1
Département de Génie Electrique
PROJET FIN D’ETUDE
Réalisation d’une carte de commande pour une station de pompage d’eau
Encadreur de l’ISET : Mer Hatem ABIDI Réalisé par : Kamilia GMAR
Radhia BEJAOUI
2
PLAN• Introduction
• Objectifs
• Mise en situation
• Solution adoptée
• Réalisation
• Conclusion et perspectives
3
INTRODUCTION
Notre projet s’est déroulé au sein de la Société Nationale
d’Exploitation et de Distribution des Eaux SONEDE Mégrine.
Il s’agit de réaliser une carte de commande pour une station de
pompage d’eau, afin d’optimiser le fonctionnement des
motopompes suivant les tarifs de l’électricité STEG (Jour/pointe/nuit).
4
ObjectifsRéaliser une carte de commande pour une station de pompage.
Optimisation du fonctionnement des pompes suivant le prix d’énergie de l’électricité.
Gestion de marche et d’arrêt des motopompes afin de réduire le facture de l’électricité.
Charger les données de consommation d’eau en fonction de temps dans la mémoire de microcontrôleur.
5
PRIX DE L’ÉNERGIE (Mill/KWh)
PompageEau
JOUR POINTE NUIT
65 103 42
Présentation des tarifs de l’électricité
6
M MP1 P2
Nh
Nb
~~
h
x
Qe
Qs
capteur de niveau
Fonctionnement d’une station de pompage
P1,P2 : PompesM : moteurQe : Débit des pompes Qs : Débit de consommation H : Hauteur du réservoir X : Volume vide Nh : capteur de niveau haut Nb : capteur de niveau bas
7
Les règles de base :
Si Nb=1 alors P1=1 ; Si Nh=1 alors P1=0 ;
Les règles de sécurité : Si P1= 1 et x(t=15mn)-x(t=0) >0 Alors P2=1
Si P1= 1 et Si P2=1 et x(t=15mn)-x(t=0) < Q(P1) alors P2 = 0
Si t = Hp- tf et Qs (Hp) > (h-x) alors P1=1 Si t =Hp et Nb=1 alors P1=1 jusqu’à (h-x) > Qs de (Hp) Si t =Hj – tf et Nh=0 alors P1=1
Les règles d’optimisation:
ETUDE DE L’OPTIMISATION
8
48
1216
2024
0
20
40
60
80
vo
lum
e c
on
so
mm
ée
(x1
00
0m
3)
Jour 1
histogramme moyen
Jour 2
04 08 12 16 20 24Heure
Vol
ume
cons
omm
é(x
1000
m
)3
10
20
30
40
50
60
00
Exemple
9
Schéma synoptique
Unité de contrôleet de traitement
PIC 16F877
Unité d'adaptationdes entrées/
sortiesRelais,convertisseur
Liaison RS232
BusI2C
Interfaceutilisateur
Boutonspoussoirs
Unitéd'affichage
LCD
Horloge tempsréel
PCF8583
10
Caractéristiques de microcontrôleur16F877
Unité arithmétique et logique(UAL)
Flash 8k octets
EEPROM (256 octets)
RAM(368 octets)
5ports E/S
Un module de convertisseur A/D
Trois timers sur 8bits
Un watchdog ou chien de garde
MCLR
Oscillateur
11
carte de commande
• Interface de communication série avec un PC.
• Liaison série (câble RS232)
• Le microcontrôleur 16F877
• Un afficheur LCD
•Protocole Bus I2C
•Horloge temps réel PCF
•Clavier de commande
•Relais pour la commande des pompes
12
GND VC
C
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9
D1
8
D0
7 E
6
RW
5
RS
4
VSS
1
VDD
2
VEE
3
LCD2 LM032L X1
4MHz C1
33p
C2
33p
Q2 2N2222
VCC
D2 1N4148
Q1 2N2222
D1 1N4148
VCC
R1 2.2k
R2 2.2k
RA0/AN0 2 RA1/AN1 3 RA2/AN2/VREF- 4 RA4/T0CKI 6 RA5/AN4/SS 7
RE0/AN5/RD 8 RE1/AN6/WR 9 RE2/AN7/CS 10
OSC1/CLKIN 13 OSC2/CLKOUT 14
RC1/T1OSI/CCP2 16 RC2/CCP1 17
RC3/SCK/SCL 18
RD0/PSP0 19 RD1/PSP1 20
RB7/PGD 40 RB6/PGC 39 RB5 38 RB4 37 RB3/PGM 36 RB2 35 RB1 34 RB0/INT 33
RD7/PSP7 30 RD6/PSP6 29 RD5/PSP5 28 RD4/PSP4 27 RD3/PSP3 22 RD2/PSP2 21
RC7/RX/DT 26 RC6/TX/CK 25 RC5/SDO 24 RC4/SDI/SDA 23
RA3/AN3/VREF+ 5
RC0/T1OSO/T1CKI 15
MCLR/Vpp/THV 1
U1
PIC16F877 VDD=VCC VSS=GND
E
E
RW
RW RS
RS
SDA SCL
SDA SCL
1 2
J1
CONN-H2
VCC
PCF8583
OSCI 1 OSCO 2 A0 3
VSS 4
VDD 8
SDA 5
SCL 6
INT 7
U4
GND
R4 10k R3
10k
VCC
MCLR
R0 1k D3
1N4148
C7 1uF
VCC
MCLR
1 6 2 7 3 8 4 9 5
J3
CONN-D9
T2out R2in
MAX232
C1+ 1 V+ 2 C1- 3
C2+ 4
C2- 5
V- 6
T2out 7 R2in 8
VCC 16
GND 15
T1out 14
R1in 13 R1out 12
T1in 11
T2in 10 R2out
9
U3
VCC C3
47u C4
47u
C5
47u
C6
47u
T2out R2in
X2 CRYSTAL
3
1 4
2
5
REL1
3
1 4
2
5
REL2
POMP2
POMP1
POMP1 POMP2
RL10 RL
11 RL20 RL
21 RL10 RL
20
RL11 RL21
CAP NB NH
R6 2.2k R7 2.2k
VCC
CAP NB NH
R8 2.2k R9
2.2k R10 2.2k
VCC
1 2 SWO
1 2 SW1
1 2 SW2
CARTE DE COMMANDE DE POMPAGE D'EAU AVEC OPTIMISATION DU FONCTIONNEMENT DES POMPES
SUIVANT LES TARIFS D'ENERGIE : JOUR/NUIT/HEURES DE POINTE
1
2
SW3
GND
v
v VCC
D4
1N4148 D5 1N4148 C8
100n
1 2
J2 CONN-H2
1 2
J5 CONN-H2
1 2
J4 CONN-H2
1 2
J6 CONN-H2
1 2 B1
3V
BUZZ
BUZZ
R5 470
1 2 3
RV1 RES-VAR VC
C
VEE
VEE
LS1
SPEAKER
13
14
Conclusion• Un système permettant de réduire le coût de facture
d’énergie électrique pour la société.
• Possibilité de stockage des donnée concernant la consommation d’eau en fonction du temps dans la mémoire de microcontrôleur PIC16F877 ou dans la mémoire de l’horloge PCF8583 Traçabilité de la consommation d’eau.
• Universalité de notre carte de commande des pompes.
• Réalisation simple et surtout non coûteuse.
15
Perspectives
Utilisation d’un logiciel qui pourra commander notre système.
Communication de notre carte par téléphonie avec un PC distant.
Utilisation d’un module GPS pour l’horloge.
Réduire de la taille de la carte.
16
MERCI
Recommended