Pour commencer le projet, nous avons réalisé un schéma de câblage de la partie puissance. Puis nous avons câblé les parties puissance et commande du système de pompage pour un fonctionnement en mode manuel uniquement. Une fois la partie puissance câblée, nous avons mis et câblé le tableau dans le coffret de commande du système de pompage pour un fonctionnement par automate programmable.
Une usine du secteur de l'agroalimentaire, qui consomme beaucoup d'eau, possède sa propre station de pompage afin de réaliser des économies. L'eau puisée étant propre mais non potable, elle permet de réaliser les opérations de lavage et de rinçage des légumes avant utilisation.
Le projet consiste à reproduire le fonctionnement d'une station de pompage en réalisant tout de A à Z.
Une fois le câblage du coffret de commande fonctionnel, nous devons préparer la programmation de l'automate en réalisant un simulateur de la partie opérative avec le logiciel Control Expert. Puis nous avons codé la simulation en Ladder.
La simulation agit uniquement sur :
- Des variables internes
- Des niveaux simulés (bassin et château d'eau)
- Des capteurs virtuels
Les états des pompes sont utilisés comme conditions de simulation :
- Aucune sortie automate n'est actionnée
- Les niveaux sont modifiés par incrémentation ou décrémentation
- Les capteurs sont générés à partir de comparateurs de niveaux
Fonctionnement en mode manuel :
- La simulation prend en compte l'état logique de la pompe
- Les niveaux évoluent comme si la pompe fonctionnait réellement
Fonctionnement en mode automatique :
- Pompe 1 active et bassin bas → niveau bassin incrémenté de 50
- Pompe 2 active et eau dans bassin → niveau château incrémenté de 50
- Château au-dessus du seuil de vidange → niveau décrémenté
- Les deux pompes simultanées et réservoirs non pleins → niveaux constants
Des comparateurs analysent en permanence les niveaux du bassin et du château d'eau et agissent comme des capteurs virtuels utilisés par les programmes de commande. Une fois la simulation réalisée, nous passons au code pour l'automate.
Une fois la simulation parfaitement fonctionnelle, nous passons au code de l'automate. Pour cela nous avons réalisé 5 grafcets :
- Grafcet du bassin
- Grafcet du château d'eau
- Grafcet de sécurité
- Grafcet de signalisation
- Grafcet des pompes en mode Manuel
Le système fonctionne selon deux modes :
1. Mode manuel
Aucun capteur de niveau n'est pris en compte. Le choix du mode se fait via le
grafcet de sécurité. Chaque pompe est commandée par un télérupteur :
- 1er appui → activation de la pompe
- 2e appui → désactivation de la pompe
Les pompes peuvent être commandées de manière indépendante ou simultanée.
2. Mode automatique
Le fonctionnement repose sur les capteurs de niveau du bassin et du château d'eau.
- Bassin bas détecté → pompe 1 démarre automatiquement
- Bassin > niveau bas et château < niveau moyen → pompe 2 s'active
- Temporisation 2s avant retour marche
- Château au maximum → pompe 2 s'arrête, attente vidange
- Bassin au maximum → pompe 1 s'arrête
Une fois le tout codé, nous avons testé sur site.
Maintenant que tout fonctionne sur site, nous avons réalisé une supervision à l'aide de PcVue pour éviter de rester devant la machine. Nous avons lié les variables automates avec celles de PcVue puis réalisé la partie graphique de la station.
Nous avons également réalisé une supervision avec NodeRed, un outil visuel permettant de créer des programmes ou des APIs directement depuis le navigateur. Comme pour PcVue, nous avons lié les variables automates puis réalisé une interface graphique pour visualiser l'état de la station de pompage.