Les automates programmables industriels (API)

Refroidisseur à Clinker

Préparation des matières premières

Carrière
Le calcaire est extrait depuis la carrière, à coté de l’usine. Cette dernière est exploitée à ciel couvert sur un front d’une hauteur de 12 à 15 mètres. En effet l’extraction se fait en deux temps:
Forage de trous afin de poser des explosifs et récupérer les cuttings pour savoir la composition chimique du calcaire ; Abattage des roches.
Une fois les blocs de calcaire récupérés de la carrière, elles subissent un concassage. Vu la difficulté de fragmenter la matière en une seule opération, elle passe par un :
Concasseur primaire à mâchoires où elle est réduite à des dimensions inférieures à 300 mm. Concasseur secondaire à marteaux pour réduire les dimensions à moins de 50mm ceci après avoir été mélangée à un taux d’environ de 12 % de schistes.
Les caractéristiques du concasseur sont résumées par le tableau suivant :
Concasseur primaire à mâchoires Fuller
Concasseur secondaire à
marteaux Williams
Débit maximum 800t/h 800t/h
Puissance du moteur 257 Kwh 1491 Kwh

Pré homogénéisation

La pré homogénéisation des matières premières est une opération qui consiste à assurer une composition chimique régulière du mélange des matières premières. Des échantillons du mélange des matières premières sont prélevés lors de la constitution des tas dans une station d’échantillonnage, ces échantillons sont analysés au niveau du laboratoire de l’usine. Les résultats de ces analyses permettent de définir les corrections nécessaires à apporter au mélange des matières premières, ce mélange est dénommé en cimenterie par le crû. Pour l’usine REM, la matière est homogène chimiquement donc elle ne nécessite pas la Pré homogénéisation..

Broyage de crue

Le broyage du cru est une opération qui consiste à préparer un mélange homogène avec une bonne répartition granulométrique pour assurer les meilleures conditions de cuisson de la farine. Le broyage du crû consiste à l’introduire dans le broyeur à crû dans lequel il subit des actions mécaniques pour l’obtention de la farine. Cette opération est assuré dans l’usine RAS EL MA par un broyeur vertical Polysius type RM 16/33 .La farine obtenue (qui est une poudre fine) est stockée dans un silo après avoir subi une opération d’homogénéisation pour obtenir une composition chimique régulière des matières premières qui seront introduites dans le four pour cuisson.

Dépoussiérage

Le transport de la farine du cru par des aéroglissières risque de générer des poussières. Le système de dépoussiérage consiste à éliminer les émissions des poussières par l’utilisation de filtres à manches, ce qui est le cas dans l’usine REM, ou d’éléctrofiltres pour une meilleure protection de l’environnement. A noter que le dépoussiérage n’est pas une opération spécifique à la farine, d’autres ateliers (le broyage du ciment par exemple) comportent des systèmes de dépoussiérage.

 Production du Clinker

 La tour de préchauffage
Les gaz chauds formés dans le four sont tirés par un ventilateur et circulent à grande vitesse dans les cyclones de la tour échangeur. La farine est injectée à la partie supérieure et descend par gravité dans les cyclones successifs pour pénétrer ensuite dans un précalcinateur qui contient les gaz de combustion du coke issus des deux brûleurs situés à la partie inférieure de la tour. Ensuite la matière entre dans la boite à fumée décarbonatée de 85 à 90%.
L’échange thermique au sein de la tour s’accompagne des effets suivants :

• Evaporation de l’eau libre;
• Dégagement de l’eau de constitution des argiles;
• Décarbonatation partielle de la farine.
Un système de cannons à air est installé dans des différents points du préchauffeur
afin d’éviter le colmatage des dépôts éventuels de la matière.

Four rotatif :
La farine provenant de la tour de préchauffage déjà décarbonatée à 90 %, poursuit son parcours dans le four.
On distingue deux zones au sein du four :
a) La zone de calcination (appelée aussi de transition) : C’est la zone à l’entrée du four où s’achève la décarbonatation de la matière.
b) La zone de cuisson ou de clinkérisation : C’est la zone la plus importante et la plus chaude du four rotatif. En effet, la température de cette zone peut dépasser 1500°C, ce qui permet la combinaison de (CaO)2SiO2 (C2S) avec la chaux libre pour donner les cristaux de (CaO)3SiO2 (C3S) qui grossissent et granulent, formant ainsi du clinker. La chaleur nécessaire pour la réalisation de ces réactions est assurée par la combustion du coke. La rotation et l’inclinaison du four permettent la progression de la matière.
 Refroidisseur à clinker
Le rôle des refroidisseurs consiste à garantir la trempe du clinker pour avoir une structure minéralogique et des dimensions de cristaux favorables. Les refroidisseurs permettent aussi de baisser la température du clinker pour faciliter la manutention et le stockage. Il existe plusieurs types de refroidisseurs : refroidisseurs à grilles, utilisé dans l’usine REM, refroidisseurs rotatifs, refroidisseurs planétaires, …

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I
I. Présentation de la société
1.Historique
2.Principale activité de Holcim
2.1.Ciments
2.2.Bétons
2.3. Granulats
2.4.Ecoval
2.5.Distribution de matériaux de construction
3. Présentation de L’usine Ras El Ma
4 .L’organigramme de la cimenterie
II. Processus de fabrication du ciment
1. Préparation des matières premières
1.1. Carrière
1.2.Pré homogénéisation
1.3.Broyage de crue
1.4.Dépoussiérage
2.Production du Clinker
2.1.la tour de préchauffage
2.2.Four rotatif
2.3. Refroidisseur à Clinker
3.Mouture du ciment et expédition
3.1.Silos à Clinker
3.2.Broyage du ciment
3.3.Service
1.CPJ 35
2.CPJ 45
3.CPA 55
3.4Logistique
CHAPITRE II : Les Automates Programmables Industriels
1. Généralités sur les API
1.1.Historique
1.2.Définition
1.3Domaines d’emploi des automates
1.4.Nature des informations traitées par l’automate
1.5.Architecture des automates
1.6.Fonctions réalisées
1.7. Principe de fonctionnement
1.8. Critères de choix d’un automate
1.9. Modes de fonctionnement de l’automate
2. Présentation de la gamme SIMATIC de SIEMENS
2.1. Les différentes variantes dans la gamme SIMATIC
2.2. Présentation de l’automate SIEMENS 314C-2DP
CHAPITRE III :PHASE D’AUTOMATISATION
1.Introduction
2.Qu’est-ce que l’automatisation ?
3. Les buts de l’automatisation
4. Utilisation de STEP 7 pour la programmation
4.1. Introduction
4.2. Mode d’emploi
4.3. Les langages de programmation
4.4. Les Bases de programmation en CONT dans STEP 7
4.5. Bloc utilisateur
4.6. Mémentos
4.7. Mnémoniques
4.8. Différents types de variables contenues dans STEP7
4.9. Le simulateur des programmes PLCSIM
5.Description du silo métallique à automatiser
a) Moteur (TOR)
b)Ventilateur et Surpresseur
c)Filtre
d)Trémie
e)Tamis vibrant ou crible
f)Manche
6.Principe de fonctionnement
7. Création du projet dans STEP7
7.1. Insertion des stations dans SIMATIC MANAGER
7.2. Configuration matériel
7.3. Table de mnémoniques
7.4. Programmation de bloc
7.5. Test du programme
CONCLUSION GENERALE
Bibliographie

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