Le pilotage décentralisé d entraînements à l exemple d un convoyeur à accumulation à rouleaux

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1 Le pilotage décentralisé d entraînements à l exemple d un convoyeur à accumulation à rouleaux

2 Le pilotage décentralisé d un convoyeur à accumulation à rouleaux Un motoréducteur MOVI-SWITCH, un détecteur WTR,... et rien de plus! Les techniques de pilotage décentralisé, utilisées et appliquées en particulier sur des installations de convoyage horizontal, génèrent des économies importantes et une flexibilité jamais vue à ce jour. A l'exemple d'un convoyeur à accumulation à rouleaux, l'installation et le pilotage décentralisé permettent ainsi de réaliser une application à un coût très avantageux sans pour autant devoir faire de compromis au niveau des processus. En intégrant un capteur et le logiciel de commande dans un seul organe de commande et en réunissant un motoréducteur, un dispositif de commutation électronique et la protection du moteur en une seule unité d'entraînement, les composants de la décentralisation se réduisent à un minimum. Grâce au câble prêt à l'emploi avec connecteur M12, la connexion entre la cellule et le motoréducteur se fait en un clin d'œil et sans erreur possible. 2

3 La commande WTR2-P621 L'organe de commande utilisé est une cellule photoélectrique WTR2-P621 de la société SICK spécialement développée pour les convoyeurs à accumulation à rouleaux afin de gérer les positions d'arrêt. Grâce aux cellules photoélectriques, il est désormais possible de réagir à d'éventuelles pannes en aval et de gérer les pics de flux. En fonctionnement normal, un convoyeur à accumulation fonctionne comme un convoyeur à rouleaux ordinaire. La cellule est montée sous le plan de roulement, entre les rouleaux du convoyeur, et permet la détection sans contact et indépendante de leur poids des objets convoyés. Le signal est traité par l'automatisme qui, à son tour, commande le MOVI-SWITCH. Cette technologie permet d'installer rapidement, sans aucun organe de commande supplémentaire, tout système de transport par accumulation. Caractéristiques Cellule photoélectrique avec logique de traitement intégrée Portée utile réglable Occultation de fond Insensible à la lumière parasite Simple à monter, positionnée intégralement sous le plan de roulement Câblage facile, en guirlande similaire à une liaison par bus Sans aucun entretien, car commutation sans usure Cellule n... Cellule 2 Cellule 1 MOVI-SWITCH MOVI-SWITCH MOVI-SWITCH 3

4 La logique de traitement intégreé Le détecteur comprend une logique de traitement intégrée qui contrôle l'accumulation des cartons sur le convoyeur et les arrête sans aucun choc aux endroits prévus. Aucun organe de commande supplémentaire n'est nécessaire. Les cartons sont arrêtés les uns après les autres, sans laisser d'espaces vides inutiles. La description et les schémas suivants illustrent le principe de fonctionnement. Les cellules WTR2-P621 réagissent à la coupure d'un faisceau électrique. Sur un convoyeur à rouleaux entraîné par des MOVI-SWITCH, elles fonctionnent comme suit : Absence d objet dans le faisceau Réception de lumière Sortie fermée MOVI-SWITCH libéré Rouleaux en marche Fonction convoyeur ordinaire Présence d objet dans le faisceau Pas de réception de lumière Sortie ouverte MOVI-SWITCH verrouillé Rouleaux ralentis puis arrêtés Fonction convoyeur à accumulation Le convoyeur à rouleaux se divise en trois zones (entrée, accumulation, évacuation) dont les limites sont flexibles en plein mouvement. La zone d entrée / d accumulation L'accumulation des cartons transportés est réalisée par le traitement logique de la cellule photoélectrique. Les cartons parcourent la totalité de la zone d'entrée du transporteur, le premier carton s'arrêtant au niveau de la cellule n (installée en fin de zone d'entrée). L'état de la cellule n est transmis à la cellule n-1, provoquant ainsi l arrêt du carton suivant au niveau de la cellule n-1, puis le carton suivant à la cellule n-2, etc. Les cartons, en parcourant la zone d'entrée, sont bien détectés par les autres cellules, mais celles-ci ne les arrêtent que si la section immédiatement en aval est occupée par un carton. Ainsi, les cartons s'accumulent de façon régulière et sans chocs ; ils sont arrêtés avec précision par les cellules aux endroits prévus. Le principe est donc simple : un carton est arrêté par une cellule lorsque deux cellules consécutives détectent la présence d'un carton. En cas de flux dense, cela mène automatiquement à créer un espacement entre les cartons. Cellule n Cellule n-1 Cellule... Cellule 1 4

5 Exemple : La cellule n à gauche a détecté un carton et l'a stoppé ; le prochain carton sera arrêté à la position n-1. Lorsque sur le convoyeur, deux cellules consécutives, par exemple la 4 et la 3, détectent simultanément deux cartons qui se suivent de près, le carton détecté au niveau de la cellule 3 est retenu jusqu'à ce que la cellule 4 soit dégagée. On obtient ainsi automatiquement un espacement entre les cartons. Cellule n Cellule n-1 Cellule 4 Cellule Start La zone d évacuation Il existe deux possibilités. L évacuation individuelle : L'évacuation des cartons accumulés sur le convoyeur se fait grâce à un signal de commande au niveau de la cellule n (application d'une tension +24 V à l'entrée E de la cellule), ce qui a pour effet de remettre en marche les rouleaux de la section n du convoyeur et par conséquent l'évacuation du carton. Dès que la cellule ne détecte plus le carton dans son faisceau, elle envoie, via sa sortie A qui est reliée à l'entrée de la cellule n-1, un signal RUN au MOVI-SWITCH n-1 : la section n-1 du convoyeur se met alors en marche. Le même processus se déroule entre les autres sections consécutives du transporteur. Ainsi, les cartons sont évacués les uns après les autres. A la place d'un signal de commande électrique, l'évacuation de la zone d'accumulation peut également être enclenchée en dégageant manuellement le carton de la section n du convoyeur. +24 V à l entrée E Cellule n Cellule n-1 Cellule... Cellule 1 Start Start Start L évacuation en bloc : Dans le cas d une augmentation de la cadence, il est possible d'évacuer la zone d'accumulation en bloc. Cela se fait en appliquant une tension +24 V à l'entrée VT de la cellule n. Ainsi, tous les MOVI-SWITCH de la chaîne sont mis en marche simultanément, ce qui a pour effet de faire avancer en bloc l'ensemble des cartons accumulés sur le convoyeur. +24 V à l entrée VT Cellule n Cellule n-1 Cellule... Cellule 1 Start Start Start 5

6 Les moteurs MOVI-SWITCH L'entraînement des différentes sections du convoyeur est assuré par des motoréducteurs MOVI-SWITCH. Le MOVI-SWITCH est une unité d'entraînement très compacte composée d'un réducteur, d'un moteur électrique à frein mécanique et d'un dispositif électronique de commutation et de protection. Il est particulièrement adapté aux installations décentralisées de convoyage. Raccordement et fonctionnement MOVI-SWITCH & J Run 24V OK 0V U2 V2 W2 J U1 V1 W L1 L2 L3 2 1 Connexion pour cellule de commande Commande de frein Caractérstiques La boîte à bornes du MOVI-SWITCH intègre un dispositif de commutation sans contact (et par conséquent sans usure) ainsi qu'une unité de mesure destinée à la surveillance directe de la température. Les MOVI-SWITCH sont disponibles dans des puissances allant de 0,37 kw à 3 kw et sont spécialement adaptés aux besoins en puissance des convoyeurs à rouleaux La transmission entre le moteur et le mécanisme de transport est optimisée par un réducteur à renvoi d'angle ou à arbres parallèles avec arbre de sortie creux ou sortant. L'arrêt contrôlé des marchandises sur le convoyeur est assuré par un système à toute épreuve : le frein à disque SEW à deux bobines qui permet à la fois des cadences très élevées et des temps de réaction ultra rapides. La connexion avec la cellule photoélectrique WTR2-P621 est établie au moyen d'un connecteur M12. 6

7 Deux composants par section de convoyeur suffisent à la réalisation de l'application : une cellule photoélectrique et un MOVI-SWITCH. La connexion de la cellule au MOVI-SWITCH se fait par un câble avec connecteur M12 qui se loge dans la prise spécifique sur le motoréducteur. L'installation électrique selon une logique de décentralisation ainsi que le câblage de la commande ne sont pas plus compliqués qu'un système réalisé avec des capteurs et des moteurs traditionnels. Des connaissances particulières en matière d'automatismes ou de bus de terrain ne sont pas nécessaires. Principe des connexions La tendance vers la décentralisation de plus en plus poussée des systèmes de convoyage se confirme sans aucun conteste. Au-delà de la simple décentralisation matérielle des installations, c'est à présent la commande décentralisée qui est à l'ordre du jour. La logique décentralisée se prête particulièrement bien à des tâches simples et répétitives, comme c'est le cas d'une commande de convoyeur à accumulation. Actuellement on peut trouver sur le marché, divers composants standardisés qui, combinés de façon optimale, offrent de nouvelles perspectives et une multitude d'applications, comme le montre notre exemple. Fidèle au principe plus compact mais plus performant, la tendance vers la miniaturisation et l'intégration des fonctions progresse incontestablement. Cellule n Cellule 1 U B 24 V DC 20 % / + 10 % 7

8 SEW-USOCOME S.A. B.P. 185 F Haguenau Cedex Tél.: Fax: SEW en France Alsace Franche-Comté Tél.: F Balschwiller Fax: Alsace Nord Tél.: F Surbourg Fax: Aquitaine Tél.: F Pessac Cedex Fax: Ardennes Lorraine Tél.: F Nancy Fax: Bourgogne Tél.: F Saint Romain Fax: Bretagne Ouest Tél.: F Brains Fax: Centre Pays de Loire Tél.: F Saint Cyr sur Loire Fax: Champagne Tél.: F Saint André les Vergers Fax: Lyon Nord-Est Tél.: F Lyon Fax: Lyon Ouest Tél.: F Lyon Fax: Lyon Sud-Est Tél.: F Génissieux Fax: Nord Tél.: F Bermerain Cidex 102 Fax: Normandie Tél.: F Airan Fax: Paris Est Tél.: F Champs sur Marne Fax: Paris Ouest Tél.: F Voisins le Bretonneux Fax: Paris Picardie Tél.: F Bouffemont Fax: Paris Sud Tél.: F Roinville sous Dourdan Fax: Provence Tél.: F Saint Marc Jaumegarde Fax: Pyrénées Tél.: F Caujac Fax: Sud-Atlantique Tél.: F Vertou Fax: SEW dans le monde Afrique du Sud Colombie Japon Singapour Allemagne Corée Malaisie Suède Argentine Danemark Norvège Suisse Australie Espagne Nouvelle Zélande Thailande Autriche Etats-Unis Pays-Bas Turquie Belgique Finlande Pérou Venezuela Brésil Canada Chili Chine Grande-Bretagne Hong Kong Inde Italie Pologne Portugal République Tchèque Russie / 0700