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BTS Electrotechnique

TP (Etude d’équipement et programmation)

TP TELEGESTION & IHM (Sofrel S550 – Magelis XBTGT 1130) 1.

VUES GENERALES DU SITE : .......................................................................................................... 2

2.

PRESENTATION : ................................................................................................................................ 3

3.

SYNOPTIQUE : ..................................................................................................................................... 3

4.

CAHIER DES CHARGES : ................................................................................................................... 4

5.

PARTIE THEORIQUE : Configuration du SOFREL, Schéma et choix de matériel. ........................... 4

6.

ETUDE LOGICIELLE : Programmation du SOFREL et de l’IHM. ..................................................... 6

Logiciels : -

Xrelais pour la partie schéma, Softools (mot de passe ADMINI) pour la télégestion et le pilotage des pompes via le S550, Vijeo Designer pour l’IHM Magelis1130.

Documents ressources : (voir répertoire « TP SOFREL » sur les ordinateurs). -

Documentations parafoudre, switch, Aide du logiciel Softools, Aide du logiciel Vijeo Designer, Schémas électriques « à modifier », Norme EN 60204-1. NF C 15-100, UTE C 15-443 (parafoudres).

Lycée Gustave Eiffel

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1. VUES GENERALES DU SITE : Le site se trouve à « la Hume » sur le bassin d’Arcachon.

VUE AERIENNE

BÂCHE DE STOCKAGE

ENTREE DU SITE

POMPES de REPRISE 1 et 2

Local armoire électrique

POMPE du FORAGE 1

Nous ferons une étude partielle de l’installation : - Pompe du Forage 1, - Bâche de stockage, - Pompe de reprise 1 et 2, - Pilotage et télégestion par le S550 (Sofrel), - Affichage et commande sur IHM.


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2. PRESENTATION : L’objet de cette étude est de réaliser une armoire homothétique de l’installation d’alimentation en eau potable de « la Hume » sur le bassin d’Arcachon. Cette armoire devra effectuer la télésurveillance et le pilotage des pompes. Elle sera composée des organes principaux suivants : -

Automate dédié à la télégestion de type SOFREL,

-

IHM de type Magelis pour visualiser les différents états de fonctionnement.

3. SYNOPTIQUE : Château d’eau

Armoire de Commande et Habitations

traitement de l’eau

Bâche de stockage

Eau potable

Forage

Pompes de reprise

Armoire de Commande : -

IHM Magelis - XBTGT1130 Sofrel S550

L’installation que nous souhaitons réaliser, reprend une partie du fonctionnement réel du site de la Hume. Cette installation permet d’alimenter en eau potable le château d’eau de la commune de La Teste. L’installation fonctionne avec une pompe de forage. Le forage puise l’eau dans la nappe phréatique, de préférence en heure creuse pour diminuer les coûts de la consommation électrique. La pompe de forage se situe à 100 mètres, à l’aide de cette pompe, l’eau est stockée dans une bâche de 1000 m3. Avant la distribution aux clients, l’eau est traitée avec un mélange d’acide chlorhydrique et de chlorite de sodium afin de la rendre potable (partie non traitée dans notre cas). L’eau une fois traitée est distribuée par l’intermédiaire des pompes de reprise. Deux pompes de reprise sont installées pour un fonctionnement en alternance (permutation cyclique lors d’une nouvelle demande du site de La Teste).


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4. CAHIER DES CHARGES : L’armoire électrique pilotant cette installation devra être composée des éléments suivants : - Une télégestion de l’installation via un automate de la gamme SOFREL (S550), qui gérera les fonctions suivantes : Une commande automatique des pompes (pilotage via les sorties du SOFREL). La mise en route du forage se fera si le niveau de la bâche est trop bas (programmation du seuil de démarrage dans le SOFREL). La mise en route des pompes de reprise se fera sur demande du site de La Teste. En présence de défaut sur la pompe de reprise 1 la pompe de reprise 2 prendra le relais. L’automate de télégestion devra pouvoir renvoyer les informations suivantes : • Signalisation sur l’IHM des états de marche et d’arrêts des pompes. • Détection des défauts de la pompe de forage et des pompes de reprise. • Un envoi des défauts par appel (numéro à contacter via la carte GSM-2). • Détection des défauts batteries et alimentation. • Comptage du temps de fonctionnement des pompes et du nombre de démarrages. -

Une interface homme machine (IHM de type Magelis série 1000 de Schneider). •

-

Contrôle de l’état de fonctionnement de la station (état des pompes, niveau de la bâche), • Défauts des pompes (clignotement des voyants) et défilement d’une bannière en bas de page pour signaler ces défauts. • Modification du seuil de la bâche pour le fonctionnement du forage via l’IHM. Un parafoudre pour protéger la carte d’alimentation du SOFREL.

-

Un Switch permettant le raccordement de l’IHM, du SOFREL et d’un PC.

-

Un réservoir d’eau qui représente la bâche de stockage, équipé d’une sonde piézométrique.

5. PARTIE THEORIQUE : Configuration du SOFREL, Schéma et choix de matériel. L’automate dédié à la télégestion doit être configuré en fonction des cartes se trouvant sur ses emplacements (ici de l’emplacement 1 à 7). Les cartes 6 et 7 ne seront pas exploitées dans notre application.

5.1. Identification des cartes : A partir de l’aide du logiciel Softools, identifier les cartes présentes sur le SOFREL S550 (noms et fonctions des cartes). Donner un exemple de matériel pouvant se raccorder sur chacune des cartes. 100/240V Alimentation


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5.2.


Protection de l’alimentation du SOFREL. Etude du parafoudre : a. Donner le rôle d’un parafoudre. b. Donner le niveau kéraunique de la Gironde (d’après la norme UTE C 15-443), et l’influence sur le choix ou non du parafoudre. c. Faire le choix du parafoudre (voir propositions dans la gamme SOFREL). d. Proposer le schéma de principe du raccordement du parafoudre ainsi que les conditions d’installations (protection, longueur du PE, section,…).

5.3.

SWITCH : Spider 5TX de Hirschmann. a. Quel est son rôle sur le système ? Quelle est la différence entre switch et hub ? b. Donner les critères principaux de choix d’un switch ? c. Expliquer les points suivants :

5.4.

Modification des schémas de raccordements :

a. Partie puissance : Modifier le schéma et faire le choix du matériel. •

Folio 2 : Ajout d’un interrupteur sectionneur (schneider Tesys Vario) en tête de l’installation. Il se situera sur le côté gauche de l’armoire Mode secours : Ajout d’un interrupteur horaire avec deux canaux dans la gamme schneider (choix et consommation de cet interrupteur horaire).

•

Folio 5 : Ajout d’une prise Ethernet sur le côté de l’armoire afin de pouvoir raccorder un PC au switch sans avoir à ouvrir la porte de l’armoire électrique.

b. Partie commande à modifier : •

Capteur NTH

Folio 6 : Le chien de garde (voir aide dans le logiciel Softools) du SOFREL devra déclencher le mode secours si un défaut (coupure batterie ou alimentation) survient sur le S550. Donner la position du cavalier associé au relais « défaut WDG ». Expliquer pourquoi. Le mode secours doit permettre de continuer à fonctionner grâce aux plages de programmation de l’interrupteur horaire : o Forage : Fonctionnement jusqu’au capteur NTH (Niveau Très Haut à rajouter). Le niveau atteint, le forage se coupera et se remettra en fonctionnement au bout de 15 minutes si le NTH n’est pas atteint (Si NTH atteint alors pas de fonctionnement MANU ni AUTO possible). o Reprises : Les pompes de reprises se mettront en fonctionnement via le contact de l’interrupteur horaire si le WDG a détecté un défaut sur le Sofrel (coupure batterie ou alimentation). La pompe de reprise 1 se mettra alors en fonctionnement puis la pompe 2 si un défaut survient sur la pompe de reprise 1.


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5.5. A partir du fichier « Schema la hume-Sans mode secours.xrs », apporter les modifications des schémas électriques en intégrant le mode secours : •

Schémas de puissance et de commande (avec numérotation des bornes, repérage équipotentiel des conducteurs, références croisées, références ou valeurs significatives à coté de chaque appareil, renvoi de folio, cartouche).

•

Ajout de bornes (capteur NTH) et modification du bornier de commande.

•

Nomenclature à générer après avoir complété les champs des symboles.

D’après la Norme EN 60204-1, préciser la couleur des conducteurs de puissance et de commande ainsi que celle des boutons poussoirs et des voyants. Modifier si besoin la configuration logicielle pour la couleur des conducteurs. CHOIX DU MATERIEL : SCHNEIDER. 5.6.

5.7.

Justification complète de tout le matériel à rajouter dans cette installation (voir site internet http://www.schneider-electric.fr/sites/france/fr/produits-services/produits-services.page ). Vérifier le dimensionnement du transformateur existant (Legrand 63 VA).

ETUDE THERMIQUE : En fonction du matériel choisi et des dimensions de l’armoire (Hauteur : 1000 ; Largeur : 600 ; Profondeur : 250 mm). 5.8.

Etude thermique : Logiciel Proclima (tension nominale du ventilateur 24V alternatif). On considérera : température ‘’ ‘’ ‘’

maximale extérieure minimale ‘’ maximale intérieure minimale ‘’

35°C 15°C 40°C 10°C

6. ETUDE LOGICIELLE : Programmation du SOFREL et de l’IHM. 6.1.

Configuration du SOFREL.


•

Carte Ethernet : Modbus Esclave avec l’adresse IP 192.168.1.3. et masque de sous réseau 255.255.255.0.

•

Carte GSM-2 : Avec raccordement de l’antenne et insertion de la carte SIM d’un étudiant pour l’envoi de SMS à l’apparition des défauts. Paramétrage de la séquence d’appel sur défauts.

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•

Carte DI : Configuration de chacune des entrées en fonction du schéma Folio 12 (pas de temporisation sur apparition ou disparition d’un évènement). Décompte du temps de fonctionnement des pompes ainsi que du nombre de démarrage des pompes.

•

Carte AI : Configuration en fonction du schéma Folio 13. Mesure du niveau de la bâche de stockage via une sonde piézométrique (plage de mesure de la sonde 0 à 6 mètres).

•

Carte D0 : Configuration de chacune des sorties en fonction du schéma Folio 14. Pilotage des pompes de reprises et de forage. Configuration du chien de garde.

Maintenant la configuration terminée, nous allons pouvoir nous occuper de la programmation. 6.2.

Programmation du SOFREL S550.

Le fonctionnement de la pompe de forage dépend du niveau de la bâche. Dans notre cas, la bâche sera simulée par un tube d’eau de 140 cm de hauteur. Si le niveau d’eau de la bâche est inférieur à 20 cm, alors le forage se met en route. La pompe de forage devra s’arrêter lorsque le niveau atteindra 100 cm. La programmation se fera en deux temps : •

Création d’une variable interne « seuil_Marche_Forage » (avec logique supérieure) et d’un variable interne « seuil_Arrêt_Forage » (avec logique supérieure) pour le fonctionnement du forage.

•

Ces seuils doivent pouvoir aussi se régler depuis l’IHM (création d’une entrée numérique Modbus).

•

Création d’une formule permettant de mettre en fonctionnement la pompe de forage en fonction du niveau.

Les pompes de reprises doivent se mettre en fonctionnement sur demande du château d’eau de La Teste (on simulera cette demande par un commutateur). Cette demande sera possible si le niveau de la bâche est supérieur à 20 cm. A chacune des demandes il faudra effectuer une alternance des pompes (permutation cyclique des actionneurs en langage ST : Bloc fonctionnel SBpermut, sans temporisations). Un défaut sur une pompe de reprise entraînera son arrêt et la mise en fonctionnement de l’autre. Etablir les équations de fonctionnement des pompes de reprises. Défauts :


•

Les défauts survenant sur les pompes de forage ou de reprises devront être signalés à l’équipe d’entretien par appel téléphonique (paramétrage de la séquence d’appel).

•

Si un défaut sur la sonde piezzométrique (4 – 20 mA) survient, il faudra le détecter et envoyer cette information à l’IHM (création d’une variable interne afin de surveiller le capteur de niveau. 7/8


6.3.


Configuration de l’IHM.

Créer une nouvelle application. L’IHM sera maître et sera reliée au SOFREL en liaison modbus TCP/IP. •

Adresse de 192.168.1.2

•

Adresse du 192.168.1.3

•

Masque de sous 255.255.255.0

l’IHM : SOFREL : réseau :

Création des trois pages : •

Page d’accueil pour la navigation d’un écran à l’autre (page « Etat du système » et page « Courbe de niveau »). Affichage de la date et de l’heure sur cette page. Prévoir, depuis les autres pages, un bouton de retour à la page d’accueil.

•

Page Etat du système (avec pompes et bâche de stockage) : -

Visualisation des états de fonctionnement : (voyants « n » états). Etat de marche : Voyants allumés fixes, Etat d’arrêt : Voyants éteints et hachurés, Etat de défaut : Voyants clignotants.

-

Visualisation du niveau de la bâche de stockage d’eau : Affichage de la valeur réelle du niveau, Visualisation graphique de l’évolution du niveau.

-

•

Réglage des seuils de fonctionnement permettant le déclenchement de la pompe de forage. (bouton « affichage numérique » en mode saisie avec un réglage initial de 100 cm pour le Seuil_Arrêt_Forage).

Page Courbe du niveau d’eau de la bâche de stockage (créer un groupe de journalisation).

Etablir la liste des variables :

Tableau d’adressage à créer.

Gestion des alarmes : •


Affichage dune bannière sur les pages lors des défauts suivants : -

Défaut Forage,

-

Défaut Reprise 1 et Reprise 2,

-

Défaut Sonde Piezzométrique.

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