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Département de Génie Electrique

PROJET FIN D’ETUDE

Réalisation d’une carte de commande pour une station de pompage d’eau

Encadreur de l’ISET : Mer Hatem ABIDI Réalisé par : Kamilia GMAR

Radhia BEJAOUI

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PLAN• Introduction

• Objectifs

• Mise en situation

• Solution adoptée

• Réalisation

• Conclusion et perspectives

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INTRODUCTION

Notre projet s’est déroulé au sein de la Société Nationale

d’Exploitation et de Distribution des Eaux SONEDE Mégrine.

Il s’agit de réaliser une carte de commande pour une station de

pompage d’eau, afin d’optimiser le fonctionnement des

motopompes suivant les tarifs de l’électricité STEG (Jour/pointe/nuit).

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ObjectifsRéaliser une carte de commande pour une station de pompage.

Optimisation du fonctionnement des pompes suivant le prix d’énergie de l’électricité.

Gestion de marche et d’arrêt des motopompes afin de réduire le facture de l’électricité.

Charger les données de consommation d’eau en fonction de temps dans la mémoire de microcontrôleur.

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  PRIX DE L’ÉNERGIE (Mill/KWh)

PompageEau

JOUR POINTE NUIT

65 103 42

Présentation des tarifs de l’électricité

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M MP1 P2

Nh

Nb

~~

h

x

Qe

Qs

capteur de niveau

Fonctionnement d’une station de pompage

P1,P2 : PompesM : moteurQe : Débit des pompes Qs : Débit de consommation H  : Hauteur du réservoir X  : Volume vide Nh : capteur de niveau haut Nb : capteur de niveau bas

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Les règles de base :

Si Nb=1 alors P1=1 ; Si Nh=1 alors P1=0 ;

Les règles de sécurité : Si P1= 1 et x(t=15mn)-x(t=0) >0 Alors P2=1

Si P1= 1 et Si P2=1 et x(t=15mn)-x(t=0) < Q(P1) alors P2 = 0

Si t = Hp- tf et Qs (Hp) > (h-x) alors P1=1 Si t =Hp et Nb=1 alors P1=1 jusqu’à (h-x) > Qs de (Hp) Si t =Hj – tf et Nh=0 alors P1=1

Les règles d’optimisation:

ETUDE DE L’OPTIMISATION

8

48

1216

2024

0

20

40

60

80

vo

lum

e c

on

so

mm

ée

(x1

00

0m

3)

Jour 1

histogramme moyen

Jour 2

04 08 12 16 20 24Heure

Vol

ume

cons

omm

é(x

1000

m

)3

10

20

30

40

50

60

00

Exemple

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Schéma synoptique

Unité de contrôleet de traitement

PIC 16F877

Unité d'adaptationdes entrées/

sortiesRelais,convertisseur

Liaison RS232

BusI2C

Interfaceutilisateur

Boutonspoussoirs

Unitéd'affichage

LCD

Horloge tempsréel

PCF8583

10

Caractéristiques de microcontrôleur16F877

Unité arithmétique et logique(UAL)

Flash 8k octets

EEPROM (256 octets)

RAM(368 octets)

5ports E/S

Un module de convertisseur A/D

Trois timers sur 8bits

Un watchdog ou chien de garde

MCLR

Oscillateur

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carte de commande

• Interface de communication série avec un PC.

• Liaison série (câble RS232)

• Le microcontrôleur 16F877

• Un afficheur LCD

•Protocole Bus I2C

•Horloge temps réel PCF

•Clavier de commande

•Relais pour la commande des pompes

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GND VC

C

D7

14

D6

13

D5

12

D4

11

D3

10

D2

9

D1

8

D0

7 E

6

RW

5

RS

4

VSS

1

VDD

2

VEE

3

LCD2 LM032L X1

4MHz C1

33p

C2

33p

Q2 2N2222

VCC

D2 1N4148

Q1 2N2222

D1 1N4148

VCC

R1 2.2k

R2 2.2k

RA0/AN0 2 RA1/AN1 3 RA2/AN2/VREF- 4 RA4/T0CKI 6 RA5/AN4/SS 7

RE0/AN5/RD 8 RE1/AN6/WR 9 RE2/AN7/CS 10

OSC1/CLKIN 13 OSC2/CLKOUT 14

RC1/T1OSI/CCP2 16 RC2/CCP1 17

RC3/SCK/SCL 18

RD0/PSP0 19 RD1/PSP1 20

RB7/PGD 40 RB6/PGC 39 RB5 38 RB4 37 RB3/PGM 36 RB2 35 RB1 34 RB0/INT 33

RD7/PSP7 30 RD6/PSP6 29 RD5/PSP5 28 RD4/PSP4 27 RD3/PSP3 22 RD2/PSP2 21

RC7/RX/DT 26 RC6/TX/CK 25 RC5/SDO 24 RC4/SDI/SDA 23

RA3/AN3/VREF+ 5

RC0/T1OSO/T1CKI 15

MCLR/Vpp/THV 1

U1

PIC16F877 VDD=VCC VSS=GND

E

E

RW

RW RS

RS

SDA SCL

SDA SCL

1 2

J1

CONN-H2

VCC

PCF8583

OSCI 1 OSCO 2 A0 3

VSS 4

VDD 8

SDA 5

SCL 6

INT 7

U4

GND

R4 10k R3

10k

VCC

MCLR

R0 1k D3

1N4148

C7 1uF

VCC

MCLR

1 6 2 7 3 8 4 9 5

J3

CONN-D9

T2out R2in

MAX232

C1+ 1 V+ 2 C1- 3

C2+ 4

C2- 5

V- 6

T2out 7 R2in 8

VCC 16

GND 15

T1out 14

R1in 13 R1out 12

T1in 11

T2in 10 R2out

9

U3

VCC C3

47u C4

47u

C5

47u

C6

47u

T2out R2in

X2 CRYSTAL

3

1 4

2

5

REL1

3

1 4

2

5

REL2

POMP2

POMP1

POMP1 POMP2

RL10 RL

11 RL20 RL

21 RL10 RL

20

RL11 RL21

CAP NB NH

R6 2.2k R7 2.2k

VCC

CAP NB NH

R8 2.2k R9

2.2k R10 2.2k

VCC

1 2 SWO

1 2 SW1

1 2 SW2

CARTE DE COMMANDE DE POMPAGE D'EAU AVEC OPTIMISATION DU FONCTIONNEMENT DES POMPES

SUIVANT LES TARIFS D'ENERGIE : JOUR/NUIT/HEURES DE POINTE

1

2

SW3

GND

v

v VCC

D4

1N4148 D5 1N4148 C8

100n

1 2

J2 CONN-H2

1 2

J5 CONN-H2

1 2

J4 CONN-H2

1 2

J6 CONN-H2

1 2 B1

3V

BUZZ

BUZZ

R5 470

1 2 3

RV1 RES-VAR VC

C

VEE

VEE

LS1

SPEAKER

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Conclusion• Un système permettant de réduire le coût de facture

d’énergie électrique pour la société.

• Possibilité de stockage des donnée concernant la consommation d’eau en fonction du temps dans la mémoire de microcontrôleur PIC16F877 ou dans la mémoire de l’horloge PCF8583 Traçabilité de la consommation d’eau.

• Universalité de notre carte de commande des pompes.

• Réalisation simple et surtout non coûteuse.

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Perspectives

Utilisation d’un logiciel qui pourra commander notre système.

Communication de notre carte par téléphonie avec un PC distant.

Utilisation d’un module GPS pour l’horloge.

Réduire de la taille de la carte.

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MERCI