Nous prsentons notre grand remerciement, aux responsables de la direction de notre institut quils nous ont accord loccasion damliorer nos connaissances. Nos remerciement galement a Mr SAUFI, Mr FORJI, Mme DIMA et Mr FATTAH qui nous ont donne beaucoup de soutient et qui ont t un grand livre pleine dinformation ouvert dans nos mains, aussi que les autre formateurs qui ont participes de prs ou de loin a notre formation. Grand merci pour nos collgues de classe qui ont t comprhensive avec nous.

Nous ddions ce travail toute la famille de ISTA-IE. Formateurs, Administrateurs et stagiaires. A nos famille, nos frres et surs et bien a nos amis de linstitut. Ce travail est le rsultat de lesprit de sacrifice dont vous avez fait preuve, de vos encouragements qui nous permis datteindre le but dsire. Quoi que nous puissions dire, nous ne pouvons exprimer nos sentiments envers vous. Tout ce que nous sommes, nest que le fruit de votre bonne ducation et votre patience.

Avant de proposLachvement de la formation des technicien spcialiser en automatisation et instrumentation industriel AII se caractrise par la ralisation des projets de fin de formation, dont le but est dapprofondir les connaissances thoriques et pratiques et de se familiariser avec la ralit professionnelle. A prsent, nous avons des connaissances sur le domaine que nous avons choisis a travailler (industriel), nous manipulons de nombreux outils et nous connaissons de diffrent techniques ncessaire a la ralisation de notre projet.

But de projetPour complter leur formation, les stagiaires dans toutes les spcialits sont appels a rdiger et a excuter un projet qui rsume en quelques arts toutes les notions acquises durant cette priode de formation et donner une image sur la comptence et la capacit intellectuelle et professionnelle d'un stagiaire ainsi que la manier et la mthode de mener un travaille qui demande un certain tude, recherche, organisation et ralisation dans les conditions optimales, ce projet amorce chez les stagiaires la prsence de tout les facteurs lis la ralisation.

Linstitut spcialise des techniques appliques inter entreprise ISTA-IE. Permis dacqurir une solide formation ; mais cest avant tout une formation professionnelle et de techniciens et de techniciens spcialises haut niveau qui permet dtre en mesure de trouver un avenir dans les meilleurs conditions possibles. Le synthse de fin de formation effectuer la deuxime anne pour objectif de concrtiser les connaissances technique acquis linstitut sous forme de ralisation de synthse, caractre cet objectif implique une formation spcifique qui permette au stagiaire dtre oprationnelle et de sadapter lvolution technique.

Dans ce projet, nous allons dcrire les maillons essentiels rencontrs dans une chane de mesure en justifiant leur rle dans l'ensemble. Ensuite chacun de ces maillons fera l'objet d'une tude. Pour illustrer notre propos, nous allons prendre un exemple dans le monde industriel, et tout particulirement dans le domaine agro-alimentaire. Il s'agit d'une unit de remplissage de pots et de bouteille dont les spcificits nous permettront de mettre en vidence un grand nombre de problmes techniques et de contraintes totalement ignores du consommateur mais trs importantes pour le concepteur de la machine et pour la partie qui nous intresse ici, savoir la chane instrumentale. Cet exemple nous permettra aussi d'insister sur les consquences conomiques parfois tonnantes d'une conception insuffisamment rflchie. Enfin, nous insistons sur le fait que cet exemple est choisi

pour des raisons essentiellement pdagogiques, ce qui signifie que la solution propose dans cet exemple n'est pas la seule possible, d'une part, et n'est pas ncessairement la meilleure ou la plus employe, d'autre part. C'est cependant un systme que nous avons vu et analys dans une unit de production rgionale.

Etude De ProjetCahier de charge

EXEMPLE : Chauffage et dosage des liquides

Systmes de pesage de liquides Les systmes de pesage de liquides perte de poids servent peser avec prcision les liquides trs visqueux. Les systmes de pesage de liquides technique de pesage positif sont utiliss pour le pesage de liquides coulement libre. Une variante intressante est constitue par la cuve de mlange auto-aspirante grce laquelle des matires sches peses avec prcision peuvent tre introduites sans grumeaux dans des liquides. Nous ne considrerons dans cet exemple les aspects de remplissages, chauffages, dosages. Il est bien vident qu'il y a d'autres problmes techniques et conomiques dans l'industrie agro-alimentaire. Rappelons que dans plusieurs produits, il doit y avoir un certain point respecter pour des produits et qu'en consquence le problme. Le fonctionnement pris en vue est la suivante: Le liquide doit tre mesur aprs transmis pour se faire chauffe une fois la temprature atteinte le liquide sort rgulirement vers des pots ou des bouteilles de stockage.

Mthode de vrification du cblage d'une entre masse commune : Cette vrification se ralise l'aide d'un voltmtreohmtre et d'un shunt (morceau de fil lectrique).

- Vrifier lalimentation des entres laide dun voltmtre. - Pour vrifier le capteur et son cblage, tester aux diffrents points indiques, contact du capteur ouvert, contact du capteur ferm. - Pour vrifier l'interface d'entre court-circuiter le capteur par un shunt, le voyant d'entre doit s'allumer.

GRAFCET de point de vue systme

Matire Douvre SYSTEME (Sans technologie)

Valeur ajout a la matire douvre

GRAFCET de point de vue oprative

Matire effet sur les Douvre actionneurs PARTIE OPERATIVE (Avec technologie)

Schma :

SIGNIFICATION : A : Bac doseur B : ballon de chauffage SP : Systme de pesage EV1, EV2, EV3: Electrovanne RC : Circuit de chauffage MB : moteur de lorassage B1 : Thermostat P1, P2 : Capteur de niveau

GRAFCET de point de vue partie commande

Matire Effet sur les Douvre actionneurs PARTIE COMMANDE

ENTREE/SORTIE :

Table de mnmonique :

Traduction GRAFCET LADDER :

TRADUCTION CONT LIST :

ETUDE DE SYSTEME DE PESAGE :1_Les capteursLorsque lon souhaite traduire une grandeur physique en une autre grandeur, on fait appel ce que lon nomme classiquement capteur . Son rle est de donner une image interprtable dun phnomne physique de manire pouvoir lintgrer dans un processus plus vaste.

1 Dfinitions

CapteurCest llment qui va permettre sous leffet du mesurande den dlivrer une image exploitable (signal lectrique par exemple). On parle aussi de transducteur, la grandeur physique dentre tant transforme en une autre grandeur physique de sortie ou en un signal lectrique.

Gnralement, on obtient une grandeur de sortie du type lectrique. Elle peut tre soit :- une charge, - une tension, - un courant, - une impdance (R, L, C).

1.3 La dtection : une fonction essentielle

La fonction dtection est essentielle car elle est le premier maillon dans la chane dinformation dun processus industriel. En effet, dans un systme automatique, des dtecteurs assurent la collecte des informations :

_de tous les vnements ncessaires la conduite, pour tre pris en compte par les systmes de commande, selon un programme tabli ; _du droulement des diffrentes phases du processus lors de lexcution de ce programme.

1.4 Les diverses fonctionnalits de la dtection

Les besoins de dtections sont trs varis. Les besoins les plus lmentaires sont : _le contrle de la prsence, de labsence ou du Positionnement dun objet, _la vrification du passage, dun dfilement ou dun bourrage dobjets, _du comptage. Ils sont gnralement satisfaits par des dispositifs incertitude des appareils).

Tracez la courbe lnR = f(1/T) (utilisez Excel par exemple) : elle doit tre linaire en accord avec la thorie. Calculez la pente estimation de Eg 0,5 eV (faible) explique la sensibilit. 1.3.4 Application On peut faire une rgulation de temprature en tout ou rien Rsistances lectriques chauffantes sur mesure Dfinition Une rsistance chauffante est un matriau conducteur base de mtal prsentant une rsistance lectrique au passage d'un courant qui la porte une temprature donne par effet joule. Les rsistances chauffantes sont tudies pour dlivrer une certaine temprature soit par rayonnement infrarouge, soit par conduction thermique en fonction de l'application de chauffage. Certaines rsistances sont conues pour dlivrer peu de chaleur afin de maintenir une surface hors gel (gouttires, rampes d'accs, etc.) ou de maintenir une temprature de base dans un local (cbles de traage, plancher chauffant lectrique).

La rsistance lectrique chauffante sur mesure (lment chauffant blind) est constitue d'un fil rsistif en nickel chrome 80/20 centr dans un tube de protection (blindage) il est rempli de magnsie lectrofondue de trs haute qualit. Compacte par laminage froid elle assure un excellent transfert thermique. Chaque extrmit de l'lment blind est constitue d'une partie non chauffante de longueur adapte l'utilisation, sur laquelle est assur le raccordement lectrique. L'lment chauffant sur mesure est fabriqu avec une longueur maxi de 6700 mm, de diffrents diamtres (6,5 - 8,5 - 10 - 13,5 - 16 mm) et matires (cuivre, acier inoxydable, incolore, inconel). La rsistance lectrique chauffante, forme froid suivant plans, chantillons ou spcifications client. La rsistance lectrique chauffante est l'lment de base des ensembles chauffants sur mesure, des lments surmouls, des thermoplongeurs visser ou bride, des rsistances ailettes, des batteries chauffantes... Elle constitue une solution incontournable pour le chauffage de liquide, gaz ou solide. La puissance surfacique est adapte aux exigences du produit chauffer. Les lments chauffants sur mesure sont fabriqus l'unit (prototypes) ou en srie

Electrovanne

Nom de la pice dtache Electrovanne Fonction de la pice Autoriser ou interdire le passage d'un fluide (Eau, vapeur, gaz). Exemple d'utilisation Admission d'eau dans les lave-linge et les lave-vaisselle, chappement de la vapeur dans les centrales, admission du gaz dans les tables de cuisson. O les trouver ? Dans tous les appareils de lavage, elles sont raccordes au tuyau d'arrive d'eau.

Dans les centrales ou nettoyeurs vapeurs (plus petites et rsistantes). Comment les reconnatre ? Visuellement (Voir photos). Deux bornes, un bobinage, arrive et sortie d'eau. Elle ressemble gnralement un bloc rectangulaire o sont relie des durites Schma en coupe de l'organe Voici un schma reprsentant les principaux composants d'une lectrovanne.

Leur principe de fonctionnement. Il repose sur un simple systme d'quilibre de pression. Un corps moul dans un plastique rigide permet le passage de l'eau. On y ajoute une membrane souple afin de pouvoir crer notre lectrovanne (Etape 1), l'eau s'coule alors libre vers la sortie, grce sa pression "p".

En perforant cette membrane cot arrive d'eau (Gnralement par trois orifices), l'eau s'engouffre dans la partie suprieure et vient appuyer en sens inverse sur la membrane (contre pression "f") crant ainsi un quilibre puisque ces pressions sont identiques (Elles viennent du rseau d'eau). Cependant quelques fuites persistent... (Etape 2).

Etape 3: Pour rompre cet quilibre il suffit de crer une dpression (Diminuer "f" par rapport "p"). Pour ce faire un nouvel orifice est perc (orifice de dpression), l'eau

peut s'infiltrer, le dsquilibre est prsent et l'on se retrouve dans le cas de figure de l'tape 1.

Pour finir, dans le but de rendre parfaitement tanche la figure de l'tape 2, on ajoute un pointeau pouss par un petit ressort, qui obture l'orifice de dpression (Etape 4) et aide la membrane fermer compltement. Il ne reste plus qu ouvrir l'orifice de dpression, en faisant remonter le pointeau mtallique grce une petite bobine magntique qui l'attirera comme un aimant.

Voici la vue clate d'une lectrovanne simple voie. Elle sont toutes fabriques de la mme faon, et sont dmontables/remontables, trs facilement. Le systme est sensiblement le mme pour un systme vapeur (centrale ou fer)

Reprsentation schmatique

Ci dessus sont reprsents les diffrents symboles schmatiques que l'on peut trouver sur la documentation technique des appareils mnagers. Quels symptmes et diagnostics en cas de panne ? -Pas de remplissage: Vrifier et nettoyer le filtre d'arrive d'eau, les orifices de la membrane (Eliminer un ventuel problme d'obstruction). Vrifier si le bobinage n'est pas coup l'Ohmmtre (Environ 3500 ohms). Sur certains modles, une lectrovanne en court circuit peut provoquer une vidange continue de l'appareil (En la dbranchant on peut la mettre en cause, si la vidange s'arrte). -Remplissage permanent de l'appareil: Fuite au niveau du pointeau, ressort dtendu. Dans de rares cas, si la pression du rseau d'eau est insuffisante. Comment la tester ? -Mesure de l'enroulement (Bobinage l'ohmmtre, environ 3500 ohms). -Branche directement l'arrive d'eau, aucune fuite ne doit tre constate. -La pointe d'un tournevis se colle dessus lorsqu'elle est alimente (Comme un aimant) Variantes.

On peut galement trouver des lectrovannes plusieurs voies. Dans l'image ci dessous, une lectrovanne triple voie, associe un petit circuit imprim (qui distribue simplement le courant aux diverses bobines). En rose, un rducteur de pression, gnralement utilis lorsque l'on a besoin de rguler un dbit d'eau dans l'appareil (Phase de schage d'une lavante-schante par exemple).

L'lectrovanne de rgnration ne fonctionne pas sur le mme principe. Il n'y a pas de pression d'eau au sens de l'lectrovanne de remplissage. Elle obstrue simplement un orifice (gnralement entre le pot sel et les rsines de l'adoucisseur). Son ouverture permet alors le passage de l'eau par simple phnomne de gravit.

L'lectrovanne prsente dans les appareils vapeurs est bien plus robuste, elle doit supporter chaleur et pression. La voici reprsente en image.

Le moteur utilis I. Constitution : Le moteur asynchrone triphas, qui est le rcepteur de puissance des installations industrielles, est form d'un :

Stator : la partie fixe du moteur. Il comporte trois bobinages (ou enroulements) qui peuvent tre

coupls en toile Y ou en triangle selon le rseau d'alimentation. Rotor : la partie tournante du moteur. Cylindrique, il porte soit un bobinage (d'ordinaire triphas comme le stator) accessible par trois bagues et trois balais (figure 3), soit une cage d'cureuil non accessible, base de barres conductrices en aluminium(figures1et 2).

Dans les deux cas, le circuit rotorique est mis en courtcircuit (par des anneaux ou un rhostat)

figure 1

figure2 figure 3

Le moteur asynchrone cage est trs rpandu dans le domaine industriel, de par sa grande robustesse mcanique, son faible cot et sa trs bonne standardisation. La plage des puissances des machines asynchrones s'tend de la centaine de Watts la dizaine de Mgawatts.

Figure 4 : le moteur asynchrone triphas II . Branchement du moteur asynchrone tripahs :

Le stator d'un moteur asynchrone triphas comporte trois enroulements identiques qui sont coupls :

Soit en toile (Y) Soit en triangle ()

Le choix du couplage dpend :

Des tensions du rseau.

Des indications portes sur la plaque signaltique qui donne les conditions normales de fonctionnement (dites aussi nominales).

L'utilisateur choisit le couplage qui convient par l'intermdiaire de la plaque borne du moteur, qui comporte six bornes auxquelles sont relies les entres et les sorties des trois enroulements Normalisation des bornes : Entres : U1, V1 et W1. Sorties : U2, V2 et W2.

Dtermination du couplage : si la plus petite tension de la plaque signaltique du moteur correspond la tension entre phase du rseau on choisit le couplage triangle . 2. si la plus grande tension de la plaque signaltique du moteur correspond la tension entre phase du rseau on choisit le couplage toile Y.1.

380 v 660 v Tension de Tension Tension Tension d'un deux simple compose enroulement enroulements

Rseau d'alimentation 220v 380 v 220 v 380 v

Plaque signaltique 220 v 380 v

Couplage adquat ETOILE TRIANGLE

III . Principe de fonctionnement : Les bobinages statoriques, aliments par des courants triphass de pulsation w, crent un champ magntique B tournant la vitesse Ws=w/p o p est le nombre de paire de ples au stator. Ce champ (flux) tournant balaie le bobinage rotorique et y induit des forces lectromotrices (fm) d'aprs la loi de Lenz. Le bobinage rotorique tant en court-circuit, ces fm y produisent des courants induits. C'est l'action du champ tournant B sur les courants induits qui cre le couple moteur. Ce dernier tend rduire la cause qui a donn naissance aux courants, c'est dire la rotation relative du champ tournant par rapport au rotor. Le rotor va donc avoir tendance suivre ce champ. Le rotor tourne forcment une vitesse W < Ws (d'o le terme asynchrone).

Pour changer le signe de Ws (donc le sens de rotation), il suffit de permuter deux fils de phase. IV. Problme de dmarrage des moteurs asynchrones : Le branchement du moteur au rseau de distribution peut se raliser : 1. Sans perturbation pour les autres rcepteurs et sans dtrioration du moteur : l'quipement de dmarrage est dit dmarrage direct. 2. Avec perturbations la fois pour le rseau et les autres rcepteurs ou avec dtrioration du moteur : l'quipement de force motrice doit assurer le dmarrage suivant un procd qui limine ou qui rduit dans leurs limites rglementaires ces perturbations et qui vite toute dtrioration. D'une faon gnrale et quel que soit le type de moteur, les diffrents procds de dmarrage ont pour objectif la rduction de l'intensit de dmarrage. V. Dmarrage direct : V.1 Principe : Dans ce procd le stator du moteur est branch directement sur le rseau d'alimentation triphas. Le dmarrage s'effectue en un seul temps.

V.2 Caractristique technique : Seuls les moteurs asynchrones triphass avec rotor en court-circuit ou rotor cage peuvent tre dmarrs en direct. Au dmarrage du moteur la pointe d'intensit est de l'ordre de 4 8 fois l'intensit nominale. Le couple au dcollage est important, environ 1,5 fois le couple nominal. V.3 Dmarrage direct semi-automatique un sens de marche : On veut dmarrer un moteur asynchrone triphas dans un sens de rotation par un bouton poussoir S1 et l'arrter par l'appui sur un bouton poussoir S0. V.3.1 Schma fonctionnel :

V.3.2

Circuit de puissance : L1, L2, L3 : alimentation triphase Q : fusible sectionneur KM1 : contacteur principal 1 F : relais thermique M : moteur triphas

V.3.3

Circuit de commande : F : contact auxiliaire du relais thermique S0 : bouton poussoir arrt S1: bouton poussoir marche KM1 : bobine du contacteur KM11 : contact auxiliaire du contacteur

Quels symptmes et diagnostics en cas de panne ? -Pas de rotation en lavage (Tambour): Enroulement petite vitesse coup, condensateur dfectueux, blocage mcanique. -Pas de rotation en essorage (Tambour): Enroulement grande vitesse coup, condensateur dfectueux, blocage mcanique. -Fait disjoncter: Enroulement en contact avec la carcasse

du moteur -Bruit en rotation: Roulements moteurs uss. Comment le tester ? -En mesurant chaque enroulement avec un Ohmtre. -En mesurant le condensateur l'aide d'un capacimtre: Sa valeur est inscrite sur la pice (Ex: 16F). -En le branchant en direct sur le secteur (avec ou sans condensateur), vide il peut dmarrer. -En le branchant et en le lanant la main, il dmarre seul: Condensateur dfectueux. -En le lanant la main, bruit sur l'axe: Roulements uss. -Cot moteurs triphass, une carte lectronique de gestion surveille le bon fonctionnement du module commande moteur et dtecte toute anomalie de fonctionnement. Un affichage de code panne est donn l'utilisateur en cas de problme.