partie fuel et gaz). Il reste donc à réaliser la partie contrôle et régulation de la pompe haute pression (HPP).

1ère ligne d’alarme2nde ligne d’alarme

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7.5.17.5.1 StatusStatus

Cette vue permet d’avoir une vue générale de ce qui est en fonction.Elle permet également de rejoindre les écrans de contrôle des portiques fuel e gaz ainsi que leur contrôle et leur paramétrage.

7.5.27.5.2 Common commandCommon command

Comme son nom l’indique c’est d’ici que l’on pilote l’installation :Activation de détection flammeSélection fuel, gazDémarrage ventilateur air primaireMode local (HMI) ou remoteAcquittement défaut

On peut également rejoindre les vues précédentes.

7.5.37.5.3 Contrôle pompe haute pression (régulation)Contrôle pompe haute pression (régulation)

Mode de marche (Local/Remote, Auto/Manu)

Compteur débit fuel

Incrémenter, décrémenter SP en manu

Affichage sortie PID et ouverture vanne

Paramètres TrendAffichage Affichage courbevaleur PID PV=f(t)Certains SP=f(t)PID sont PID_OUT=f(t)modifiable.

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8 DEVELOPPEMENT D’UN BANC DE TEST

8.1 Principe de fonctionnement

Le banc de test est constitué de deux parties, un automate siemens et son afficheur destiné au client, c’est la partie à tester, et d’un autre automate siemens et son afficheur ayant pour but de simuler l’ensemble de l’équipement (capteurs, vannes, …).

Notre travail sera donc de simuler l’équipement avec un autre programme et de développer une communication entre les deux.

8.2 Configuration échanges

La communication se fait par réseau Profibus DP (API siemens). La CPU de test est configurée en maître sur le bus, tous les autres éléments sont donc esclaves.

Dans HW Config du programme test on créé le réseau et on y ajoute une station déjà configurée (celle de l’affaire). Il faut aussi ajouter la station dans simatic ainsi que les afficheurs.

En configurant le réseau on associe les entrées d’une CPU aux sorties de l’autre et vice versa.

Ainsi il suffit d’inverser les adresses des mnémoniques du programme test.

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8.3 Simulation de l’équipement HMI 15’’

8.3.18.3.1 Contrôle d’une vanneContrôle d’une vanne

En auto le programme de test simule un bon fonctionnement de la vanne avec un délai

réglable pour l’ouverture et la fermeture. En mode manuel on peut simuler une discordance à l’ouverture et à la fermeture et à la commande afin de tester tous les messages d’alarmes et de les voir affichées sur le pupitre de l’affaire (6’’).

8.3.28.3.2 Simulation d’une entrée analogiqueSimulation d’une entrée analogique

Le but est de simuler la monté en température ou en pression d’un combustible et de vérifier le bon fonctionnement de l’affaire testé.

Started / Stopped : démarrer, stopper l’évolution de la rampeDec / Inc : Sens de la rampe

La pente est déterminée à l’intérieur du code.

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Circuit Fuel

Circuit gaz

Circuit air lessivage

Circuit air

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8.3.38.3.3 Simulation de défautSimulation de défaut

Les défauts son simulés par de simple boutons placés sur les conduites du combustible.Vert : pas de défautRouge : défaut présent Cet action permet de tester chaque message d’alarmes et sécurités afin d’observer le bon déroulement du programme.

8.3.48.3.4 Simulation d’un moteurSimulation d’un moteur

Ce bloc s’adapte aussi bien à une pompe haute pression qu’à un ventilateur. En mode auto le programme affaire commande la pompe et obtiens son retour de marche lorsque la tempo est écoulé. En manu une impulsion envoie le retour de marche.

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CENTRE DE RECHERCE DE - FIVES PILLARD- Dans l’image une chaudière avec la tête de bruleur (en jaune) et l’installation d’alimentation de combustible (gaz ou fuel) et urée, eau, oxygène, avec lesquelles on règle la flamme de bruleur à l’aide d’un automate programmable.

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La CPU de l’automate de sécurité HIMA –F 8650X qui a été testé et fonctionnera pour la société ARREVA.

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Le même automate avec des cartes – entrées, sorties.

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9 CONCLUSION

Ainsi, j’ai effectué mon stage de fin formation T.S.A.I.I. au sein de l’entreprise FIVES PILLARD. Lors de ce stage de deux mois j’ai pu mettre en pratique mes connaissances théoriques acquises durant ma formation, de plus, je me suis confronté aux difficultés réelles du monde de travail de la régulation industrielle.

Après ma rapide intégration dans l’équipe, j’ai eu l’occasion de réaliser plusieurs tâches qui ont constitué une mission de stage globale. Chacune de ces tâches, utiles au service et au bon déroulement de l’activité de l’entreprise, se sont inscrite dans la stratégie de celle-ci et plus précisément dans celle du service d’Automatisme et Régulation industrielle. Je pense que cette expérience en entreprise m’a offert une bonne préparation à mon insertion professionnelle car elle fut pour moi une expérience enrichissante et complète qui conforte mon désir d’exercer mon futur métier de « technicien automaticien » Je garde de stage un excellent souvenir, il constitue désormais une expérience professionnelle valorisante et encourageante pour mon avenir. Enfin, je tiens à exprimer ma satisfaction d’avoir pu travaillé dans de très bonnes conditions matérielles et un environnement agréable.

Nichita Constantin

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