Projet de Fin de Cycle

o R é p u b l i q u e A l g é r i e n n e D é m o c r a t i q u e e t P o p u l a i r e

Ministère de l'Ense ignement Supérie ur et de la Reche rche Scientifique

______________________________________

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aculté de

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echn ologie

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le ct rot e chn i q ue

Projet de Fin de Cycle

En vue de l’obtention du diplôme de

MASTER (LMD)

Spécialité : AUTOMATISATION ET CONTROLE DES SYSTEMES INDUSTRIELS.

Filière : ELECTROTECHNIQUE

Intitulé :

G

ESTION AUTOMATIQUE DE FEU DU TRAFIC URBAIN PAR UN

API

Présenté par :

TALBI SARA

SERAT WASSILA

Devant le jury composé de : Dr.C.LABANE Encadreur

MS A SAYEH

Co- encadreur Dr.M.RACHEDI président Dr.M. MOSTEFAI Examinateur

Promotion 2016-2017

REMERCEIMENT

En premier lieu, nous tenons à remercier notre Dieu, qui nous a donné la force pour accomplir ce travail.

Tout d’abord à remercier notre encadreur de thèse Ms.A.SAYEH et nos docteure Dr. C.LABANE, Dr.M.MOSTEFAI , Dr.A.MILOUDI , Dr.L.MOSTEFAI, qui ont aidé nous et ont présenté à chaque étape durant ces année d’étude.

De même , nous tiens à remercier le directeur de SEMENS .Hsasna,pour avoir accepté d’évoluer ce travail, et à toutes les personnes.

Nous remercions l’ensemble de membre du jury, ainsi nous n’oublions pas à remercier tous les personnes administratives de l’université de Saida pour leurs services pondant l’année d’étude.

Sur un plan plus personnel, nous souhaiterais remercier mes familles et mes amis .

Dédicace

Je dédite ce modeste mémoire : A mes chers parents pour leur aide ,soutien

A mon Frére , A mes sœurs ,

A mes petits enfants de ma famille «RIHABE , RETADJe, MALAKE ,FATIMA»

A mes grands parents

A mes amis « BOUCHERA ,FATIMA, IKRAM ,FATIHA , HOUDA ,SOUSOU et ABED»

A mon ami le plus proche« Djamal »

Et n’oublie pas mon binome « WASSILA SERAT » A mes cousins et mes cousines

A mes amis et les condidats de promo Et touts qui m’a aidés ou du loin

SARA TALBI

Dédicace

Je dédie en particulier ce mémoire A ma mère et mon père pour leur aide

A mon frère , A mes sœurs ,

A mes petits enfants de ma familles «Nour El houda , Acil , Djawed Sid Ahmed »

A mes camarades « Nassima, Hanane, Karima, Fatima, Rebiha , Moussa , Ikram , Fatiha , Soumia , Houria et

Abed »

Je dédier également ce mémoire a mon encadreur Ms A SAYEH et à L’ensemble de mes professeurs Dr C LABANE Dr M MOSTEFAI qui par

leurs soutiens sans faille ont prouvé que mes rêves étaient réalisables

Et n’oublie pas mon binôme « SARA TALBI » A mes cousins et mes cousines

Et enfin je dédier ce mémoire à tous mes amis et les candidats de promo Et touts qui m’a aidés ou du loin

WASSILA SERAT

TABLEN DES MATIERES

Remerciement ...ii

Dédicace ………...iii

Table des matieres ...iv

Table des figures ………...viii

Mots-clés ...xi

Abréviations ……… ……….xii

Introduction générale ……….à Chapitre I : Systèmes automatises et l’API ……….4

I.1.Introduction………..5

I.1.1.Historique………..5

I.2. La structure d’un système automatisé………...6

I.2.1.Partie opérative………..8

I.2.2.Actionneurs………8

I.2.3.Les capteurs………8

I.2.3.1.Les principales caractéristiques des capteurs…………9

I.2.3.2. Différents types de capteurs...9

I.2.3.2.1.capteur à seuil de pression pneumatique………9

I.2.3.2.2. Capteur capacitif………..10

I.2.3.2.3. capteur inductif ………...10

I.2.3.2.4. Capteur de position………..10

I.2.3.2.5. capteur optique……….10.

I.3.Architecture des automates programmables industriels………...11

I.3.1.Structure interne des automates programmables………...12

I.4.SIMATIC DE SIEMENS et les déférentes variantes dans la gamme SIMATIC

…12

I.4.1.SIMATIC S7 ………12

I.4.2.Mise en réseau ………..13

I.4.2.1.Interface multipoint (MPI) ………13

I.4.2.2.Profibus (procès Field Bus) ………..13

I.4.2.3. .PROFINET (Industriel Ethernet) ………13

I.4.2.4.Couplage point à point (PtP) ………14

I.4.2.5.Interfaces capteur/ actionneur (ASI) ………14

I.5.Principe d’accès au BUS ……….14

I.6.STEP7(SIMATIC Manager) ………15

I.7.GESTIONNAIRE DE Projets SIMATIC Manager ………..15

I.7.1.Langage de programmation ………..15

I.7.2.Paramétrage de l’interface PG/PC ………...15

I.7.3.Le simulateur des programmes PLCSIM ……….16

I.8.Stratigie pour la conseption d’une strecture programme complete et optimisée….16 I.9.les progiciel de conception des interfaces homme/machine (HMI) Siemens…….18

I.9.1 – logiciel de conception et de configuration d’interface (HMI) winch flexible……..18

I.9.2- présentation général ………19

I.10.Conclusion ………21

chapitreII :La gestion des feux de carrefour……….22

II.1.Introduction……….23

II.2.Description du matériel………..…23

II.3.PASSAGE DES PIETON………24

II.4.Gestion des incidents de transport……….25

II.5. Gestion et contrôle du trafic………..26

II.6.Le cas particulier des feux de circulation………..26

II.7.Les nouvelles problématiques………...27

II.8.Conclusion ………...28

ChapitreIII : Programmation et simulation...29

III.1.Introduction………...30

III.2. La configuration ……….30

III.2.1.Installation du step 7………...30

III.3.Raccordement de l’alimentation à la CPU 313………....31

III.4.Modélisation du trafic routier urbain ………31

III.4.1.Modélisation par GRAFCET………32

III.4.2.Composants d’un GRAPHCET……….32

III.5.Installation de l’interface de communication ……….34

III.5.1. Créer son projet………...34

III.5.2.Configuration du matériel……….………..35

III.5.2.1.Les références de la CPU313 sont suivantes………...37

III.5.3.Comment créer un programme dans STEP7 ……….37

III.5.4.Création d’un programme dans l’OB1………...38

III.6.Programmation symbolique (table des mnémoniques)……… ………40

III.7.Lancement de la simulation sous Win CC………47

III.8.Conclusion………...51

Conclusion générale………54 Bibliographie………..

Table des figures

Figure Chapitre I Page

Fig.I.1

Diagramme d’un système automatisé 6

Fig.I.2

^{Diagramme 7}

Fig.I.3

Automate programmable siemens 11

Fig.I.4

Structure interne des automates programmables (API) 12

Fig.I.5

^{API S200 12}

Fig.I.6

^{API S300 13}

Fig.I.7

^{API S400 13}

Fig.I.8

Principe d’accès au bus 14

Fig.I.9

Simulateur PLC-CIM 16

Fig.I.10

L’interface homme/machine un processus automatise 19

Fig.I.11

Conception d’une interface Win CC flexible 20

Figure Chapitre II Page

Fig.II.1

Passage piéton 24

Fig.II.2

Demande de piéton 24

Figure Chapitre III Page

Fig.III.1

Eléments d’un GRAFCET 32

Fig.III.2

Modele de notre programme 33

Fig.III.3

Image simatic manager 34

Fig.III.4

Image de création d’un programme 35

Fig.III.5

Image de la configuration du matériel 36

Fig.III.6

Image de la charge matérielle 36

Fig.III.7

Image des données de projet(SAY) 38

Fig.III.8

Image pour l’affichage des blocs créent 39

Fig.III.9

Image de l’éditeur de programme cont 39

Fig.III.10

Image de l’éditeur mnémonique 40

Image de table mnémonique 41

Fig.III.12 Demande des piétons

⁴²

Fig.III.13 La phase vert pour les voitures

⁴²

Fig.III.14 Lancement du tempo de la phase orange pour les

voitures

43

Fig.III.15 La phase orange pour les voitures

⁴³

Fig.III.16 La phase rouge pour les voitures.

⁴⁴

Fig.III.17 Lancement du tempo de la phase vert pour les

piétons.

44

Fig.III.18 La phase vert pour les piétons.

⁴⁵

Fig.III.19 Lancement du tempo de retardement de la phase orange.

45

Fig.III.20 La phase rouge pour les piétons.

⁴⁶

Fig.III.21 Lancement du tempo de la phase rouge/orange

pour les voitures.

46

Fig.III.22 Lancement du tempo de demande vert pour les piétons.

47

Fig.III.23 La station HMI de Win CC.

⁴⁷

Fig.III.24 La liaison entre STEP7 et le WinCC.

⁴⁸

Fig.III.25 La vue principale réalisée dans WinCC.

⁴⁸

Fig.III.26 Passage des piétons

⁴⁹

Fig.III.27 Feu jaune pour préparer le passage des piétons

⁵⁰

Fig.III.28 Passage des piétons après demande du bouton

droit ou gauche

50

MOTS- CLES

Automate programmable industriel(API) , feu de trafic ,system HMI , Win CC Step7 300,profibus, simatic manager, PLC_CIM

,entrée/sortie,automatisation,CPU,module,capteur inductif, Grafcet , temporaire,

configuration, simulation ,chargement , matérielle , bloc , List, contact, affichage, interface, outils, OB ,FB,FC,mnémonique,marche, arrêt,MPI,station,programme

.

ABREVIATIONS

SAP :Système automatises de production.

API :Automate programmable Industriel.

CPU :Unitie Centrale de Processus.

RAM :Random Access Memory.

S7 :Step 7.

E/S :Entrée ,Sortie.

LD :Langage à contacte(Leader) .

FBS : Langage en bloc fonctionnels.

SFC : séquentiel fonction chart ou GRAFCET.

BOOL : booléen.

HMI : Homme Machine Interface.

Résumé :

la gestion du trafic est généralement divisée en plusieurs domaines qui sont gérés par des solutions différentes, les caractéristiques du trafic, planification des transports, conception des infrastructures, contrôle, et maintenance : organisationnelle, administrative et matérielle..

Le développement des villes intelligentes nous impose toutefois d’acquérir des informations en temps-réel sur l’infrastructure routière, et trouver des solutions automatisées afin de facilité la vie quotidienne des gents.

L’application des API à contribuer avec flexibilité et précision en temps réel afin de rendre certains systèmes autonomes.

La visualisation sur des HMI rend les systèmes plus exploitables pour la commande et la configuration en temps réel.

14

Introduction

générale

Introduction générale

Introduction générale

L’automatisation d’un procédé industriel consiste à assurer la conduite par un dispositif technologique avec une logique programmée. Le système automatisé ainsi conçu doit prendre en compte les situations pour lesquelles sa commande a été réalisée.

Un automate programmable et un système électronique, destiné à être utilisé dans un environnement industriel, il comporte une mémoire programmable par un utilisateur automaticien avec un langage adapté, pour les instructions composant les fonctions destinées pour le fonctionnement souhaitable.

La force principale d’un automate programmable industriel « API » réside dans sa grande capacité de communication avec l’environnement industriel. Outre son unité centrale et son alimentation, il est constitué essentiellement de modules d’entrées /sorties, qui lui servent d’interface de communication avec le processus industriel. Ces automates sont aujourd’huiles constituants les plus répandus pour réaliser des automatismes. On les trouve pratiquement dans tous les secteurs de l’industrie, car ils répondent à des besoins d’adaptation et de flexibilité pour un grand nombre d’opérations. Cette émergence est due en grande partie, à la puissance de son environnement et aux larges possibilités d’interconnexion.

Ces caractéristiques présentes dans l’informatique et l’automatique permet de décrire et de calculer des paramètres qui permettent l’estimation des temps, des longueurs des files d’attente aux intersections des carrefours dans un trafique urbain, de les modélisés et programmés afin de générer des cycles des feux (systèmes discret) en fonction de la longueur des files d’attente.

La gestion du trafic urbain et un problème complexe qui ne cesse de s’accroitre, et malgré la croissance et la construction des voies elles ne sont pas suffisantes face aux phénomènes de congestion et de longueurs des files d’attentes, ce qui à conduit à une dégradation de la circulation et remet la vie quotidienne très pénible pour le transport de personnes et de marchandises.

Ce problème de congestionet de longueur des files d’attentes dans les intersections causé par le nombre de véhicule croissant nécessite donc des solutions techniques et technologiques à mètre en ouvres afin d’améliorer la fluidité des déplacements et diminuer le temps et la langueur des files d’attente dans les intersections afin de réglé le débit quotidien des véhicules pendant la circulation tout en ce basant sur une intersection pour la modéliser avec un outil de modélisation et donner des solutions permettant de résoudre ce problème.

L’application des API permet la gestion en continue des feux sans intervention humaine et sans oublier des véhicules stoppés dans les carrefours devant les signalisations de stoppe.

L’introduction des capteurs de demande de passage pour les piétons, et des capteurs inductifs dans le solpermet en plus de donner des informations de passage des véhicules, captées par l’automate ce qui permet de les comptabilisés avec des compteurs incrémentales,

15

Introduction générale

d’où en peut quantifier les longueurs des filles d’attente, et même de faire des étude de circulation dans les carrefours pour aboutir à une connaissance de débit des véhicules entrants et sortants des villes.

Cette étude penche sur la conception du système automatisé de gestion de circulation, avec la modélisation par l’outil graphique Grafcet(graphe de commande étape transition) et de le programmer sur le logiciel Step7(siemens) à l’aide d’un langage LADDER et visualisation en temps réel le fonctionnement du système sur le logiciel de visualisation et de configuration des HMI(interface homme /machine) : WINCC de siemens.

Organisation de la thèse :

- Introduction générale

- Chapitre I : ce chapitre est spécialement dédie a la description générale des systèmes automatisées et donne un aperçu sur les automates programmables industriels API et leurs applications.

- Chapitre II : problématique et description du système de gestion de trafic urbain.

- Chapitre III: donne l’interprétation et la modélisation graphique du système par l’outille Grafcet plus la programmation dans le logiciel Step7 et la visualisation par HMI choisi sur le logiciel Win CC de Siemens, la simulation de notre travail sur Win CC avec une CPUdans PLCSIM de siemens.

- Conclusion générale.

3

4

Chapitre I :

Système automatisé et l’API

Chapitre I Système automatisé et l’API

I.1.Introduction :

L’automation est un domaine très important dans les processus industriels, Elle n’a pas besoin d’être justifiée, surtout, sur le plan économique. Le temps de fabrication joue un rôle primordial dans la diminution du cout de production. Depuis l’apparition du premier système d’automatisation est née avec la guerre froide et la concurrence entre les grandes puissances vers l’industrialisation en particulier militaire. Les spécialistes de ce domaine n’ont pas cessé de chercher à améliorer et perfectionner les systèmes de commande les plus appropries et les plus efficaces. Ils ont passer de la logique câblée (qui a montré des limites avec le développement de la complexité des systèmes) pour arriver au cours des années 70 à la logique programmée avec l’apparition des microprocesseurs qui a ouvert de larges perspectives pour les systèmes automatisés et a montré une grande souplesse d’utilisation.

I.1.1.Historique :

Définition d’Automatique : Se dit d'un appareil, d'un processus, qui une foisprogrammé ou mis en mouvement s'exécute sans intervention humaine.

L’automatique est une science qui traite de la modélisation, de l’analyse, de l’identification et de la commande des systèmes dynamiques.

Définition de Processus : ensemble d'activités reliées ou interactives qui transforme des éléments d'entrée en éléments de sortie

Un système automatisé est un Processus qui effectue un travail de façon autonome

Les automates programmables industriels sont apparus à la fin des années soixante (1969), à la demande de l'industrie automobile américaine…, qui réclamait plus d'adaptabilité de leurs systèmes de commande.

Les technologies sont basées sur le reliage pour la réalisation des parties commandes : logique câblée

Autre définition : le système automatisé s’il exécute toujours le même cycle de travail pour lequel il a été programmé.

Solution : utilisation de systèmes à base de microprocesseurs permettant les modifications faciles des systèmes automatisés par une logique programmée.

Microprocesseurs (1969)

Un processeur (ou unité centrale de traitement, UCT, en anglais central processing unit, CPU) est un composant présent dans de nombreux dispositifs électroniques qui exécute les instructions machine des programmes informatiques.

L'invention du transistor en 1948 a ouvert la voie à la miniaturisation des composants électroniques. Car auparavant les ordinateurs prenaient la taille d'une pièce entière.

5

Chapitre I Système automatisé et l’API

L’objectif de l’automatisation des systèmes est de produire, en ayant recours le moins possible a l’être humain, des produits de qualité et ce pour un cout le plus faible que possible.

Un système automatisé est un ensemble d’éléments en interaction organisés dans un but précis : agir sur une matière d’œuvre afin de lui donner une valeur ajoutée. Le système automatisé est soumis a des contraintes: énergétiques, de configuration, de réglage et d’exploitation qui interviennent dans tous les modes de marche et d’arrêt du système.

Pourquoi l’automatisation ?

L’automatisation permet d’apporter des éléments supplémentaires à la valeur ajoutée par le système. Ces éléments sont exprimables en termes d’objectifs par :

 Accroitre la productivité (rentabilité, compétitivité)du système.

 Améliorer la flexibilité de production.

 Améliorer la qualité du produit

 Adaptation à des contextes particuliers tel que les environnements hostiles pour l’homme (milieu toxique , dangereux.. nucléaire…,) adaptation à des taches physiques ou intellectuelles pénibles pour l’homme (manipulation de lourdes charges, taches répétitives parallélisées ….)

 Augmenter la sécurité, etc.

I.2.la structure d’un système automatisé :

Un système automatisé est un moyen d’assurer l’objectif primordial d’une entreprise, la compétitivité de ses produits. Il permet d’ajouter une valeur aux produits entrants.

Informations énergie

Produitsproduits+

produits+

Valeur ajutée entrnts

Déchetsnuisances

Fig. I.1 : diagramme d’un système automatisé.

La notion de système automatisé peut s’appliquer aussi bien à une machine isolée qu’à une unité de production, voire même à une usine ou un groupe d’usines.

6

Système Automatisé

Il est donc indispensable, avant toute analyse, de définir la frontière permettant d’isolée le système automatisé étudié de son milieu extérieur.

Chapitre I Système automatisé et l’API

On peut décomposer fonctionnellement un système automatisé de production en deux partie :

Information Energie

Produits produits+ valeur Entrants ajoutée

Déchets nuisances Fig. I.2 : diagramme

Information Energie

Fig. I.2 : diagramme Chaque système automatisé comporte deux parties :

-Une partie opérative (PO) dont les actionneurs (moteur électrique, vérin hydraulique,….) agissent sur le processus automatisé.

-Une partie commande (PC) qui coordonne les différentes actions de la partie opérative.

Les émissions d’ordres ou de signaux de commande vers la partie opérative sont transmises par les pré-actionneurs, les comptes rendus sont fournis à la partie commande par les capteurs.

Tous les systèmes automatisés de production possèdent une structure qui se présente sous la forme :

-D’une partie opérative (PO) -D’une partie commande(PC)

-D’une partie dialogue ou relation (PR)

-D’une source d’énergie et/ou (pneumatique, hydraulique, électrique) I.2.1.

Partie Opérative :

Egalement appelée *partie puissance*, la partie opérative comporte les actionneurs et les éléments fonctionnels (éléments mécaniques, outillages,…) qui agissent sur le processus automatisé.

7 Consignes visualisation

PARTIE COMMANDE

PARTIE Opérative

Chapitre I Système automatisé et l’API

La partie opérative est l’ensemble des moyen techniques effectuent directement le processus de transformation de la matière d’œuvre, à partir des ordres fournis par la partie commande et l’opérateur. Elle agit directement sur la matière d’œuvre (exemple :

déplacement), elle reçoit les ordres de la partie commande et elle lui adresse des comptes rendus, les informations circulent d’une partie à l’autre par l’intermédiaire d’interfaces.

Elle regroupe l’ensemble des opérateurs techniques qui assurent et contrôle la production des effets utiles pour les quels le système automatisé à été conçu on retrouve dans la partie opérative les actionneurs, pré actionneur, les capteurs, le constituant supplémentaire qui permet l’opérative est formés de :

I.2.

2.Actionneurs :

est un élément de la partie opérative qui reçoit une énergie*transportable* pour la transformer en énergie*utilisable*par le système. Il exécute les ordres reçus en agissant sur le système ou son environnement.

Un actionneur est un système dont la matière d’œuvre est l’énergie et dont la fonction est de transformer l’énergie.

Ces actionneurs appartiennent à trois technologies : a-

Actionneur électrique :

En fonction de la nature de l’énergie issue de la convection effectuée par l’actionneur, on distingue différents type d’actionneurs électriques, selon la conversion de l’énergie électrique en :

-Energie mécanique de rotation : Moteur rotatif.

- Energie mécanique de translation : Moteur linéaire, électro-aimants.

-Energie radiante : lampes à décharge.

-Energie thermique : résistances de chauffage, électrodes.

b-

Actionneur hydraulique :

Très souvent retenus dans le cas ou les efforts et puissance demandés sont importants, ce type d’actionneurs utilise l’énergie véhiculée par un fluide liquide(huit) mis en mouvement par une pompe et circulant dans des canalisation.

I.2.3.Les capteurs :

Les capteurs sont des composants de la chaine d’acquisition dans une chaine fonctionnelle. Les capteurs prélèvent une information sur le comportement de la partie opérative et la transforment en une information exploitable par la partie commande.

Une information est une grandeur abstraite qui précise un événement particulier parmi un ensemble d’événements possibles. Pour pouvoir être traitée, cette information sera portée par un support physique (énergie), on parlera alors de signal. Les signaux sont généralement de nature électrique ou pneumatique.

Dans les systèmes automatisé séquentiels la partie commande traite des variables logiques ou numériques. L’information délivrée par un capteur pourra être logique (2 états), numérique (valeur discrète), analogique (dans ce cas il faudra adjoindre à la partie commande un module de conversion analogique numérique).

On peut caractériser les capteurs selon deux critères :

-en fonction de la grandeur mesurée ; on parle alors de capteur de position, de température, de vitesse, de force, de pression, etc ;

-en du caractère de l’information délivrée, on parle alors de capteurs logiques appelés aussi capteurs tous ou rien (TOR), de capteurs analogique ou numériques.

8

Chapitre I Système automatisé et l’API

On peut alors classer les capteurs en deux catégories, les capteurs à contact direct avec l’objet à détecter et les capteurs de proximité. Chaque catégorie peut être subdivisée en trois catégories de capteurs : les capteurs mécaniques, électriques, pneumatiques.

I.2.3.1.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 stabilité : 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 ou l’information prise en compte par la partie commande.



La précision : c’est la capabilité de respectabilité d’une information position, d’une vitesse,…

I.2.3.2.Différents types de capteurs :

I.2.3.2.1.capteur à seuil de pression pneumatique :

Ce sont des capteurs fins de cours qui se montent directement sur les vérins. Pour pouvoir fonctionner correctement, il est nécessaire de les coupler avec une cellule non- inhibition à seuil.

Le principe de fonctionnement de ce capteur est d’utiliser la contre pression (pression résistant au déplacement) qui existe dans la chambre non soumise à la pression du réseau.

Lorsque le piston subit une pression il se déplace .Ce déplacement entraine une réduction du volume de la chambre qui n’est pas soumise à la pression du réseau.

Cecientraine une augmentation de la contre pression qui est amplifiée par des régleurs de débit.

Lorsquela vérin arrive en fin de course, cette pression chute .lorsqu’elle est inférieure

à1/12éme de la pression du réseau le capteur déclenche. On peut traduire cette information, soit par un signal électrique soi par un signal pneumatique.

I.2.3.2.2.

Capteur capacitif :

Les capteur capacitifs sont des capteur de proximité qui permettent de détecter des objet métalliques ou isolants .lorsqu’un objet entre dans le champ de détection des électrodes sensibles du capteur, il provoque des oscillations en modifiant en la capacité de couplage du condensateur.

I.2.3.2.3.

capteur inductif

:

Les capteurs inductifs produisent à l’extrémité leur tête de détection un champ magnétique oscillant .ce champ est généré par une self et une capacité montée en parallèle. Lorsqu’un objet métallique pénètre dans ce champ, il y a perturbation de ce champ puis atténuation du champ oscillant. Cette variation est exploitée par un amplificateur qui délivre un signal de sortie .le capteur commute.

I.2.3.2.4. Capteur de position :

9

Chapitre I Système automatisé et l’API

Les capteur de position sont des capteurs de contact .ils peuvent être équipé d’un galet, d’une tige souple, d’une bille .l’information donnée par ce type de capteur est de type tout ou rien et être électrique ou pneumatique.

I.2.3.2.5. capteur optique :

Un capteur photoélectrique est un capteur de proximité de proximité .il se compose d’un émetteur de lumière associé à un récepteur. La détection d’un objet se fait par coupure ou variation d’un faisceau lumineux .le signal est amplifiée pour être exploité par la partie commande.

 Automates programmables industriels « API » Les automates programmables industriels(API) :

Définition:

L’automate programmable industriel A.P.I ou programmable logiqueController PLC est un appareil électronique programmable. Il est défini suivant la norme française EN_61131_1, adapté à l’environnement industriel, et réalisé des fonctions d’automatisme pour assurer la commande de pré-actionneur et d’actionneur à partir d’informations logiques, analogiques ou numérique.

On le trouve non seulement dans tous les secteurs de l’industriel, mais aussi dans les services et dans l’agriculture.

I.3.Architecture des automates programmables industriels :

Les automates sont organisés suivant l’architecture suivante (fig.1):

Un module d’unité centrale ou CPU,qui assure le traitement de l’information et la gestion de l’ensemble des unités. Ce module comporte un microprocesseur, descircuitspériphériques de gestion des entres/sorties, des mémoires RAM : mémoire vive lecture écriture et des EEPROM (mémoire effaçable électriquement nécessaire pour stoker les programmes, lesdonnées et les paramètres de configuration du système).

Un module d’alimentation qui à partir d’une tension 220V/50Hz ou dans certains cas de 24V fournit les tensions continues +/-5V,+/-12 V.

Un ou plusieurs modules de sorties ‘Tout ou Rien’(TOR) (vrai ou faux/1 ou 0),ou analogiques (l’information traitée est continue pour l’acquisition des informations provenant de la partie opérative).

Un ou plusieurs modules de sorties ‘Tout ou Rien’(TOR),ou analogiques pour transmettre à la partie opérative les signaux de commande. Il y a des modules qui intègrent en même temps des entrées et des sorties [1].

10

Chapitre I Système automatisé et l’API

Fig.I.3 : Automate programmable siemens

1-module d’alimentation 6-carte mémoire

2-pile de sauvegarde 7-Interface multipoint(MPI) 3-connexion au 24v cc 8-connecteur frontal 4-commutateur de mode(à clé) 9-volet en face avant 5-LED de signalisation d’état et de défaut

I.3.1.Structure interne des automates programmables :

La structure matérielle interne d’un API obéit au schéma donné sur la figure ci-dessous : Bus INTERFACE E/S

Fig. I.4- structure interne des automates programmables(API)

I.4.SIMATIC DE SIEMENS et les déférentes variantes dans la gamme SIMATIC :

Siemens propose une gamme complète de produit pour l’automatisation industrielle, par le biais de sa gamme SIMATIC (fig0.II.3). L’intégration globale de tout l’environnement d’automatisation est réalisée grâce à :

11 Mémoi

re

Entr Sorti Unité Centrale CPU

Module d’alimentation

Chapitre I Système automatisé et l’API

- Une configuration une programmation homogène des différentes unités du système.

- Une gestion cohérente des données.

- Une communication globale entre tous les équipements d’automatisme mise œuvre.[8]

I.4.1.SIMATIC S7 : Cette gamme d’automates comporte trois familles :

 S7 200 qui est un micro-automate modulaire pour les applications simples, avec possibilité d’extension jusqu’à sept modules, et une mise en réseau par l’interface multipoint(MPI) ouPROFIBUS.[2]

Fig. I .5API S7 200

 S7 300 est un mini-automate modulaire pour les applications d’entrée et de milieu de gamme avec possibilité d’extension jusqu’à 32 modules et une mise en resaper l’interface multipoint (MPI),PROFIBUS et (industriel Ethernet)(fig. 04)

Fig. I.6 API S7 300

 S7 400 est un automate de haute performance pour les applications de milieu et haut de gamme avec possibilité de mise en réseau par l’interface multipoint(MPI), PROFIBUS ou Industriel Ethernet(fig. 05) [3].

Fig.I.7.API S7 400

I.4.2.Mise en réseau :

I.4.2.1.Interface multipoint (MPI) :

12

Chapitre I Système automatisé et l’API

Conçue pour interface de quelque CPU console de programmation PG ouPC l’échange des faibles quantités des données avec les PG.

I.4.2.2.Profibus (process Field Bus):

Est un réseau de terrain ouvert, pour diminuer le cout de câblage des entrées/sorties, des automates, sont apparus les bus de terrains (PG, PC, maitre esclave, capteur actionneur).les CPU dont le nom se termine par’DP’possedent comme interfaces PROFIBUS

I.4.2.3.

.

PROFINET (Industriel Ethernet) :

Ethernet (une technologie de réseau informatique). Les CPU dont le nom se termine par ’’PN’’ le possèdent comme seconde interfaces.

I.4.2.4.Couplage point à point (PtP) :

Les CPU dont le nom se termine par ( PtP) le possèdent comme seconde interface. peut être raccordé avec les appareils et l’interfaces série (imprimante, lecteur code barre, ou autre terminaux ...).

I.4.2.5.Interfaces capteur/ actionneur (ASI) :

Réalisation par processus de communication (CP). L’interface ASI (capteur/actionneur) est un système de sous-réseau prévu. Elle sert en particulier à mettre en réseau les capteurs et actionneurs binaires. La quantité de données est 4 bits maximum par station esclave.

I.5.Principe d’accès au BUS :

Les équipements maitre, appelés stations actives , dirigent la transmission de données sur le bus et émettent librement des messages , sous réserve d’obtenir le droit d’accès au médium, détermine par le passage d’un jeton.

PROFIBUS met en œuvre un modèle de communication de type Maitre-esclave selon un mode d’accès au bus de naturehybride.

13

Chapitre I Système automatisé et l’API

FIg. I.8.Principe d’accès au Bus.

Les équipements esclaves, appelés station passives, sont des équipements périphériques (blocs d’entrées –sorties, vannes, entrainements de mesure,…etc.)qui n’ont pas le droit d’accès au bus. Leur action se limite à l’acquittement des messages reçus des maitres ou à la transmission des messages en réponse à une demande des maitres.la nature hybride du principe d’accès au réseau implémenté par PROFIBUS permettent :

-D’une part une communication entre les stations maitres par un mécanisme de passage de jeton sur bus, déterministe et adaptatif.

-D’autre part une communication simple de type maitre-esclave entre une station maitre et les équipements esclaves aux quels elle veut s’adresser. Chaque station maitre(station active) disposant du droit d’accèsau bus figuré par le passage du jeton, qui est consisté d’une trame spéciale, est libre d’accéder à tout esclave(station passive)connecté au réseau.[9]

I.6.STEP7(SIMATIC Manager) :

SIMATIC Manager constitue l’interface d’accès à la configuration et à la programmation.

STEP7 est le logiciel de base pour la configuration et la programmation des systèmes d’automatisations SIMATIC S300, SIMATIC S400.la conception de l’interface utilisateur du logiciel STEP7 réponde aux connaissances ergonomiques modernes et son apprentissage est très facile. Step7 comporte les quatre sous logiciels de base suivant :

14

Chapitre I Système automatisé et l’API

I.7.GESTIONNAIRE DE Projets SIMATIC Manager

SIMATIC Manager constitue l’interface d’accès à la configuration et à la programmation. Ce gestionnaire de projet présente le programme principal du logiciel STEP7IL gère toutes les données relatives à un projet d’automatisation. Quelque soit le système c

lequel elles ont été créées. Le gestionnaire de projet

applications requises pour le traitement des données sélectionnées.

I.7.1.Langage de programmation

Il existe plusieurs langages de programmation mondial par la norme CEI 61131

programmation propriétaire ou par un ordinateur équipé du logiciel constructeur spécifique. le tableau suivant montre les différents l

On choisira :

 La commande Affichage

d’instructions en langage de programmation «

 La commande Affichage d’instructions

 La commande Affichage

d’instructions en langage de programmation «

I.7.2.Paramétrage de l’interface PG/PC

Cet outil sert au paramétrage de l’adresse locale des PG/PC, la vitesse de transmission dans le réseau MPI ou PROFIBUS en vue d’une communication avec l’automate et le transfert du projet.

I.7.3.Le simulateur des programmes PLCSIM

l’application de simulation de modules

programme dans un automate programmable(AP) qu’on simule dans un ordinateur ou dans une console de programmation. La simulation étant complètement réalisée au si

STEP7, il n’est pas nécessaire qu’une liaison soit établie avec un matériel S7 quelconque (CPU ou module de signaux).L’AP S7 de simulation permet de tester des programmes et de remédier à d’éventuelles erreurs.

Système automatisé et l’API

GESTIONNAIRE DE Projets SIMATIC Manager :

SIMATIC Manager constitue l’interface d’accès à la configuration et à la programmation. Ce gestionnaire de projet présente le programme principal du logiciel STEP7IL gère toutes les données relatives à un projet d’automatisation. Quelque soit le système cible (S7/C7) sur lequel elles ont été créées. Le gestionnaire de projet SIMATIC démarre automatiquement les applications requises pour le traitement des données sélectionnées.

Langage de programmation :

Il existe plusieurs langages de programmation des automates qui sont normalisés au plan mondial par la norme CEI 61131-3.chaque automate est programmé via uneconsol de programmation propriétaire ou par un ordinateur équipé du logiciel constructeur spécifique. le tableau suivant montre les différents langages de programmations des API.

La commande Affichage <CONT< si nous allons éditer la section d’instructions en langage de programmation « Schéma à contactes

La commande Affichage <LIST< si nous allons éditer la section d’instructions en langage de programmation « LIST D’instructions

La commande Affichage <LOG< si nous allons éditer la section d’instructions en langage de programmation « LIST D’instructions

Paramétrage de l’interface PG/PC :

Cet outil sert au paramétrage de l’adresse locale des PG/PC, la vitesse de transmission dans le réseau MPI ou PROFIBUS en vue d’une communication avec l’automate et le

Le simulateur des programmes PLCSIM

:

Fig.I.9simulateur PLC-SIM

l’application de simulation de modules S7-PLCSIM permet d’exécuter et de tester le programme dans un automate programmable(AP) qu’on simule dans un ordinateur ou dans une console de programmation. La simulation étant complètement réalisée au si

STEP7, il n’est pas nécessaire qu’une liaison soit établie avec un matériel S7 quelconque (CPU ou module de signaux).L’AP S7 de simulation permet de tester des programmes et de remédier à d’éventuelles erreurs.

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SIMATIC Manager constitue l’interface d’accès à la configuration et à la programmation. Ce gestionnaire de projet présente le programme principal du logiciel STEP7IL gère toutes les

ible (S7/C7) sur démarre automatiquement les

des automates qui sont normalisés au plan 3.chaque automate est programmé via uneconsol de programmation propriétaire ou par un ordinateur équipé du logiciel constructeur spécifique. le

angages de programmations des API.

<CONT< si nous allons éditer la section Schéma à contactes »

<LIST< si nous allons éditer la section LIST D’instructions ».

<LOG< si nous allons éditer la section LIST D’instructions ».

Cet outil sert au paramétrage de l’adresse locale des PG/PC, la vitesse de transmission dans le réseau MPI ou PROFIBUS en vue d’une communication avec l’automate et le

permet d’exécuter et de tester le programme dans un automate programmable(AP) qu’on simule dans un ordinateur ou dans une console de programmation. La simulation étant complètement réalisée au sien du logiciel STEP7, il n’est pas nécessaire qu’une liaison soit établie avec un matériel S7 quelconque (CPU ou module de signaux).L’AP S7 de simulation permet de tester des programmes et de

Chapitre I Système automatisé et l’API

S7-PLCSIM dispose d’une interface simple permettant de visualiser et de forcer les différents paramètres utilisé par le programme (d’activer ou désactiver des entrées). Tout en exécutant le programme dans l’AP simulation, on à également la possibilité de mettre en œuvre les diverses applications du logiciel STEP7 comme par exemple :la table des variables (VAT) afin visualiser ou forcer des variables.[10]

I.8

.

STRATEGIE POUR LA CONSEPTION D’UNE STRECTURE PROGRAMME COMPLETE ET OPTIMISEE :

La mise en place d’une solution d’automatisation avec STEP7 nécessite la réalisation de taches fondamentales suivant :

 Création du projet SIMATIC STEP7 :

Afin de créer un nouveau projet STEP7, en utilisant l’assistance de création de projet, ou bien crée le projet soi-même et le configurer directement.

En sélectionner l’icône SIMATIC Manager, on aura la fenêtre principale qui s’affiche, pour sélectionner un nouveau projet.

Deux approches sont possibles. Soit on commence par la création du programme puis la configuration matérielle ou bien l’inverse.

Configuration matérielle HW config :

Dans une table de configuration, on définit les modules mise en œuvre dans la solution d’automatisation ainsi que les adresses permettant d’accéder depuis le programme utilisateur, pouvant en outre paramétrer les caractéristiques des modules.



Définition des mnémoniques :

Dans une table des mnémoniques, on remplace des adresses par des mnémoniques locales afin de les utiliser dans le programme.

 Type des variables : E : Mémoire des entrées.

A : Mémoire des sorties.

M : Mémoire utilisateur (mémoire Internes),(Mémentos).

L : Mémoire locale, variables locales à chaque bloc.

P : Accès à la périphérie.

T : Mémoire des temporisations.

Z : Mémoire des compteurs.

 Création du programme utilisateur :

En utilisant l’un des langages de programmation mis à disposition, on crée un programme affecté, qu’on enregistre sous forme de bloc, de sources ou de diagramme.

 Blocs dans un programme utilisateur : *Les OB Blocs d’Organisation, OB1 à OB225 :

16

Chapitre I Système automatisé et l’API

Les OB sont directement appeler par le système (programmes principaux).Ils contiennent en général peut d’instructions, essentiellement des appels de blocs FC ,FB.

*les FB et FC Fonctions et Blocs Fonctionnels :

-Ce sont des fonctions écrites en LIST,CONTACT ou GRAPH.

-Ils peuvent recevoir des paramètres d’entrées et de sorties.

-On peut y déclarer des variables locales temporaires.

*Les SFB et SFC Fonctions system et Blocs Fonctionnels système :

Ce sont des blocs tout prêts (programmés par Siemens).Ils sont intégrés à la CPU S7 et ne peuvent pas être modifié par l’utilisateur.

*Les blocs de données DB :

Il s’agit des zones de données utilisées par les zones de code de programme utilisateur pour sauvegarder des valeurs.

 Exploitation des données de références : utiliser ces données de référence afin de faciliter le test et la modification du programme utilisateur et la configuration des variables pour le “contrôle-commande“.

 Test du programme et détection d’erreurs :

Pour effectuer un test, on a la possibilité d’afficher les valeurs de variables depuis le programme utilisateur ou depuis une CPU ,d’affecter des valeurs à ces variables et de créer une table des variables qu’on souhaite afficher ou forcer.

 Changement du programme dans le système cible :

Une fois la configuration, le paramétrage et la création du programme terminés, on peut transférer le programme utilisateur complet ou des blocs individuels dans le système ciblent (module programmable de votre solution matérielle).la CPU contient déjà le système d’exploitation.

I.9.les progiciel de conception des interfaces homme/machine (HMI) Siemens :

Suite à l’automatisation industrielle, l’opérateur humain à été contraint de conduire ou de superviser des machines automatisées, en réduisant les prises d’information et les actions directs sur le processus, ce qui conduit à l’élaboration d’interface d’interaction Homme /Machine, flexible et aussi lisible pour un simple opérateur. Le dialogue est d’autant plus facile, l’écran comporte des images avec des synoptiques, des graphes,…etc.

Siemens avec sa gamme SIMATIC C7, contribue dans ce sens, et met à la disposition de cette demande exigeante, un grand choix en terme de pupitre de supervision et de contrôle paramétrable par le biais d’outils divers.

Le logiciel Win CC flexible, reste le plus approprié, en terme de simplicité, pour la conception de ce type d’interfaces de (commande /diagnostic).

I.9.1 – logiciel de conception et de configuration d’interface (HMI) winCC flexible :

17

Chapitre I Système automatisé et l’API

WinCCflexible est un logiciel permet supervision, pour ou plusieurs HMI, pc indépendant (nommés OS,station opérateur) d’un ou plusieurs automates .II y a deux approches possibles :

Sur step 7, l’appelle de winCc pour une intégration le programme créer, dans lequel on définit les vues (le graphisme) que l’on prévoit, ainsi que les variables (entrées, sorties, mémo et DB)du processus qu’on va superviser.

Les automates, sont programmés indépendamment(dans step7 par exemple),il faut simplement que le programme prévoie de mettre à jour les variables utilisées par la supervision.

I.9.2- présentation générale :

WinCC flexible est un progiciel partagé dans l’environnement step7 et propose pour la configuration de divers pupitres opérateurs, ou visualisation sur PC une famille riche de matériels évolutifs adaptés aux tache de configuration.

Crée l’interface graphique et affecté les variables dans le programme step7, c’est pouvoir lire les valeurs du processus via l’automate, les afficher pour que l’opérateur puisse les interpréter et ajuster, éventuellement le processus toujours via la communication entre HMI et Automate (fig. II.10)

Operateur Acquisition des Données

L’intervention de l’operateur

Fig. I.10- L’interface homme/machine un processus automatisé

18

L’automate programmable industriel processus

L’interface

Homme / Machine

Chapitre I Système automatisé et l’API

L’utilisation de ce logiciel pour la conception d’une interface,passe par plusieurs étapes résumées dans la (fig. I.11) suivant :

Fig. I.11- conception d’une interface winCCflexible

Dans winCCflexible, chaque projet crée contient principalement des vues que l’on crée pour le contrôle de machine et d’installation .Lors da la création des vues, vous disposez d’objets prédéfinis permettant d’afficher des procédures et de définir des du processus.

 Les différents outils et barres qui suit.

-Barre des menus :

La barre des menus contient toutes les commandes nécessaires à l’utilisation de winCCflexible.

Les raccourcis disponibles sont indiqués en regard de la commande du menu.

-Barres d’outils :

La barre d’outils permet d’afficher tout dont la programmeur à basion.

-Zone de travail :

La zone de travail sert à configurer des vues, de façon qu’il soit le plus compréhensible par l’utilisateur et très facile à manipuler et consulter les résultats.

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Création du programme

winCC

Compilation et vérification de la cohérence

Vérification des paramètres De liaisons

Transfert de projet sur le

Simulation à l’aide du WinCCruntime

Chapitre I Système automatisé et l’API

-Boite à outils :

La fenêtre des outils propose un choix simples ou complexes qu’on dans les vues, par exemple des objets graphiques et élément de commande.

-Fenêtre des propriétés :

L’environnement de travail de winCC flexible se compose de plusieurs éléments. Certain de ces éléments sont liés à des éditeurs particuliers, visibles uniquement lorsque cet éditeur activé.

II met à disposition un éditeur spécifique pour chaque tâche de configuration, comme exemple on peut configurer l’interface utilisation d’un pupitre opérateur avec l’éditeur

‘’vues ‘’. Pour la configuration d’alarmes, on peut utiliser par exemple, l’éditeur ‘’Alarmes TOR ‘‘ou autre.

CONCLUSION :

Dans ce chapitre on a présenté les systèmes automatisés de production (SAP) pour savoir l’utilité de l’automatisation des systèmes et pourquoi faire l’automatisation, en plus l’apport des API dans le développement technologique vu le nombre d’entrés et de sorties des informations et la communicationassurée entre les API et les capteurs afin d’avoir un système stable avec plus de précision dans les installations industrielles.

On constate la facilité et la souplesse qu’offre l’A.P.Idans sa programmation, connexion et adaptation aux conditions industrielles avec toutes les fonctionnalités indispensables à l’automatisation des processus. En plus des systèmes modulaires et les fonctions spécifiques prêtes à être utilisées dans sa riche bibliothèque de fonctions.

L’environnement du logiciel Step7 est un outil très riche avec sa base de donné qu’il dispose et les fonctions de programmations en plus de l’assistant qui vous guide tout le long de la création du programme

La conception des images pour la visualisation et la commande plus le paramétrage se fait d’une façon simple et efficace avec les HMI gérés par des logiciels talque WinCC qui dispose aussi d’une riche bibliothèque adapté à la programmation et intégration dans STEP 7.

Tous cela pour rendre les taches humaines pénibles très faciles à l’utilisation et àl’exploitation.

20

Chapitre II :

La gestion des feux de

carrefour

Chapitre II La gestion des feux de carrefour

II.1.Introduction :

Cette manipulation va nous permettre de faire la conception d'un système de commande en temps réel en utilisant le formalisme GRAFCET. Nous allons pratiquer la traduction en un langage de programmation et voir que l’on peut l’implanter sous forme d’un programme séquentiel. Ceci sera illustré par l’automatisation des feux d'un carrefour en gérant les séquences des feux et les détections de véhicules et de piétons.

La gestion du trafic urbain et problème complexe qui accroitre de jour en jour, et malgré la croissance et la construction des voies elles ne sont pas suffisantes face aux phénomènes de congestion et de langueurs des files d’attente, ce qui à conduit à une dégradation de la circulation et remet la vie quotidienne pénible pour le transport de personnes et de marchandises.

II.2.Description du matériel :

Le carrefour à contrôler possède deux voies (nord-sud, est-ouest) protégées par des feux tricolores et un passage pour piéton. Chacune des voies possède un dispositif de

détection de véhicule. Le passage pour piéton comporte un dispositif de demande de passage.

La manipulation nécessite un bouton droit et un autre Gauche pour les piétons. Le feu de carrefour est émulé par une applet (TraficLights) qui met à disposition une méthode pour modifier l’état des feux et un détecteur inductif pour le comptage des voitures qui passe dans le carrefour plus les deux boutons de demande de passage.

L’outil GRAFCET purement séquentiel représente tous les états possibles pour la gestion proposée.

 Le Travail à effectuer :

a. On veut une séquence tournante qui donne successivement le passage aux voies pour les PIETONS, NORD/SUD pendant20 secondes chacune (vert: 17s., orange: 2s., rouge: 1s.).

Il est nécessaire de prévoir une période de transition (temps de sécurité = 1s.) entre le blocage d'une voie et la libération de la suivante.

b. Donner la représentation GRAFCET de cette séquence et la programmer.

Si les demandes de passage (bouton enfoncé impulsion) des piétons. L'autorisation de passage doit être donnée au plus tard 10 secondes après la demande jusqu'à ce que les piétons

22

Chapitre II La gestion des feux de carrefour

aient le passage. Une fois libre, le passage doit le rester au moins 7 secondes. Puis établir la représentation normale pour le véhicule.

II.3.PASSAGE PIÉTON :

Fig. II.1.passage piéton.

23

Fig. II.2.demande de piéton.

23

Chapitre II La gestion des feux de carrefour

 En milieu urbain, la gestion de la demande passe par le fonctionnement des carrefours à feux. À l’échelle d’une ville, des logiciels spécifiques permettent de gérer simultanément plusieurs milliers de carrefours, et d’en adapter les phases selon des stratégies préétablies (par ex. modulation du trafic par les ondes vertes, priorité aux feux pour les transports collectifs.... ). Ces stratégies contribuent en particulier à fluidifier le trafic, à diminuer les émissions de polluants et à réduire le bruit en ville.

II.4. Gestion des incidents de transport

:

 Sur les réseaux routiers et autoroutiers, les incidents de transport impactent très rapidement le bon fonctionnement d’une infrastructure, de par la congestion qu’ils génèrent en amont et le danger qu’ils représentent (risque de sur-accident). La gestion des incidents de transport est donc une activité clef au sein d’un PC de circulation ; elle doit être particulièrement rapide et efficace.

 Les STI participent pleinement à ces objectifs en fournissant des moyens performants à chaque étape de la gestion des incidents : détection, traitement et remise en service de l’infrastructure. La détection des incidents s’appuie sur des logiciels de détection automatique d’incidents (DAI), qui traitent les images vidéo en provenance des caméras de services et émettent une alarme dès lors qu’un événement anormal se produit (accident, bouchon, véhicule en panne...).

 Le traitement des incidents et la prise en charge des usagers passent par

l’acheminement rapide des moyens d’intervention et de secours. Ceux-ci sont guidés précisément vers le lieu de l’évènement grâce à la géo localisation précise du véhicule accidenté (coordonnées géographiques) établie au moyen d’un système de navigation par satellite.

 Sur les panneaux à messages variables situés en amont d’un incident, comme sur les navigateurs embarqués, des messages d’alerte et de sécurité préviennent les usagers de l’incident qu’ils vont rencontrer, afin qu’ils adaptent leur vitesse ou modifient leur itinéraire.

24

Chapitre II La gestion des feux de carrefour

Dans les ouvrages d’arts tels que les tunnels, des systèmes de sécurité actionnent automatiquement la fermeture des accès lorsque des évènements graves se produisent à l’intérieur

.

II.5.Gestion et contrôle du trafic :

Les systèmes de transport intelligents sont plus particulièrement impliqués lorsque des mesures de gestion dynamique du trafic sont mises en œuvre : régulation dynamique des vitesses (qui permet d’optimiser les débits écoulés sur l’infrastructure), interdiction (dynamique) de dépassement pour les poids lourds sur autoroutes en fonction du trafiac.

Au niveau d’un PC de circulation, les Systèmes de trafic intelligeant STI fournissent une assistance aux opérateurs pour le choix des stratégies de gestion du trafic, leur mise en œuvre et suivi grâce à un système d’aide à la gestion de trafic (SAGT).Les opérateurs disposent de l’affichage des états de trafic en temps réel sur un synoptique mural, des images vidéo sur les sections équipées de caméras, de remontées d’alarme lors d’accidents ou d’évènements.

Les STI interviennent également dans la gestion des données au sein du PC circulation, la transmission des informations entre exploitants, la diffusion de l’information routière vers les partenaires (médias, opérateurs de services...) et sur Internet, l’archivage des données.

25

Chapitre II La gestion des feux de carrefour

 Sur le terrain, les équipements dynamiques permettent d’effectuer :

 le recueil des données (boucles électromagnétiques implantées dans la chaussée, détecteurs infrarouge, antenne DSRC...),

 la surveillance du trafic et le suivi des évènements (caméras),

 la diffusion des informations ou consignes aux usagers (panneaux à message variable (PMV), signaux directionnels...),

 la communication entre les équipements et le PC circulation (fibre optique, ADSL...).

II.6.Le cas particulier des feux de circulation :

L’intérêt des feux de circulation en milieu urbain n’est plus à démontrer. En premierlieu, ils servent à la sécurité des utilisateurs, sur des carrefours (ou intersectionsdans la suite du document) subissant une charge suffisamment importante pour êtrevenaient à se croiser sur une intersection, le comportement individualiste des utilisateurs rendrait la traversée des carrefours périlleuse et augmenterait le temps perdu.

La mise en place de séquences temporisées permettant de régir le passage devéhiculesa donc été une nécessité très tôt dans l’histoire de la circulation routière.

Lepremier feu de circulation aurait ainsi été installé à Londres le 10 décembre 1868,sous la forme d’une lanterne à gaz pivotante aux couleurs rouge et verte.

Pour fonctionner,il était nécessaire qu’un agent de police soit présent pour la manœuvrer. EnFrance, il aura fallut attendre 1920 pour que Léon Foenquinos (1889 – 1954) décriveles feux tricolores : "on installera, aux angles des croisements de rues, des poteauxayant trois mètres de hauteur, sur lesquels seront fixés des signaux électriques lumineuxet sonores (...)". Aujourd’hui, et dans de nombreux pays, il est courant de voir des feux de circulation dont les ampoules sont remplacées par des diodes électro-luminissante1.

26

Chapitre II La gestion des feux de carrefour II.7.LES NOUVELLES PROBLÉMATIQUES :

L’application des nouvelles technologies de l’information et de la communication ce type d’équipement représente une réelle opportunité. Les séquences habituellement utilisées ne sont pas toujours en adéquation avec la nature temps-réel du trafic routier.

De plus, la présence de plusieurs feux de circulation successifs peut rapidement devenir inefficace si l’automobiliste doit s’y arrêter à chaque fois. Comme le montre, la gestion intelligente des feux de circulation est au cœur de nombreuses problématiques STI et est capable de fluidifier le trafic routier, en plus de servir indirectement l’environnement.

Qu’il s’agisse de routes, d’intersections, de feux de circulation ou de simples places de stationnement, l’infrastructure routière urbaine est aujourd’hui devenu comparable à un véritable réseau de communication. L’utilisation de systèmes de transports intelligents pour gérer cette infrastructure rend ce parallèle d’autant plus intéressant.

Ainsi, si rendre l’infrastructure routière intelligente est un objectif développé depuis bien des années, il nous faut aujourd’hui intégrer les problématiques propres aux liaisons entre les différents équipements.

Actuellement, en France, les réseaux routiers urbains sont en majorité gérés parades centres d’ingénierie et de gestion du trafic (CIGT). Le rôle de tels organismes, généralement responsables d’une zone géographique bien particulière, est de coordonnerau mieux les différents éléments routiers, et de faire face aux situations quotidiennes (travaux, accidents, gestion du trafic routier et des pics d’affluence, etc.).

27

Chapitre II La gestion des feux de carrefour

Ces centres, instaurés à la fin des années 1990 en France, possèdent généralement un poste de contrôle (PC) permettant l’exploitation d’un ensemble de technologies placées sur le terrain. Ces systèmes sont au centre d’une infrastructure urbaine. Citons par exemple le PC Lutèce situé au cœur de Paris, qui est relié à plus de 1 800 feux de circulation. Les

missions des CIGT sont multiples : recueillir les données en provenance des véhicules, usagers et routes afin de remplir un rôle de superviseur et d’agirent cas de problème, gérer le trafic en cas d’imprévus ou encore informer les usagers.

Remarquons que dans les pays anglo-saxons, la gestion du trafic est généralement divisée en plusieurs domaines qui sont gérés par des organismes tels que l’Institute of

Transportation Engainées en charge des aspects suivants :

Caractéristiques du trafic, planification des transports, conception des infrastructures, contrôle, et maintenance : organisationnelle, administrative et matérielle..

Le développement des villes intelligentes nous impose toutefois d’acquérir des informations en temps-réel sur l’infrastructure routière.

Nous sommes en droit de nous poser deux questions fondamentales. Tout d’abord, cette volonté de centralisation est-elle un frein pour le développement des transports intelligents ? Ensuite, quels mécanismes pouvons-nous proposer afin de rendre certaines composantes du système autonomes?.

Conclusion :

La gestion du trafic est généralement divisée en plusieurs domaines qui sont gérés par des solutions différentes, les caractéristiques du trafic, planification des transports, conception des infrastructures, contrôle, et maintenance : organisationnelle, administrative et matérielle..

La problématique posé par le trafic et de plus en plus complexe, ce qui impose d’intervenir en permanence et de trouver toujours des solutions efficaces pour remédier à ce problème.

Ce chapitre penche sur le problème de régulation dans les carrefours à véhicules autonomes ce qui nous amène à un problème d’optimisation de passage de véhicules.

Cela nous donne d’autres possibilités pour améliorer la situation du trafic de manière beaucoup plus efficace.

28

Chapitre III :

Programmation et simulation

Chapitre III Programmation et simulation

III.1-

Introduction :

Lestep7 est le logicielle base pour la configuration et la programmation des systèmes d’automatisation SIMATIC, le logicielle base step 7 existe en plusieurs versions, la configuration du CPU 313 .Ces opérations consistent à :

 L’installation du logiciel Step7.

 Raccordement de l’alimentation à la CPU 313.

 Raccordement de la console de programmation(PC)via une interface.

De communication(câble PC/Adapter 5.1 v).

 L’installation de l’interface de communication dans la console de programmation.

 Chargement du matériel de la CPU 313.

 Création du programme de la commande de ce système.

III.2.La configuration

:

Par ‘ configuration’, on sous-entend tout ce qui suit la disposition des profilés supports ou châssis, de modules, d’appareils de la périphérie décentralisés et de cartouches interface dans une fenêtre de station. Les profilés supports ou châssis sont représentés par une table de configuration, dans laquelle on peut enficher un nombre défini de modules, tout comme dans les parfilés supports ou chasse ‘réels’.

Le step 7 affecte automatiquement une adresse à chaque module dans la table de configuration. On peut modifier les adresses, les modules d’une station à condition que la CPU 313 pernette l’adressage libre.

On peut copier la configuration aussi souvent qu’on le désire dans l’autre projet step 7.

A la mise en route de l’automate programmable, la CPU 313 compare la configuration prévue crée avec Step 7 à la configuration sur site de l’installation aussi, les erreurs éventuelles sont immédiatement détectées et signalées.

III.2.Installation du step 7 :

Pour la configuration matérielle, on doit tout d’abord installer le step 7.

30