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Rendement Prévu

Dans le document Système de contrôle des AHU au LibanPost (Page 103-114)

Chapitre 6:Budget et Rendement prévu

6.3. Rendement Prévu

Le tableau 21 représente la consommation en puissance et en énergie pour chaque AHU ainsi que le cout mensuel et annuel de cette consommation, en considérant qu’un mois représente environ 22 jours de travail.

Equipement Cout

Carte Easy Pic Pro v7 169 $

Module RTC2. 21 $ Module EEPROM 8 $ Carte Relais 29.9 $ Clavier 4*4 9 $ Module Easybee3 29 $ Afficheur LCD 2*16 5 $ Alimentation 12V * 2 6 $ Boite en Bois 20 $ Total 296.9 $

Zone

Nœud

Carte Mère

Cout

A 2 1 90 * 2 + 296.9

B 2 0 90 * 2

C 4 1 90 * 4 + 296.9

D 10 1 90 * 10 + 296.9

25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Température C Cout économisé (LL) Date Cout économisé Température ambiante

Dans le tableau 22 on va représenter les résultats obtenus durant les essais pendant 2 semaines sur l’AHU 18, ce tableau représente la puissance et l’énergie économisée durant cette période.

Jour Temps de repos (Min) Puissance économisée (KW) Cout économisé (LL) Température18 C) Tmin C) Tmax C) 22/10/2013 184 11.408 1311.92 26 24 26 23/10/2013 148 9.176 1055.24 26 24 26 24/10/2013 96 5.952 684.48 27 24 25 25/10/2013 107 6.634 762.91 27 24 25 28/10/2013 80 4.96 570.4 27 24 25 29/10/2013 28 1.736 199.64 28 24 25 30/10/2013 35 2.17 249.55 27 24 25 31/10/2013 55 3.41 392.15 26 24 26 Moyenne 91.625 5.68075 653.28625

Tableau 22: Tableau représentant les résultats d'essai sur l'AHU 18

18

Température ambiante à l’extérieur du bâtiment.

Numéro de L'AHU Puissance Mensuelle (KW) Puissance Annuelle (KW) Cout Mensuel (L.L.) Cout Annuel (L.L.) AHU- 9 1611.72 19340.64 312270.75 3747249 AHU-10 1568.16 18817.92 303831 3645972 AHU-15 1425.6 17107.2 276210 3314520 AHU-16 1326.6 15919.2 257028.75 3084345 AHU-17 1283.04 15396.48 248589 2983068 AHU-19 1528.56 18342.72 296158.5 3553902 AHU-12 756.36 9076.32 146544.75 1758537 AHU-13 386.1 4633.2 74806.875 897682.5 AHU-18 736.56 8838.72 142708.5 1712502 AHU-14 354.42 4253.04 68668.875 824026.5 Total 10977.12 131725.44 2126817 25521804 Tableau 21 : Consommation en puissance et Cout d'Energie pour chaque AHU

Dans le tableau 23 on va démontrer le rendement prévue par année lorsqu’on a une économie d’énergie représenté par un arrêt des AHU pour une demi-heure et une heure.

Tableau 23:Rendement prévue pour une demi-heure et une heure de repos

Avec un rendement de demi-heure de repos par jour le système retourne son cout après 5.24 années de même pour une heure de repos par jour le système retourne son cout en 2.6 années, après ces périodes le système sera bénéfique pour la société et le rendement devient un profit.

Temps de repos Cout Economisé L.L.

Retour sur investissement (Année)

Demi-heure de repos 751905 5.24

Une heure de repos 1503810 2.6

Tableau 24: Retour sur investissement du projet

A noter aussi que le rendement varie durant l’année, par exemple en mois de mars et avril (Printemps), de même pour les mois d’octobre et novembre (automne).

De même pour diminuer les couts d’investissement et augmenter le rendement et puisque la zone D est la zone qui consomme le plus en terme de cout de projet (10 nœuds) et en terme de consommation électrique (6 AHU), on peut adopter dans cette zone le programme cyclique, ce programme nous permet de faire activer un nombre défini de AHU au lieu d’activer les 6 AHU en même temps, ce programme n’a aucun effet sur la zone puisque cette zone est une zone ouverte sans obstacles, un tel programme augmente le rendement et réduit le cout du projet.

Numéro de L'AHU

Rendement d'une demi-heure de repos

Rendement d'une heure de repos AHU- 9 104090.25 208180.5 AHU-15 92070 184140 AHU-16 85676.25 171352.5 AHU-17 82863 165726 AHU-19 98719.5 197439 AHU-12 97696.5 195393 AHU-13 49871.25 99742.5 AHU-18 95139 190278 AHU-14 45779.25 91558.5 Total 751905 1503810

Conclusion

Dans ce rapport nous avons conçu un système de contrôle des AHU. Ce système nous a permis d’automatiser le fonctionnement des AHU d’une façon économique et rentable pour la société, de même le système conçu peut être intégrer pour contrôler d’autres systèmes citons par exemple l’éclairage dans le bâtiment et même le fonctionnement d’autres machines.

Durant la période d’essai et vue l’apport du système en ce qui concerne le confort d’exploitation, la société nous a demandé d’étendre la fonctionnalité de contrôle aux chaudières (3 Boilers) et aux réfrigérateurs (3 Chillers).

J’ai bénéficié d’une excellente expérience en travaillant sur ce projet. Tout au long de la conception et la réalisation du système, des importantes informations techniques et scientifiques ont été acquises et spécifiquement au niveau logiciel, base de données et Communication Zigbee et Ethernet.

Enfin, notre système est modulable de façon permettant à l’utilisateur de l’adopter pour contrôler les appareils ménagers par contrôle locale ou à distance. L’application logicielle nous offre une diversité de fonctions à implanter tel qu’alerte par email, alerte par SMS et d’autres.

Bibliographie

Shahin Farahani, ZigBee wireless Networks and Transceivers, Newnes, 2008,364.

Sitographie

Site de LibanPost

http://www.libanpost.com.lb

Guide Carte Ready for Pic

http://www.mikroe.com/ready/pic/

Datasheet du PIC 18F45K22

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41412F.pdf

Capteur de Température DS18B20

http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf

Guidelines for Reliable Long Line 1-Wire Networks

http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/148

Datasheet du MRF24J40

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39776C.pdf

Guide Carte Easy Pic Pro V7

http://www.mikroe.com/easypic-pro/

Datasheet du Pic 18F87J60

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39762f.pdf

Datasheet du DS1307 utilisé dans le module RTC2

http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS1307.pdf

Datasheet du 24C08-W utilise dans le module EEPROM

www.st.com/st-webui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/DM00070057.pdf

Carte Relais

Clavier 4*4 http://www.mikroe.com/add-on-boards/various/keypad-4x4/ Alliance ZigBee http://www.zigbee.org/ Norme IEEE 802.15.4 http://standards.ieee.org/about/get/802/802.15.html Logiciel Mikroc http://www.mikroe.com/mikroc/pic/ Protocol HTTP 1.1 http://www.w3.org/Protocols/

Glossaire

AHU: Air Handling Unit.

SPI: Serial Peripheral Interface.

I2C: Inter-Integrated Circuit.

EEPROM: Electrical Erasable Programmable Read Only Memory.

RTC: Real Time Clock.

DIP: Dual-in Line Package.

SRAM: Static Read Access Memory.

LSB: Least Significant Bit.

MSB: Most Significant Bit.

CRC: Cycle Redundancy Check.

LCD: Liquid Crystal Display.

PHY: Physical Layer of the OSI Model.

MAC: Media Access Contol, the Second Layer of the OSI Model.

LP-WPAN: Low Power-Wireless Personal Ares Network.

OSI: Open Systems Interconnection.

CSMA-CA: Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance.

RSSI: Received Signal Strength Indicator.

LQI: Link Quality Indicator.

WSN: Wireless Sensor Network.

GTS: Guaranteed Time Slot.

FFD: Full Function Device.

RFD: Reduced Function Device.

PAN: Personal Ares Network.

OUI: Organizationally Unique Identifier.

IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers.

HTTP: Hypertext Transfer (or Transport) Protocol.

TCP: Transmission Control Protocol.

Liste des Figures

Figure 1: Bâtiment du centre de Tri. ... 8

Figure 2: Carte Représentant la Distribution des 10 AHU dans le bâtiment ... 11

Figure 3: Système de Contrôle ... 13

Figure 4:Schéma bloc de la carte secondaire ... 13

Figure 5:Schéma bloc de la Carte Mère ... 14

Figure 6:Illustration du système globale ... 16

Figure 7:Ready for Pic board ... 17

Figure 8:Diagrame des broches... 18

Figure 9: DS18B20 en boitier TO92 ... 19

Figure 10 :DS18B20 en mode alimentation externe ... 20

Figure 11 : Schéma bloc D'un DS18B20 ... 20

Figure 12 :Format du registre de Température ... 21

Figure 13 :Registre de Configuration... 22

Figure 14 : Afficheur LCD 2*16... 25

Figure 15 : Carte EasyBee3 ... 26

Figure 16: Nœud installée dans une boite en bois ... 26

Figure 17 : Schéma Bloc d'un Nœud ... 26

Figure 18: Carte EasyPic Pro V7 ... 27

Figure 19:Carte à µc 18F87J60 ... 29

Figure 20: Module RTC2 ... 29

Figure 21:Module EEPROM ... 30

Figure 22:Carte de 4 Relais ... 30

Figure 23: Clavier 4*4 ... 31

Figure 24 : Schéma bloc de la carte mère ... 31

Figure 25:Carte mère Installée dans une boite en bois ... 32

Figure 26 : Comparaison des différents protocoles sans fil ... 33

Figure 27 : Le marché couvert par ZigBee ... 34

Figure 28:Structure de la pile du protocole 802.15.4 ... 35

Figure 29: Bandes de fréquences et les débits de données ... 36

Figure 30: Canaux de transmission sur les différentes bandes ... 36

Figure 31: Exemple d’un réseau ZigBee ... 37

Figure 32: Les différentes topologies prises en compte par ZigBee ... 39

Figure 33: Exemple d'une trame de données ZigBee ... 40

Figure 35:Organigrame de mesure de la température d’un DS1820 ... 46

Figure 36: Diagramme temporel de l'opération de mesure de la température ... 47

Figure 37 : Organigramme du nœud ... 52

Figure 38: Diagramme de Brochage de la Carte Mère ... 52

Figure 39: Exemple D'envoi d'une Requête ... 63

Figure 40:Exemple de réception d'une requête ... 64

Figure 41: Affichage de la donnée reçue ... 65

Figure 42 : Organigramme de la fonction Collect_Temperature_From_Nodes ... 66

Figure 43: Schéma fonctionnel de la communication Carte mère /Nœud ... 67

Figure 44: Communication Client/serveur ... 69

Figure 45: Organigramme de fonctionnement de la carte mère ... 72

Figure 46: Table des Modes ... 75

Figure 47: Table Outputs ... 76

Figure 48: Table Schedules ... 76

Figure 49: Table Schedules_Modes ... 76

Figure 50: Table Logic ... 77

Figure 51: Table Seasons ... 77

Figure 52: Table States ... 78

Figure 53: Table UrgentActions ... 78

Figure 54: Table Holidays ... 78

Figure 55: Table ErrorLog ... 79

Figure 56: Table History ... 79

Figure 57: Résultat de l'exécution de la Procédure GET_OUPUTS ... 81

Figure 58:Suite Résultat de l'exécution de la Procédure GET_OUPUTS ... 81

Figure 59:Résultat de l'exécution de la procédure Get_Logic_ForCurrentSeason ... 81

Figure 60: Exemple Résultat de Comparaison de la Température avec TMax ... 81

Figure 61: Exemple de résultat suite à l'exécution de la procédure INSERT_ERROR ... 82

Figure 62:Résultat de l'exécution de la procédure Insert_History ... 82

Figure 63 : Organigramme de Fonctionnement de l’application ... 86

Figure 64: AHU Control, Service Windows implémenté avec les Services Windows ... 87

Figure 65:Application et Interface utilisateur ... 88

Figure 66:Page Outputs du menu de l’application ... 88

Figure 67:Page Schedules du menu de l'application ... 88

Figure 68 : Page Output/Schedule Link du menu de l'application ... 89

Figure 70: Page Holidays du menu de l'application ... 90

Figure 71: Page Reports du menu de l'application ... 90

Figure 72: Exemple d’exécution du rapport d’erreurs ... 91

Figure 73: Exemple d’exécution du rapport de Température ... 91

Figure 74: Exemple d’exécution du rapport des Horaires ... 92

Figure 75: Page Principale du Serveur Web ... 93

Figure 76:Page Menu du Serveur Web ... 94

Figure 77: Page Commande du PORTG ... 94

Figure 78: Fonctions et boutons utilisées dans la conception de l''interface Labview ... 95

Figure 79: Interface LabView des nœuds et des sorties ... 95

Figure 80: Couverture des nœuds dans le département ... 96

Figure 81: Nœud avec un Capteur Soudé sur PCB et muni de bornes à vis ... 97

Figure 82: Carte mère et station de Contrôle ... 97

Figure 83: Carte Département Finance/Administration ... 100

Figure 84: Carte Département Finance/Organisation ... 100

Figure 85: Carte Département Informatique ... 100

Figure 86:Carte Département Plant... 101

Figure 87: Graphe représentant le cout économisé par rapport à la température ambiante durant la période d'essai ... 103

Liste des Tableaux

Tableau 1:Puissance mensuelle et annuelle des AHU ... 9

Tableau 2: Cout Mensuel et Annuel des AHU... 9

Tableau 3: Distribution des AHU dans le bâtiment ... 10

Tableau 4:Légende de la carte Ready for Pic ... 18

Tableau 5 : Représentant l'organisation de la mémoire ScratchPad ... 22

Tableau 6 :Tableau de Configuration de la Résolution ... 23

Tableau 7 : Commande Rom du DS18B20 ... 24

Tableau 8 : Commande DS18B20 ... 24

Tableau 9 : Comparaison des principales technologies sans fil ... 34

Tableau 10: Paramètres ZigBee utilisés dans notre projet ... 42

Tableau 11: Tableau des Broches du Noeud ... 44

Tableau 12: Configuration et adressage Zigbee de la carte mère et les nœuds ... 48

Tableau 13: Table des broches de la carte mère ... 54

Tableau 14: Tableau représentant les tableaux de la base de données ... 75

Tableau 15: Tableau représentant les procédures stockées de la base de données ... 75

Tableau 16 : Répartition des nœuds dans le département ... 96

Tableau 17: Tableau des Nœuds et Carte mère ... 99

Tableau 18:Cout d'un Nœud ... 101

Tableau 19: Cout de la Carte Mère ... 102

Tableau 20: Cout Total du Projet ... 102

Tableau 21 : Consommation en puissance et Cout d'Energie pour Chaque AHU ... 103

Tableau 22: Tableau représentant les résultats d'essai sur l'AHU 18 ... 103

Tableau 23:Rendement prévue pour une demi-heure et une heure de repos ... 104

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