Station Relevage

STATION DE RELEVAGE DES EAUX USEES
LE CAMPING DU PIN DE GALLE
HAMADI Malek
MAHAMOUD Ibrahim
SESSION 2015
Table des matières
Présentation du projet ............................................................................................. 1
1) Présentation de l'entreprise ................................................................................ 1
2) Présentation de la station de relevage ............................................................... 1
3) Présentation des étudiants. ................................................................................ 2
4) Présentation de la maquette ............................................................................... 2
5) Connaissance du cahier des charge du thème .................................................. 3
6) Description du système ...................................................................................... 4
7) Principe de l’installation ...................................................................................... 4
8) Matériel ............................................................................................................... 5
8.1) Les motopompes ......................................................................................... 5
9) Les capteurs intégrés au système ................................................................ 10
10) Capteur analogique ..................................................................................... 14
11) Capteur T.O.R............................................................................................. 14
Résumé de la norme NF EN 12050-1 .................................................................... 18
11) Les exigences................................................................................................. 18
12) Principes de construction ............................................................................... 18
13) Essais ............................................................................................................. 18
Résumé de la norme NF EN 12050-2 .................................................................... 19
14) Les exigences................................................................................................. 19
15) Principes de construction ............................................................................... 19
16) les essais ........................................................................................................ 19
Devis........................................................................................................................ 20
HAMADI Malek
Le choix du variateur de vitesse ........................................................................... 21
17) Comment choisir un variateur de vitesse ........................................................ 21
18) Choix du variateur de vitesse ...................................................................... 21
19) Fonctionnement du variateur de vitesse ......................................................... 23
20) Principe de la variation de vitesse............................................................... 23
21) Schéma synoptique de la structure d’un variateur ...................................... 23
22) Fonctionnement .......................................................................................... 24
23) Commande MLI sinus. ................................................................................ 25
24) Les quadrants de fonctionnement. .............................................................. 26
25) Paramétrage du variateur de vitesse .............................................................. 26
26) Le menu drC nous pouvons régler l’autoréglage. ....................................... 28
27) Menu SET (réglage) .................................................................................... 29
28) Câblage du variateur de vitesse ..................................................................... 30
29) Constitution d’un contacteur ........................................................................... 31
30) Comment choisir un contacteur ...................................................................... 31
31) Les quatre catégories d'emploi des contacteurs : AC1 à AC4 .................... 32
32) Choix de l’appareillage de protection ............................................................ 33
33) Le réglage ................................................................................................... 33
34) Les auxiliaires ............................................................................................. 33
35) Le choix ...................................................................................................... 33
Schémas ................................................................................................................. 34
Essais ...................................................................................................................... 42
36) Partie intérieure .............................................................................................. 42
37) Partie extérieure ............................................................................................. 42
Conclusion .............................................................................................................. 43
MAHAMOUD Ibrahim
Choix du démarreur ............................................................................................... 44
Le démarreur progressif ........................................................................................ 45
Diagramme fonctionnel du démarreur .................................................................. 46
Le câblage ............................................................................................................ 46
Réglage du démarreur .......................................................................................... 47
Choix de l'automate programmable ..................................................................... 48
Principe et fonctionnement de l'automate programmable ..................................... 48
Avantages et inconvénients de l'automate programmable ................................... 48
Structure d'un système automatisé : ..................................................................... 48
Caractéristique technique ..................................................................................... 51
Conception du programme ................................................................................... 52
Réalisation du programme .................................................................................... 52
Listes des variables ............................................................................................... 56
Alimentation ........................................................................................................... 57
Câblage de l'automate ........................................................................................... 57
Choix du pupitre de contrôle ................................................................................ 58
Détermination de nos besoins .............................................................................. 58
Conclusion .............................................................................................................. 64
Station de relevage Projet BTS Electrotechnique HAMADI Malek
Présentation du projet
1) Présentation de l'entreprise
Depuis 30 ans, la SERAM devenue SERAMM société anonyme dédiée à la gestion

du fonctionnement des ouvrages de collecte et de traitement des eaux usées,
l'exploitation et l'entretien des infrastructures d'assainissement et la gestion des eaux
pluviales pour Marseille et des communes du territoire de Marseille Provence
Métropole.
Sa vocation est donc d'assainir les eaux usées de la Ville pour protéger la santé de
ses habitants et préserver leur environnement, notamment les plages et gérer les
eaux pluviales pour lutter contre les risques d'inondations en cas de fortes pluies et
contribuer ainsi à la sécurité des marseillais.
2) Présentation de la station de relevage
La station de relevage des eaux usées "Le pin de Galle" se trouvant dans la commune
du Pradet est composée de deux pompes de 30 kW avec une armoire de commande
vétuste qui occasionne des dommages dans les canalisations. On nous demande de
faire l'étude de la rénovation de l'armoire de commande de cette installation se situant
au bord de la mer et en bas d'une colline, son rôle est de remonter l'eau de l'autre côté
de cette colline. L'eau descend par gravité jusqu'à l'usine de dépollution de la " Clue"
située à côté du Pradet sur la commune de la Garde.
La section de BTS électrotechnique du lycée dispose d'une installation de relevage
(maquette) non opérationnelle que l'on va rénover dans l'objectif de la présenter
comme solution de fonctionnement de la station " le pin de Galle".
1
3) Présentation des étudiants.
Pour la réalisation de ce projet, qui est la station de relevage des eaux usées, nous
somme en binôme. Le binôme est composé de Mr MAHAMOUD Ibrahim ainsi que de
Mr HAMADI Malek. Nos tâches ont été réparties de la façon suivante :
Mr HAMADI Malek  Vérifier le choix du variateur et
des contacteurs
 Mettre à jour les schémas
d'installation
 Configurer le variateur de vitesse
 Concevoir le programme de la
console de dialogue
 Réaliser l'installation
Mr MAHAMOUD Ibrahim  Vérifier le choix du démarreur et
des contacteurs
 Mettre à jour les schémas
d'installation
 Régler le démarreur
 Concevoir le programme API
 Réaliser l'installation
4) Présentation de la maquette
Notre projet est représenté par une maquette qui nous servira de support. La maquette
a le même principe de fonctionnement que la station de relevage des eaux usées se
trouvant dans la commune du Pradet (83).
2
Le but de la station de relevage est de pouvoir récupérer les eaux usées se situant
dans le réservoir et les acheminer vers la cuve. Pour cela, nous ferons appel à 2
pompes de 1kW chacune. Une régulation a aussi était mise en place grâce deux
capteurs. Le premier capteur est un détecteur Tout ou Rien, l'autre est un détecteur
analogique.
5) Connaissance du cahier des charge du thème
Le but de ce projet est de pouvoir relever l'eau usée suivant le taux de remplissage
de la cuve ( haut de 1m ) en mettant en œuvre une régulation de niveau sachant que
le débit varie en fonction des saisons.
La station est équipée de deux groupes motopompes de 1kW fonctionnant en
alternance pour répartir l'usure. Les périodes d'alternance seront définies de façon à
avoir le même nombre d'heure de fonctionnement.
Deux modes de marche seront prévus:
 Le mode automatique consiste à faire fonctionner l'un des groupes avec un
variateur de vitesse dès que le niveau moyen de la cuve est signalé par le
capteur analogique. On maintient ce niveau par une régulation vis-à-vis des
variations du débit d'entrée des eaux usées dans la cuve.
 Le mode dégradé consiste à faire fonctionner l'un des groupes avec un

démarreur électronique dès que le niveau haut signalé par un capteur TOR est
atteint suite à un défaut. L'arrêt est obtenu si le niveau bas est détecté.
Toute la partie du câblage de l'installation sera à refaire en respectant les normes en
vigueurs.
 Vérification modification si nécessaire de l'appareillage de protection et de
commande.
 Câblage du variateur, du démarreur et des contacteurs des motopompes.
 Installation et vérification du fonctionnement du capteur analogique à

ultrasons de niveau.
 Installation et vérification du fonctionnement du capteur T.O.R anti-

débordement.
 Vérification du câblage et du fonctionnement des entrées et sorties de l'API.
 Production du GEMMA et des GRAFCETs de l'installation
 Programmation de l'API.
3
6) Description du système
Notre projet consiste à rénover entièrement la platine présente dans l'armoire

puisque le reste de l'installation (cuve, bac, plomberie ...) étaient fournis.
Ce système est constitué d'une partie opérative comprenant :
 Deux motopompes (400V triphasé)
 Un réservoir à eau et une cuve de stockage
 Une armoire de confinement
 Des détecteurs de niveau
 Clapets anti-retours
 Vannes
7) Principe de l’installation
Le camping, proche de la mer, dispose de 40 emplacements prévus pour recevoir les

vacanciers. Chaque emplacement est équipé d’une évacuation des eaux usées.
Toutes les entreprises qui s’occupent des stations de relevage ont un même objectif
principal. Leur objectif est d’éviter que les eaux usées ne se déversent à la mer. Si cet
objectif n’est pas accompli les entreprises se verront pénalisées. Car le camping se
trouvant proche de la mer (et par conséquent au-dessus) les eaux usées descendent
à cause de la gravité. Ces eaux usées sont donc collectées dans une cuve. Cette cuve
dispose de deux motopompes qui (par aspiration) enverront les eaux usées à un égout
se situant plus haut. Egout qui lui, est relie à une usine de traitement des eaux usées.
Une détection du niveau de l’eau stockée est réalisée. Quatre niveaux sont contrôlés :
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1. Le niveau bas : ce niveau indique que la cuve est quasiment vide. Seul un fond
d’eau reste pour éviter que les motopompes ne se désamorcent.
2. Le niveau moyen : un niveau qui nous indique que la cuve est à moitié pleine
est par conséquent fait fonctionner un des deux motopompes.
3. Le niveau haut : une fois ce niveau atteint la cuve est quasiment pleine. Les
deux motopompes sont actionnées jusqu’à que le niveau moyen est atteint.
4. Le niveau déversoir : ce niveau est considéré comme une alarme. Une fois le
niveau déversoir atteint, cela signifie que la cuve est au bord du débordement.
Ce qui, pour une vraie station de relevage, signifie que les eaux usées vont être
envoyées à la mer.
8) Matériel
8.1) Les motopompes
Les motopompes sont conçues pour véhiculer de l'eau, ainsi que tous les liquides
clairs, non chargés, non abrasifs, non explosifs, compatibles avec les matériaux de
construction de la pompe.
Pompe ESPA POOLT P06100 :
8.2) Caractéristiques hydrauliques
Les caractéristiques hydrauliques sont garanties conformément à la norme

internationale ISO 2548 classe C, pour les pompes fabriquées en série.
Tableau représentant le débit en m3/h en fonction de la hauteur manométrique
Hauteur Manométrique [m]
Type 40 m 35 m 30 m 25 m
Pool T 0.9 m3/h 1.5 m3/h 2.1 m3/h 2.5 m3/h
Tableau représentant le débit en m3/h en fonction de la pression

Pression [bars]
Type 2.5 bars 3 bars 3.5 bars 4 bars
Pool T 2.50 m3/h 2.10 m3/h 1.50 m3/h 0.9 m3/h
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8.3) Caractéristique électrique

TYPE Référence A 3~ 400 V P1 (kW) 3~ kW IP
POOL T PP06100 2.1 1 0.75 55
8.4) Conception
Les pompes hydrodynamiques sont de construction très simple: en version de base,
elles sont essentiellement constituées d’une pièce en rotation, le rotor appelé aussi
roue ou hélice tourne dans un carter appelé corps de pompe. Une certaine vitesse est
ainsi communiquée au fluide.
6
 Aspiration: la pompe étant amorcée (c’est à dire pleine de liquide), la vitesse

du fluide qui entre dans la roue augmente, et par conséquent la pression dans
l’ouïe diminue, engendrant ainsi une aspiration et le maintien de l’amorçage.
 Accélération: la rotation augmente la vitesse du fluide tandis que la force

centrifuge qui le comprime sur la périphérie augmente sa pression. Les aubes
sont le plus souvent incurvées et inclinées vers l’arrière par rapport au sens de
rotation, mais ce n’est pas une obligation. Dans un même corps de pompe on
peut monter des roues différentes en fonction des caractéristiques du fluide.
 Refoulement: dans l’élargissement en sortie, qui se comporte comme un

divergent, le liquide perd de la vitesse au profit de l’accroissement de pression:
l’énergie cinétique est convertie en énergie de pression.
8.5) Avantages et inconvénients
Pour les avantages, ce sont des machines de construction simple, sans clapet ou
soupape, d’utilisation facile et peu coûteuse.
 à caractéristiques égales, elles sont plus compactes que les machines
volumétriques.
 leur rendement est souvent meilleur que celui des « volumétriques ».
 elles sont adaptées à une très large gamme de liquides.
 leur débit est régulier et le fonctionnement silencieux.
 en cas de colmatage partiel ou d’obstruction de la conduite de refoulement,

la pompe, ne subit aucun dommage et l’installation ne risque pas d’éclater.
La pompe se comporte alors comme un agitateur.
Du côté des inconvénients :
 impossibilité de pomper des liquides trop visqueux
 production d’une pression différentielle peu élevée (de 0,5 à 10 bar)
 elles ne sont pas auto amorçantes
 à l’arrêt ces pompes ne s’opposent pas à l’écoulement du liquide par gravité

(donc vannes à prévoir….)
7
8.6) Pression différentielle engendrée par la pompe
Sur l’installation ci-contre, la pompe qui

tourne à vitesse constante élève le liquide
contenu dans le réservoir inférieur et le
rejette dans le réservoir supérieur.
Entre « A » et « E » : le fluide s’élève par
aspiration, on dit que la pompe travaille à
l’aspiration.
Entre « S » et « B » : la pompe travaille au
refoulement.
L’application du théorème de Bernoulli entre

A et B donne :
La différence de pression engendrée par la pompe s’écrit :
La vitesse en A est généralement négligeable

La hauteur théorique d’élévation Hp est par définition :
8.7) Amorçage de la motopompe
La pompe centrifuge n’est généralement pas auto-amorçante. Quand le corps de

pompe contient de l‘air, la pompe centrifuge de conception usuelle ne peut engendrer
suffisamment de pression pour fonctionner. Elle tourne « à vide ».
Les pompes immergées ne posent pas de problème d’amorçage, par contre, si le
niveau du liquide à pomper est plus bas que le corps de pompe, il y a lieu de prévoir
un dispositif d’amorçage.
8
8.8) Consignes de sécurité
Mise en marche de la motopompe :

Une motopompe ne doit jamais fonctionner à sec. La bonne étanchéité de la garniture
mécanique en dépend.
La procédure à suivre est la suivante:
 Ouvrir la vanne à l'aspiration (cas pompe en charge).
 Remplir la pompe et la tuyauterie de liquide à pomper.
 Fermer la vanne de réglage du débit au refoulement.
 Pour les motopompes avec moteur triphasé, s'assurer que le sens de rotation
est celui indiqué par la flèche situé à l'avant du corps de pompe. On lancera le
moteur quelques tours pour vérifier son sens de rotation. Si le sens de rotation
est inversé, modifier le branchement à la plaque à bornes du moteur en
inversant 2 fils d'alimentation.
Tout fonctionnement à sec est formellement interdit
 Le réservoir à eau doit être rempli jusqu'au repère niveau max, sauf en cas
d’arrêt prolongé du système.
 Protection individuelle : ne pas déconnecter un composant raccordé en énergie
(électrique, hydraulique) sans avoir pris soin de couper et d'évacuer toute
énergie résiduelle.
 Branchement électrique : si la motopompe est restée dans une atmosphère
humide vérifier la résistance d'isolement du moteur avant tout raccordement
électrique. Celle-ci ne doit pas être inférieure à 10 mégohms à froid sous 500
volts pendant 60 secondes.
 Alimentation : s'assurer que la tension indiquée sur la plaque signalétique du
moteur correspond bien à celle du réseau électrique.
9
9) Les capteurs intégrés au système

9.1) Principales caractéristiques des capteurs
 L’étendue de la mesure : c'est la différence entre le plus petit signal détecté et

le plus grand perceptible sans risque de destruction pour le capteur.
 La sensibilité : c'est la plus petite variation d'une grandeur physique que peut
détecter un capteur.
 La rapidité : c'est le temps de réaction d'un capteur entre la variation de la

grandeur physique qu'il mesure et l'instant où l'information prise en compte par
la partie commande.
 La précision : c'est la capacité de répétition d'une information, position, d'une

vitesse,...
9.2) Critères généraux de choix
Parmi les principaux et nombreux facteurs qui interviennent dans le choix d'un
détecteur, citons :
 Les conditions d'exploitation, caractérisées par la fréquence de manœuvres,
la nature, la masse et la vitesse du mobile à contrôler, la précision et la fidélité
exigées, ou encore l'effort nécessaire pour actionner le contact.
 La nature de l'ambiance, humide, poussiéreuse, corrosive, ainsi que la

température.
 Le niveau de protection recherché contre les chocs, les projections de

liquides.
 Le nombre de cycles de manœuvres.
 La nature du circuit électrique.
 Le nombre et la nature des contacts.
 La place disponible pour loger, fixer et régler l’appareil.

La démarche d'aide au choix proposée s'établit en deux temps :
Phase 1 : détermination de la famille de détecteurs adaptée à l'application
L'identification de la famille recherchée s'effectue par un jeu de questions /réponses
chronologiquement posées, portant sur des critères généraux et fondamentaux
s'énonçant en amont de tout choix :
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 nature de l'objet à détecter : solide, liquide, pulvérulent, métallique ou non

 contact possible avec l'objet
 distance objet/détecteur
 masse de l'objet
 vitesse de défilement
 cadence de manœuvre
 espace d'intégration du détecteur dans la machine
L'organigramme ci-dessous illustre cette démarche qui conduit à faire la sélection
d'une famille de détecteurs sur la base de critères simples.
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Phase 2 : détermination du type et de la référence du détecteur recherché :

Cette deuxième phase tient compte de paramètres liés, selon les familles, à :
 L'environnement : température, humidité, poussière, projections diverses,...
 La source d'alimentation : alternative ou continue.
 Le signal de sortie : électromécanique, statique.
 Le type de raccordement : câble, bornier, connecteur.
9.3) Capteur de proximité capacitif
Les détecteurs de proximité capacitifs présentent l’avantage de pouvoir détecter à
courte distance la présence de tous types d’objets, car sensibles aux métaux et aux
non-métaux.
Dans ce cas, la tête de mesure de ces capteurs est formée d'un conducteur cylindrique
et d'une enveloppe métallique coaxiale réalisant un condensateur de capacité fixe C1.
Si une cible s'approche de l'extrémité des conducteurs précédents, elle constitue avec
ces conducteurs deux autres condensateurs.
Ainsi, si le circuit est alimenté par un signal alternatif à une fréquence donnée,
lorsqu'on approche une cible, la capacité du circuit change et le signal s'atténue. C'est
cette atténuation que l'on mesure.
9.4) Avantages
1. pas de contact physique avec l’objet détecté : possibilité de détecter des objets
fragiles, fraîchement peints
2. pas d’usure, durée de vie indépendante du nombre de manœuvres
3. détecteur statique, pas de pièces en mouvement
4. produit entièrement encapsulé dans la résine (étanche)
5. très bonne tenue à l’environnement industriel (atmosphère polluante)
9.5) Détection d’objets
 Toute matière (par exemple dans les chaines de fabrication)

 Portée de détection : jusqu’à 60 mm pour les plus courants
 dépend de l’épaisseur des objets
9.6) Utilisation
 Contrôle de remplissage dans des flacons ou des cuves

 Détection de la présence de matériaux pulvérulents dans des trémies
 Les domaines d’utilisation les plus significatifs se rencontrent dans
l’agroalimentaire, la chimie, la transformation des matières plastiques, le bois,
les matériaux de construction
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Donc d’après la démarche d’aide au choix proposée (par télémécanique) dans la

première phase on peut s’apercevoir que l’identification de la famille par le jeu de
questions/réponses nous mènent à choisir un capteur de type capacitif mais dans la
deuxième phase de choix on s’aperçoit que le capteur de type capacitif ne convient
pas pour deux raisons : dans un premier temps sa sensibilité à l’humidité car le capteur
sera placée juste au-dessus du bassin d’eau et donc risque de projection,
éclaboussures éventuelles d’eau. Et dans un deuxième temps sa portée qui est
relativement faible 60mm en sachant que le bassin à une hauteur de 33.5 cm. Nous
avons donc choisis des capteurs de type ultrasonique (capteur à ultrason) qui ont une
plus grande portée et ne sont pas sensibles au milieu humide du bassin.
9.7) Capteur à ultrason
Son principe de fonctionnement repose comme son nom l'indique sur l'utilisation des
ultrasons. Ce sont des ondes acoustiques dont la fréquence est trop élevée pour être
audible par l'être humain. Ici, on mesurera un niveau grâce au capteur ultrasonique.
On peut utiliser d'autres moyens (la pression hydrostatique exercée par le fluide par
exemple) pour déterminer le niveau d'un produit dans une cuve, mais la mesure de
niveau par ultrasons permet d'effectuer une mesure sans contact avec le produit.
9.8) Principe de fonctionnement
L'émetteur et le récepteur sont situés dans le même boîtier. L'émetteur envoie un train
d'ondes qui va se réfléchir sur l'objet à détecter et ensuite revenir à la source. Le temps
mis pour parcourir un aller-retour permet de déterminer la distance de l'objet par
rapport à la source. Plus l'objet sera loin plus il faudra longtemps pour que le signal
revienne. Pour détecter le niveau (la distance d), on utilise l’équation :
Donc
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Avec : t = le temps entre le début de l’émission et le début de la réception et

v = étant la vitesse du son qui est de 330 m.s-1.
Mesure du temps t entre le début
de l’émission et le début de la
réception du signal.
9.9) facteur d’influence

Attention, le capteur ultrasonique comporte certains inconvénients :
 Il est très vite inopérant lorsqu’il y a présence d’échos parasites, en présence
de poussière ou encore lorsque le niveau mesuré se trouve dans un endroit
trop étroit.
 Aucun fonctionnement possible dans le vide.
 Il y a une zone que l'on appelle zone morte et qui correspond à la distance
minimum que doit avoir le niveau à détecter par rapport au capteur pour que
celui-ci fonctionne correctement.
10) Capteur analogique
Les capteurs analogiques servent à transformer une grandeur

physique en un autre type de variation d'impédance, de
capacité, d'inductance ou de tension. Un signal est dit
analogique si l’amplitude de la grandeur physique qu’il
représente peut prendre une infinité de valeurs dans un
intervalle donné. Ainsi, on peut dire que la tension de secteur
sinusoïdale (230V AC) est un signal de type analogique.
11) Capteur T.O.R
C’est l’ensemble d’une multitude d’appareils possédant 1, 2 ou
plusieurs contacts secs dont la continuité électrique est coupée (NF) ou
établie (NO) lorsqu’une modification physique se produit tout contre ou
proche de l’appareil.
On détecte :
 la position ou l’approche d’un objet dans l’espace qui touche le
capteur,
 la coupure ou l’établissement d’un rayon lumineux,
 la proximité d’objets métalliques ou non métalliques,
 du vent, de l’eau, du vide, une pression d’air, de l’humidité, du
gaz, de la lumière, des fumées, une température….
14
En pratique, il existe toute sorte de formes de boitiers et de têtes de détection selon

l’IP désiré, la fixation, la taille et surtout selon la détection souhaitée.
Les capteurs T.O.R à ultrason sont les nouveaux venus dans l’industrie, ce type de
capteur peut remplacer avantageusement les inductifs, les capacitifs et les photos
électriques.
10.2) Détecteur ultrasonique de type PNP et NPN
Transistors bipolaires
Ils comportent 3 bornes : base B, émetteur E et collecteur C
Un courant suffisant, circulant dans la base permet une conduction entre l'émetteur
et le collecteur (équivalent d'un contact électromécanique) Ils sont de 2 types
Le courant de commande entre par l’émetteur et sort par la base. Le courant

principal circule de l’émetteur vers le collecteur.
Le courant de commande entre par la base et sort par l’émetteur. Le courant

principal circule du collecteur vers l’émetteur.
Détecteurs
Les détecteurs 3 fils photo-électriques, capacitifs, inductifs ont des sorties type PNP
ou NPN
• type PNP : commutation sur la charge du potentiel positif
• type NPN : commutation sur la charge du potentiel négatif
La charge est une bobine de relais, une entrée de contacteur auxiliaire, une entrée
automate...
10.3) Sortie PNP
La charge est à installer entre le – (BU) et le point milieu (BK). L'entrée automate
correspondante est en logique positive (1 logique → potentiel haut). Le commun des
entrées de l'automate est le potentiel bas → Sink.
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Légende Traduction Signification

BN Brown Marron
BU Blue Bleu
BK Black Noir
1 Alimentation +
2 Alimentation -
3 Entrée NF
4 Entrée NO
Entrée ou appareil
commandé
10.5) Réglage capteur

analogique
Un fois le capteur analogique choisi et câblé, il ne

reste plus qu’à le programmer. Ce réglage consiste à
insérer une plage de détection par le biais du
XXZPB100.
XXZPB100 est un accessoire pour régler les plages
de détection du capteur analogique. Avec le niveau
minimum à 0 V et le niveau maximum à 10 V (en sortie
du capteur)
Mise en place de l’accessoire.
Il suffit simplement de le brancher entre le capteur et la sortie.
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 Zone A : zone aveugle fonctionnement aléatoire dans cette zone, d’après le

constructeur, zone de 100 mm dans le nôtre cas (il faudra mettre le capteur
au minimum 100 mm au-dessus du bassin)
 Zone B : domaine de détection possible le capteur peut capter jusqu’à 1m
 Zone entre 1 et 2 : zone active de détection (cela dépend de notre réglage

varie de 0.1 à 1 m) pour notre système nous allons le régler à 8 cm pour le
niveau bas soit un signal de 0V en sortie et 25 cm le niveau haut soit un
signal de 10 V (référentiel des hauteurs par rapport au fond de la cuve).
Procédure de réglage
1. Installez l’accessoire d’apprentissage XXZPB100
2. Appuyez sur le bouton d’apprentissage et maintenez-le enfoncé. Le voyant

LED vert est éteint et le voyant LED orange clignote rapidement. Continuez à
tenir le bouton enfoncé jusqu’à ce que le voyant LED vert clignote lentement
et que le voyant LED orange s’éteigne (3s.)
3. Relâchez le bouton d’apprentissage. Le voyant LED vert continue à clignoter

lentement le détecteur demande la première limite.
Procédure A
A. Zone d’apprentissage standard. Cette procédure enregistre les distances
entre deux objets dans la zone. Les limites de la zone peuvent être
enregistrées dans n’importe quel ordre.
1. Dans les 30s. placez un objet en position 1 ou 2, puis appuyez sur le bouton
d’apprentissage et relâchez-le. Le voyant LED vert s’éteint et le voyant LED
orange clignote lentement : le détecteur demande la deuxième limite.
2. Dans les 30s. placez un objet à l’emplacement restant (1 ou 2), puis appuyez
sur le bouton d’apprentissage et relâchez-le. Le voyant LED vert clignote
rapidement pendant 3s. indiquant que les limites de la zone ont été
enregistrées avec succès. Le détecteur fonctionne maintenant avec les
nouvelles limites de la zone.
3. Retirez l’accessoire d’apprentissage.
17
Résumé de la norme NF EN 12050-1
Une norme est un document qui définit des exigences, des spécifications, des lignes
directrices ou des caractéristiques à utiliser systématiquement pour assurer l'aptitude
à l'emploi des matériaux, produits, processus et services
11) Les exigences
 La station doit être équipée d'un dispositif permettant la commande

automatique de la station, ainsi qu'un dispositif de signalisation de défauts. Il
doit être également possible de commander manuellement la station.
 La cuve doit être fermée, étanche à l'eau et aux odeurs
 Le raccord pour la conduite d'aération doit avoir un diamètre de 50 mm
minimum
 La vitesse d'écoulement mini dans la conduite de refoulement doit être ≥
0.07m/s
12) Principes de construction
 Passage libre en tout point entre l'entrée et le dispositif de pompage ≥ 40 mm

 Système d'ancrage doit être fourni empêchant la station de tourner et de flotter
 Section mini de raccordement de la conduite de refoulement :
- Sans dispositif dilacérateur(1) ≥ Ø 50 mm + clapet anti retour Ø mini
50 mm
- Avec dispositif dilacérateur ≥ Ø 32 mm
13) Essais
 Contrôle d'étanchéité à l'eau et aux odeurs :

Essai sous pression à 0,5 bar : la cuve et le raccord de la conduite de
refoulement ne doivent présenter aucune fuite visible pendant une durée de
10 min.
 Contrôle de la performance de relevage (test de la serpillière)
Mise en fonctionnement de la pompe et ajout à intervalle régulier de 3
serpillières : l'essai est déclaré comme réussi si la pompe refoule la serpillière
et même si une baisse de la puissance hydraulique a été constatée. L'essai est
également déclaré réussi même si la serpillière tout en restant bloquée dans la
roue, n'a pas sérieusement affectée la capacité de pompage de la station.
(1) Les dilacérateurs sont installés lorsqu’il est nécessaire de broyer avec fiabilité des
matières fibreuses dans le fluide véhiculé. C'est la seule façon d’éviter une obstruction
des conduites et ainsi de protéger efficacement les équipements en aval.
18
Résumé de la norme NF EN 12050-2
14) Les exigences
 La station doit être équipée d'un dispositif permettant la commande

automatique de la station, il doit être possible de commander manuellement la
station.
 La cuve doit être couverte et étanche à l'eau.
 La cuve doit être suffisamment aérée.
 La vitesse d'écoulement minimum dans la conduite de refoulement doit être ≥
0.7 m/s
15) Principes de construction
 Passage libre en tout point entre l'entrée et le dispositif de pompage ≥ 10 mm

 Système d'ancrage doit être fourni empêchant la station de tourner et de flotter
 Section minimum de raccordement de la conduite de refoulement ≥ Ø 32 mm
16) les essais
 Contrôle d'étanchéité à l'eau :

La cuve remplie d'eau ne doit présenter aucune fuite visible pendant une
durée de 10 min
 Contrôle de la performance de la mise en fonctionnement de la pompe et ajout
de 100g de sable siliceux par litre d'eau d'un calibre jusqu'à 8 mm,
uniformément mélangé. L'essai est déclaré comme réussi si la station
fonctionne continûment durant 1 heure sans défaillance, qu'aucun dommage
compromettant le bon fonctionnement n'a été constaté et que l'essai garanti
que la matière ajoutée soit pompée continûment.
19
Devis
20
Le choix du variateur de vitesse

Un variateur de vitesse est un appareil électronique permettant la régulation ou la
commande de la vitesse des moteurs électriques. Il converti en grandeur variable, la
tension, le courant, la fréquence du réseau. La structure et la mise en jeu dans le
variateur dépendent essentiellement du moteur utilisé. Il existe 3 types de moteur
électrique :
Le moteur à courant continu.
Le moteur synchrone.
Le moteur asynchrone.
Pour chaque moteur électrique il y’a plusieurs choix technologiques possibles, cela
nous donne une grande variété de moteur électriques. Chaque moteur ayant des
caractéristiques électriques particulières, variateur et moteur sont étroitement liés.
17) Comment choisir un variateur de vitesse

Un variateur de vitesse est défini en 2 temps :
 Le choix pour tout d’abord sur une technologie. Il existe plusieurs gammes
de variateur de vitesse dont la technologie est liée à la nature du réseau
d’alimentation et au type de moteur utilisé.
 Ensuite dans la gamme adapté, le variateur est choisi en puissance selon
la nature de l’application à traiter. Concrètement c’est le choix du calibre du
variateur et de ses quadrants de fonctionnement.
18) Choix du variateur de vitesse
Le choix est guidé par des critères économiques et techniques :
Le domaine
•Relevage
d’utilisation
Le type de •Moteur
moteur a asynchrone
raccordé triphasé
Tension
nominale du •400 V
moteur
Nature de la
tension •400 V
nominale
Courant
absorbé •2.1 A
nominale
Puissance
nominal du •1 kW
moteur
Nombre de
phase •triphasé
•0 - 10 V
Le type d’entrée de
ou
réglage de la vitesse
4 - 20 mA
21
Sachant que nos moteurs sont des moteurs asynchrones triphasés et d’après les
paramétrés précédents nous pouvons en déduire le type de variateur. Le variateur de
vitesse est donc un convertisseur de fréquence pour moteur asynchrone. Après avoir
étudié le catalogue de l’entreprise Schneider Electric nous avons trouvé le variateur
de vitesse adéquat à notre projet.
Résumé des caractéristiques du variateur de vitesse :

 Tension d’alimentation : 380 … 500 V
 Puissance moteur : 1,1 kW
 Fréquence d’alimentation : 50 … 60 Hz
 Courant de ligne : 3.7 pour 500 V et 4.9V pour 380 V
 Puissance apparente : 3.2 kVA
 Degré de protection : IP20
 Masse : 1.8 kg
22
19) Fonctionnement du variateur de vitesse

20) Principe de la variation de vitesse
Le réglage de la vitesse des machines asynchrones triphasées est le plus souvent
obtenu par variation de la fréquence d’alimentation.
Avec
Ns – la vitesse de synchronisme du moteur en [tr/s].
f – la fréquence des courants statoriques en [Hz].
p – le nombre de paires de pôles magnétiques du moteur.
21) Schéma synoptique de la structure d’un variateur
Redresseur
Filtre
Onduleur
 Un redresseur, également appelé convertisseur alternatif/continu, est un

convertisseur destiné à alimenter une charge qui nécessite de l'être par une
tension ou un courant continu à partir d'une source alternative. L'alimentation
est, la plupart du temps, un générateur de tension.
 Le filtre est constitué essentiellement de condensateurs. On peut ajouter en
parallèle une résistance de freinage pour protéger le pont redresseur et le filtre
lors du fonctionnement dans les quadrants Q2 et Q4.
23
 Un onduleur est un dispositif d'électronique de puissance permettant de délivrer

des tensions et des courants alternatifs à partir d'une source d'énergie
électrique délivrant un courant continu. C'est la fonction inverse d'un
redresseur. L'onduleur est un convertisseur statique de type continu/alternatif.
22) Fonctionnement
La variation de vitesse s’effectue en 3 étapes :
1. Le redresseur
Le redresseur effectue une conversion Alternatif/Continu
2. Le condensateur
Le condensateur filtre la tension redressée par le pont PD3
24
3. L’onduleur
L’onduleur effectuer une conversion Continu/Alternatif. La forme de l'onde permet
d'obtenir dans le moteur un courant sinusoïdal. Cet onduleur maintien le rapport U/f
constant pour obtenir un couple moteur constant.
23) Commande MLI sinus.

La commande de l’onduleur est réalisée en Modulation de Largeur d’Impulsions
sinusoïdales (M.L.I sinus). Cette technique consiste à découper la tension
d’alimentation afin d’obtenir un courant d’alimentation du moteur quasi-sinusoïdal
quelle que soit la fréquence d’alimentation. La loi de commande des variateurs de
vitesse peut s’adapter à la charge à entraîner et permettre d’obtenir un couple régulier,
une rotation régulière à basse vitesse et une limitation les pertes.
Tension sinusoïdale
Reconstituée par hachage

d’une tension continue
Courant « sinusoïdal »
circulant dans les
enroulements statoriques du
moteur
Afin d’obtenir un couple constant quelle que soit la fréquence, il faut faire varier la
tension d’alimentation dans les mêmes proportions que la fréquence afin que le
rapport (U/f) reste constant.
On dit que le moteur est commandé avec une loi en rapport (U/f) constant f
v
25
24) Les quadrants de fonctionnement.
25) Paramétrage du variateur de vitesse

Le terminal graphique, permet de profiter de la capacité de l'écran pour afficher des
informations plus complètes que celles visibles par l'intermédiaire de l'afficheur
embarqué.
Dans un premier temps il est impératif que toutres les données du moteur soient
correctement configurées avant d’effectuer l’autoréglage ou tUn. Cela permet, entre
autre, d’optimiser les courants (les réduire) ce qui évite les échauffements et permet
des économies d’énergie. Il s’agit simplement de recopier les données inscrites sur
26
la plaque signalétique du moteur, dans le variateur de vitesse, puis de lancer le tUn

ou autoréglage.
27
26) Le menu drC nous pouvons régler l’autoréglage.
Sur la plaque signalétique nous ne disposons que de la puissance utile, de la

tension nominale et du courant nominal donc nous ne pouvons pas calculer le cos
(ϕ) du moteur. Nous choisissons un cos (ϕ) de 0,8 qui est une valeur très répandue
pour les motrices asynchrones à cages et la plupart des moteurs asynchrones.
28
27) Menu SET (réglage)
La fonction relais thermique étant assurée par le variateur de vitesse, il est

nécessaire de régler la valeur du courant thermique à la valeur du courant nominal
In du moteur. Régler la protection thermique du variateur pour protéger le moteur.
29
28) Câblage du variateur de vitesse
Contacts de relais de défaut,

pour signalisation à distance
de l'état du variateur
Sens de rotation du moteur
Potentiomètre de référence
Le contacteur est un relais électromagnétique qui permet grâce à des contacts (pôles)
de puissance d'assurer le fonctionnement de moteurs, de résistances ou d'autres
récepteurs de fortes puissances. Suivant le modèle, il possède aussi des contacts
auxiliaires intégrés ouverts ou fermés, il est possible d'ajouter des additifs ou blocs
auxiliaires servant uniquement pour la télécommande ou la signalisation.
30
29) Constitution d’un contacteur
1. Une Bobine.
2. Un ressort de rappel.
3. De 2 à 4 contacts de puissance ou pôles (unipolaires, bipolaires, tripolaires, tétra
polaires).
4. Un circuit magnétique constitué d'un aimant fixe et d'un aimant mobile (armature
fixe et mobile).
5. Une bague de déphasage qui stabilise les vibrations des bobines alimentées en
courant alternatif.
6. Des contacts auxiliaires ouverts ou fermés.
30) Comment choisir un contacteur

Pour effectuer le choix des contacteurs, il nous faut connaître la puissance, la tension
d’alimentation du moteur ainsi que la tension d’alimentation de la bobine du contacteur
qui se situe dans la partie commande. Si on ne connaît pas les caractéristiques du
moteur, il faut regarder sur la plaque signalétique. Dans notre cas nous avons un
moteur asynchrone triphasé d’une puissance de 1 KW sous une tension de 400V 50
31
Hz et d’une intensité de 2,1 A. Une donnée est tout aussi importante et à prendre en
compte, c’est le type de charge que le contacteur devra commander.
31) Les quatre catégories d'emploi des contacteurs : AC1 à AC4

La catégorie d'emploi des contacteurs est nécessaire pour déterminer la tenue en
cadence et en endurance. Elle dépend du récepteur piloté. Si ce récepteur est un
moteur, elle dépend aussi de la catégorie de service. Principales caractéristiques des
circuits électriques commandés et applications.
Dans notre cas le type de charge étant une pompe à commander le choix est l’AC3.
La catégorie d'emploi AC3 concerne les moteurs asynchrones à rotor en court-circuit
dont la coupure s'effectue moteur lancé, c’est l'utilisation la plus courante (85 % des
cas). Le dispositif de commande établit le courant de démarrage et coupe le courant
nominal sous une tension d'environ 1/6 de la valeur nominale. La coupure est facile à
réaliser.
32
Etant donné que la partie commande est alimenté en 24 V AC, le contacteur a

besoin d’une bobine.
La bobine choisie est la B7. Pour compléter la référence du contacteur, il suffit de

rajouter la référence de base de la bobine. La référence finale est LC1 K0610 B7.
32) Choix de l’appareillage de protection

Un disjoncteur moteur est un appareil qui assure l'isolement et la protection en tête
d'un départ moteur. Deux types existent :
Les disjoncteurs moteurs
magnéto- thermiques ; Dans un
départ moteur ils remplacent le
sectionneur avec ses
cartouches fusibles aM et le
relais thermique.
Les disjoncteurs moteurs
magnétiques : Dans un départ
moteur ils remplacent le
secteur avec ses cartouches
fusibles aM.
33) Le réglage
Seul le disjoncteur magnétothermique possède un réglage. C'est la partie thermique
qu'il faut régler à la valeur nominale du courant du moteur qu'il protège (115% de I
nominal).
34) Les auxiliaires
Un disjoncteur moteur peut être équipé de contacts auxiliaires. Certains permettent
de connaitre son état (ouvert-fermé), d'autres s'il a déclenché suite à un défaut (court-
circuit, surcharge)
35) Le choix
Pour choisir un disjoncteur moteur il faut prendre en compte la puissance du moteur
qu'il protège.
33
Pour bien assurer la protection des motos pompes qui ont une puissance de 1 kW et
un courant de 2,1 A alimentées en 400 V j’ai choisi le disjoncteur magnétothermique
GV2 P08 qui a une zone de réglage de protection thermique 2,5 … 4 A donc il protège
bien la moto pompe en cas de défaut thermique.
Schémas
Etant donné que la maquette présentait de nombreux disfonctionnements nous avons

dû refaire l’étude du câblage (voir schémas) et une vérification systématique de tous
les fonctionnements. Certains choix étaient faux. J’ai effectué l’intégralité des
schémas ainsi que le câblage pour m’assurer de tous les fonctionnements.
Pour la réalisation du schéma, je me suis aidé des documents constructeurs de
chaque composant (variateur de vitesse, automate, …). Le cahier des charges devant
être obligatoirement respecté, cela m’a servi de guide durant ces étapes.
34
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37
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39
40
41
Essais
Le câblage étant finalisé, nous avons pu procéder aux essais suivants :
36) Partie intérieure
Dans un premier temps nous avons vérifié la cohérence schémas – réalité. Ensuite
nous avons pu vérifier la fiabilité des disjoncteurs. Un fois les disjoncteurs fermés, cela
signifie qu’aucun court-circuit n’est présent. Puis nous avons testé les motopompes en
mode manuel. Deux disjoncteurs disjonctés (Q3 et Q4, voir schéma) au démarrage de
la pompe. Après vérification nous avons remarqué que la valeur de 2A de ces éléments
ne convenait pas car les moteurs ont un courant nominal de 2.1 A. Ces remplacements
effectués, ce problème a été résolu. Ensuite le démarreur progressif était alimenté, la
LED power allumé, mais la commande ne fonctionnait pas. Le démarreur étant
électronique, il a été remplacé par un disjoncteur, courbe D pour les démarrages
moteurs. Ce afin d’éviter les délais de livraison d’un démarreur neuf. Cette réparation
faite, les entrés de l’automate ont été vérifiés. Ils sont alimentés en 24V continu (DC).
Nous avons aussi vérifié les sorties automate. Et nous avons rajouté l’accès consigne
de vitesse et en sortie analogique le potentiomètre de référence.
37) Partie extérieure
Au début nous avons simplement laissé le coffret alimenté. Puis nous avons regardé
si les voyant s’allumé. Nous avons alors constaté que ce n’était pas le cas. A l’aide
d’un multimètre nous avons fait un test de continuité. Résultat un neutre était mal
connecté. On a vérifié les 2 capteurs. Les capteurs était alimenté (LED verte). Pour le
capteur T.O.R nous avons passé la main, une LED orange s’allumé. Cela signifie que
le capteur détecte notre main. Pour le capteur analogique nous avons mis un voltmètre
aux bornes 2 et 3 (voir schémas) en passent la main sous le capteur. Le résultat
attendu est une variation entre 0 et 10 V continu. Mais dans notre cas rien. Après avoir
lu la documentation constructeur nous avons vu qu’un paramétrage était nécessaire.
Nous l’avons donc réglé en accord avec la documentation constructeur. Malgré le
paramétrage le capteur ne marchait pas. Plusieurs éventualités pouvaient expliquer
ceci :
1. Le capteur ne détecte plus l’eau
2. Le capteur ne retient pas le paramétrage
3. A chaque remise sous tension le capteur se réinitialise.
En les éliminent une par une, nous avons compris que ceci venait soit d’un problème
électronique, soit de la vétusté de ce capteur. Cette dernière hypothèse et privilégié
par nos professeurs.
42
Conclusion
Le timing initial est différent de la réalité car nous avons mis beaucoup de temps pour
le câblage et les divers essais de mise en service. Ce qui n’avait pas été pris en compte
au départ. Le travail d’équipe nous a montré l’interdépendance peut être inconfortable
et créer des retard qu’il faut combler pour finaliser le travail. Ayant personnellement
effectué un stage à la SERAMM. Ce projet m’a permis de mettre en pratique les
compétences acquises. Il est très structurant de finaliser le projet de fin d’année.
43
Station de relevage Projet BTS Electrotechnique MAHAMOUD Ibrahim
Choix du démarreur
Le cahier des charges nous impose un fonctionnement en alternance des pompes

pour repartir l’usure. Pour démarrer les pompes progressivement on utilise un
démarreur progressif pour moteur asynchrone.
Un démarreur est un système destiné à aider au démarrage d'un dispositif, qui le plus
souvent sert à générer de l'énergie, dont le fonctionnement est entretenu, mais qui ne
peut se lancer lui-même.
Les critères de choix pour le démarreur sont : tension d’alimentation du réseau
 la puissance et le courant nominal des pompes
 le type d’application et le cycle de fonctionnement
Les puissances des pompes sont comprises entre 1,1 kw
Les tensions d'alimentation moteur sont comprises entre 400 v
Caractéristique technique
Gamme de produits Altistart 01
ATS01N103FT
Nombre de phases réseau 3 phases
[Us] tension d'alimentation 110...480 V (- 10...10 %)
Puissance moteur kW 1.1 kWà 400 V 3 phases
Puissance moteur hp 1.5 hpà 460 V 3 phases
Calibre du démarreur 3A
Catégorie d'emploi AC-53B conformément à EN/IEC 60947-4-2
Type de démarrage Démarrage avec rampe de tension
Fréquence de l'alimentation 50...60 Hz (- 5...5 %)
44
Temps de démarrage Ajustable entre 1 et 5 s
5 s/20 démarrage(s) par heure
1 s/100 démarrage(s) par heure

Degré de protection IP IP 20
Masse du produit 0.16 kg
Le démarreur progressif
Le démarreur progressif Altistart 01 est soit un limiteur de

couple au démarrage, soit un démarreur progressif
ralentisseur pour les moteurs asynchrones.
L’utilisation de l’Altistart 01 améliore les performances de
démarrage des moteurs asynchrones en permettant un
démarrage progressif sans à-coup et contrôlé. Son
utilisation permet la suppression des chocs mécaniques
cause d’usure, d’entretien et de temps d’arrêt de
production. L'Altistart 01 est peu encombrant, facile à
mettre en œuvre, peut se monter côte à côte, il est
conforme aux normes IEC/EN 60947-4-2
Les démarreurs progressifs Altistart 01 (ATS 01N1ppp) sont équipés :

D’un potentiomètre de réglage (1) du temps de démarrage,
D’un potentiomètre (2) pour ajuster le seuil de tension de démarrage en fonction de la
charge du moteur, de 2 entrées (3) :- 1 entrée z 24 V ou 1 entrée a 110…240 V pour
l’alimentation du contrôle qui permet la commande du moteur. DEL verte (démarreur
sous tension), DEL jaune (moteur alimenté) (5)
45
Diagramme fonctionnel du démarreur
Us : Tension d'alimentation
Uc : tension d'alimentation de
commande
LED 1 : LED verte
LED 2 : LED jaune
Um : Tension moteur
Le câblage
46
Réglage du démarreur
2 potentiomètres gradué de A à E sont utilisables sur les gammes de démarreurs

ATS01, ils sont non gradués en secondes ni en Volts :
Start Time : durée de la rampe d'augmentation de tension (attention pas rampe
accélération),
Stop Time : durée de la rampe de diminution de tension (pas décélération),
Initial Voltage : cran de tension initial.
But du réglage
Ce produit doit atténuer les démarrages directs des moteurs pour limiter les à-coups
qui détériorent la mécanique. On ne calibre ni les durées de démarrage, ni les durées
de ralentissement.
Réglage pour obtenir le couple de démarrage le plus important

Si Start Time est au Min (A) et si Initial Voltage au Max (E), le démarreur génère un
démarrage direct avec à-coup de couple défavorable à la mécanique.
Réglage pour obtenir le couple de démarrage le plus progressif
Si Start Time est au Max (E) et si Initial Voltage au Min (A), le démarreur génère une
rampe de tension très longue et une progressivité de couple qui ménage la
mécanique.
Réglage pour obtenir le couple de démarrage le plus progressif

Si Start Time est au Max (E) et si Initial Voltage au Min (A), le démarreur génère une
rampe de tension très longue et une progressivité de couple qui ménage la
mécanique
Mais si l'application demande un couple de démarrage important, le démarreur tarde
à envoyer le couple suffisant, le moteur chauffe et déclenche en thermique.
47
Choix de l'automate programmable

Un automate programmable industriel (ou API) est un dispositif électronique
programmable destiné à automatiser des processus tels que la commande de
machines au sein d'une usine et à piloter des robots industriels par exemple.
Principe et fonctionnement de l'automate programmable
L'automate programmable reçoit des données par ses entrées, celles-ci sont ensuite
traitées par un programme défini, le résultat obtenu étant délivré par ses sorties. Ce
cycle de traitement est toujours le même, quel que soit le programme, néanmoins le
temps d'un cycle d'API varie selon la taille du programme et la puissance de
l'automate.
C'est l'unité centrale qui gère l'automate programmable : elle reçoit, mémorise et
traite les données entrantes et détermine l'état des données sortantes en fonction du
programme établi.
Avantages et inconvénients de l'automate programmable
Ce dispositif a l'avantage d'être composé d'éléments particulièrement robustes et

possède d'énormes capacités d'exploitation. En contrepartie, il est beaucoup plus cher
que les solutions informatiques classiques comme les micro-ordinateurs.
Structure d'un système automatisé :

Tout système automatisé peut se décomposer selon le schéma ci-dessous :
48
Partie opérative :
Elle agit sur la matière d’œuvre afin de lui donner sa valeur ajoutée.
Les actionneurs (moteurs, vérins) agissent sur la partie mécanique du système qui
agit à son tour sur la matière d’œuvre.
Les capteurs / détecteurs permettent d’acquérir les divers états du système.
Partie commande :
Elle donne les ordres de fonctionnement à la partie opérative.
Les prés actionneurs permettent de commander les actionneurs ; ils assurent le
transfert d’énergie entre la source de puissance (réseau électrique, pneumatique …)
et les actionneurs. Exemple : contacteur, distributeur …
Ces prés actionneurs sont commandés à leur tour par le bloc traitement des
informations.
Celui-ci reçoit les consignes du pupitre de commande (opérateur) et les informations
de la partie opérative transmises par les capteurs / détecteurs.
En fonction de ces consignes et de son programme de gestion des tâches (implanté
dans un automate programmable ou réalisé par des relais (on parle de logique
câblée)), elle va commander les prés actionneurs et renvoyer des informations au
pupitre de signalisation ou à d'autres systèmes de commande et/ou de supervision en
utilisant un réseau et un protocole de communication.
49
Poste de contrôle :
Composé des pupitres de commande et de signalisation, il permet à l’opérateur de
commander le système (marche, arrêt, départ cycle …).
Il permet également de visualiser les différents états du système à l’aide de voyants,
de terminal de dialogue ou d’interface homme-machine (IHM).
Nature des informations traitées par l'automate :
Les informations peuvent être de type :
 Tout ou rien (T.O.R.) : l'information ne peut prendre que deux états (vrai/faux,
0 ou 1 …).
C'est le type d'information délivrée par un détecteur, un bouton poussoir …
 Analogique : l'information est continue et peut prendre une valeur comprise
dans une plage bien déterminée. C'est le type d'information délivrée par un
capteur (pression, température …)
 Numérique : l'information est contenue dans des mots codés sous forme
binaire ou bien hexadécimale. C'est le type d'information délivrée par un
ordinateur ou un module intelligent.
Notre choix c'est portée sur un automate de la gamme tsx micro avec un modules
d'entrées et sorties analogique intégré le fonctionnement du capteur analogique et du
variateur.
Les automates TSX 37 sont constitués d’une base qui permet différentes extensions.
Les bacs sont prévus pour recevoir les modules nécessaires à une application.
Chaque base intègre un horodateur, des fonctions comptage et des E/S analogiques
On ajoute un module d’extension TSXDMZ28DR comprenant 16 entrées TOR et 12
entrées analogiques.
TSX3722 module d’extension

TSXDMZ28DR
50
Caractéristique technique
Tension principale 100...240 V 90...264 V AC

Courant en entrée 2 mA < 60 A
Immunité aux micro < 20 ms
coupures
Courant de sortie 0,5 A
Nombre d'emplacement 3 Accueillir le module E/S
Type d'entrée analogique 0...10 V 8 Recevoir les informations du
capteur analogique
Type de sortie analogique 0...10 V 1 Envoyer une tension
comprise entre 0 et 10V au
variateur
Type d'entrée de comptage Incrémental 1 10 Hz
Compteur incrémental
numérique 1 10 Hz
Horodateur Avec Faire fonctionner les pompes
à tour de rôle
Fréquence du réseau 50...60 Hz
Masse du produit 1.75 kg
51
Conception du programme
Il existe 4 langages de programmation des automates qui sont normalisés au plan
mondial par la norme CEI 61131-3.
Chaque automate se programmant via une console de programmation propriétaire
ou par un ordinateur équipé du logiciel constructeur spécifique.
Liste d'instructions (IL : Instruction list) : Langage
Textuel de même nature que l'assembleur (Programmation des microcontrôleurs).

Très peu utilisé par les automaticiens.
Langage littéral structuré (ST : Structured Text) :
Langage informatique de même nature que le Pascal, il utilise les fonctions comme if
... then ...else ... (si ... alors ... sinon ...) Peu utilisé par les automaticiens.
Langage à contacts (LD : Ladder diagram) :
Langage graphique développé pour les électriciens. Il utilise les symboles tels que :
contacts, relais et blocs fonctionnels et s'organise en réseaux (labels). C'est le plus
utilisé.
Blocs Fonctionnels (FBD : Function Bloc Diagram) :
Langage graphique ou des fonctions sont représentées par des rectangles avec les
entrées à gauche et les sorties à droites. Les blocs sont programmés (bibliothèque)
ou programmables. Utilisé par les automaticiens.
Réalisation du programme
Le programme a été réalisé sous PL7 pro.je l'ai réalisé sous la forme ladder
52
53
54
Listes des variables
Entrées
%I1.1 Départ cycle

%I1.2 Arrêt d’urgence
%I1.3 Auto
%I1.1 Manu
%I1.1 P1
%I1.1 P2
%I1.1 Verif variateur
%I1.1 Capteur TOR
Sortie
Q2.0 CHIEN DE GARDE

Q2.1 KM2
Q2.2 KM3
Q2,3 KM4
Q2.4 KM5
Q2.8 Validation sens de marche
%IW0.2 Entrée analogique
%QW0.10 Sortie anlogique
56
Alimentation
Nous avons alimenté les entrées automate par l'une des sorties 24V DC redresseur
surnommée ABL. Nous avons préféré laisser l'alimentation interne 24V de l'autoroute
pour alimenter l'afficheur MAGELIS car ce dernier était moins encombrant à alimenter
depuis l'automate.
Câblage de l'automate
57
Choix du pupitre de contrôle

Le dialogue homme/machine est la fonction privilégiée par laquelle un opérateur
peut à la fois surveiller et conduire un système automatisé.
Détermination de nos besoins
Une interface qui lit seulement les messages pour faire notre choix nous disposons
du catalogue Schneider.
Grâce au guide de choix constructeur Schneider des terminaux magelis nous avons
choisi afficheur de type XBT P.
Configuration logiciel
Les afficheurs et terminaux Magelis se configure avec le logiciel xbtl 1000.
Configuration matérielle
Pour configurer l'interface magelis XBT p021010
58
Matérielle requis
1 Automate TSX3722
1 module d'entrées-sorties TOR TSXDMZ28DR
1 câble de liaison PC – TSX37 PCU 1030
1 câble de liaison (RS232C) PC-XBTP XBT-Z915
1 câble de liaison (RS485) TSX37-XBTP XBT-Z968
59
Mise en œuvre
La mise en œuvre ce décompose en 7 phase
1ere Phase: Expression des besoins
7 messages
>MESSAGE 1 = INITIALISATION
>MESSAGE 2 = MODE AUTO
>MESSAGE 3 = MODE MANU
>MESSAGE 4 = P1 ET P2 ENCLENCHER
>MESSAGE 5 = P1 ENCLENCHER
>MESSAGE 6 = P2 ENCLENCHER
>MESSAGE 7 =ARRET DES POMPES
60
2éme phase
Créer un nouveau programme en cliquant une fois sur l’icône «Nouveau»; Une boîte
dialogue «Configuration Type Terminal» apparaît alors. Sélectionner le type XBT ;
(Voir au dos de la console MAGELIS). Choisir le protocole de communication (par
défaut «Unitelway») ; Valider par «OK».
3ème phase configuration de la table de dialogue
61
4éme phase saisies des messages
Choisir l'onglet page cliquer dessus sur nouvelle page, un page vierge apparaît
écrire les messages.
5ème Phase : Transfert (Export) de l'application dans le pupitre de dialogue

Une fois le fichier enregistré au format .dop, connecter le câble RS232 de référence
XBT-Z915 sur le port COM2 (ou COM1 suivant la déclaration faite lors de l'installation
du protocole de communication). Depuis XBT L1000, cliquer sur
Transfert/Export/Import : le logiciel vérifie que le protocole a bien été installé, que les
configurations du matériel, du port sont correctes. Un message de fin de transfert
("download completed") indique si l'opération s'est déroulée avec succès ou pas.
6ème Phase: Développement du programme PL7
62
63
7ème Phase : Mise au point de l'application
Après transfert du programme PL7 ci-dessus (via le câble PCU -1030 entre le port
COM1 ou COM2 du PC et la prise TER de l'automate), on interconnecter ensuite par
le cordon XBT-Z968 le TSX3722 sur sa prise AUX et le terminal XBTP. Un message
d'erreur fugitif (table de dialogue non reconnue) s'affiche sur l'écran du XBTP et
s'efface dès que l'automate est placé en mode Run.
Conclusion
N’étant pas passionné de programmation, ce projet a d’abord été pour moi un défi.
Cependant après avoir fourni énormément de travail et de temps, la programmation
de la station de relevage et opérationnel.
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 Accélération: la rotation augmente la vitesse du fluide tandis que la force

 Refoulement: dans l’élargissement en sortie, qui se comporte comme un

8.5) Avantages et inconvénients

 leur rendement est souvent meilleur que celui des « volumétriques ».

 elles sont adaptées à une très large gamme de liquides.

 leur débit est régulier et le fonctionnement silencieux.

 en cas de colmatage partiel ou d’obstruction de la conduite de refoulement,

 impossibilité de pomper des liquides trop visqueux

 production d’une pression différentielle peu élevée (de 0,5 à 10 bar)

 elles ne sont pas auto amorçantes

 à l’arrêt ces pompes ne s’opposent pas à l’écoulement du liquide par gravité

8.6) Pression différentielle engendrée par la pompe

Sur l’installation ci-contre, la pompe qui

L’application du théorème de Bernoulli entre

La différence de pression engendrée par la pompe s’écrit :

La vitesse en A est généralement négligeable

La pompe centrifuge n’est généralement pas auto-amorçante. Quand le corps de

8.8) Consignes de sécurité

Mise en marche de la motopompe :

Tout fonctionnement à sec est formellement interdit

9) Les capteurs intégrés au système

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 La précision : c'est la capacité de répétition d'une information, position, d'une

 La nature de l'ambiance, humide, poussiéreuse, corrosive, ainsi que la

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