Laboratoire de Sciences Industrielles de l Ingénieur

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1 Laboratoire de Sciences Industrielles de l Ingénieur S23 - Convertir l'énergie S231 - Actionneurs et pré-actionneurs associés incluant leurs commandes S - Comportement des systèmes S3 - Modélisation des systèmes multi-physiques S312 Comportement des systèmes logiques S5 - Représentation des produits S52 - Schématisation des solutions TRAVAUX PRATIQUES Plateau indexeur séquentiel MINIDOSA Le système minidosa est utilisé dans les entreprises de production de parfum en flacons. Ce système permet de remplir et de boucher un flacon. On pourra visualiser les vidéos «Minidosa» et «Plateau indexeur séquentiel minidosa» présentes dans le répertoire de la classe. Le flacon vide est chargé sur un convoyeur (tapis roulant). Le flacon arrive sur le plateau tournant. Ce dernier tourne de 60 en 60. A chaque rotation s opère une opération, dans l ordre : remplissage, mise en place du bouchon, bouchage, évacuation : le flacon repart sur un autre tapis roulant. Matière d œuvre : - Entrante : flacon vide, bouchon, liquide - Sortante : flacon rempli et bouché Système : minidosa Voir fichier : minidosa.mp CPGE TSI_1 1

2 I. MODELISATION DE LA PHASE DE TRANSFERT (MECANISME DE MISE EN ROTATION DU PLATEAU) L objet de cette étude est le système de manœuvre du plateau tournant : Les rotations successives du plateau tournant sont assurées grâce à un vérin. Le fonctionnement est décrit sur la figure ci-dessous et est visible à partir du fichier plateau indexeur séquentiel Minidosa.avi. Position initiale : Tige de vérin sortie, Vérin d indexage sorti Pas de verrouillage Position finale : Tige de vérin rentrée, Verrouillage Vérin d indexage rentré Le système étudié est composé de 5 classes d équivalence (on ne se préoccupe pas de l indexage, on ne s intéresse qu à la phase de transfert) : - Le bâti : - Le corps de vérin : - L ensemble plateau indexeur : - La tige de vérin : 1/ Proposer un schéma cinématique traduisant le fonctionnement du plateau indexeur. CPGE TSI_1 2

3 II. DETERMINATION DE LA COURSE DU VERIN NECESSAIRE On souhaite déterminer la course du vérin nécessaire pour assurer la rotation de 60 du plateau. Pour cela, on utilise un modèle SolidWorks/Méca3D 2/ Copier dans votre espace personnel le répertoire «TP plateau indexeur (SW)», puis ouvrir le fichier «ensemble plateau indexeur 2013_201.sldasm» 3/ Dans méca3d, le modèle géométrique (classes d équivalence liaisons) ayant été déclaré, piloter le système correspondant à une rotation d un pas du plateau indexeur. / Faire valider l animation par le professeur. 5/ Tracer une courbe permettant de déterminer la course du vérin nécessaire à la rotation du plateau imposée. III. SCHEMATISATION PNEUMATIQUE On s intéresse à présent à l ensemble complet : mécanisme de mise en rotation du plateau, système de verrouillage et système d indexage. 6/ Identifier les différents actionneurs pneumatiques sur la maquette, préciser leur type et leur rôle dans le système. 7/ Identifier sur la maquette, les préactionneurs associés à chacun des actionneurs (type et pilote). 8/ Identifier sur la maquette, les capteurs TOR (Tout Ou Rien) et les informations qu ils fournissent. 9/ Réaliser le schéma pneumatique de l installation. IV. COMMANDE SEQUENTIELLE DU SOUS SYSTEME Parmi les outils de spécification des automatismes industriels, le GRAFCET pour GRAphe de Commande des Etapes et des Transitions, tient une place privilégiée, grâce à sa puissance de description fonctionnelle dans les phases de conception. La norme internationale EN6088 définit le langage de spécification GRAFCET pour la description fonctionnelle du comportement de la partie séquentielle des systèmes de commande. Cette norme définit les symboles et les règles nécessaires à la représentation graphique de ce langage, ainsi que l'interprétation qui en est faite. Cette norme a été établie pour les systèmes automatisés de production des applications industrielles. STRUCTURE ET INTERPRETATION DU GRAFCET : Structure : un GRAFCET est constitué d'étapes, de transitions, de liaisons orientées. Une étape est soit active soit inactive. L'ensemble des étapes actives d'un grafcet à un instant donné représente l'état du système à l'instant considéré. Une transition indique la possibilité d'évolution d'activité entre deux ou plusieurs étapes. Cette évolution s'accomplit par le franchissement de la transition. Une liaison orientée relie soit une ou plusieurs étapes à une transition, soit une transition à une ou plusieurs étapes. Interprétation : un GRAFCET s'interprète par les changements d'état qu'il produit sur les sorties (actions) en fonction des changements d'état des entrées (réceptivités) qu'il recense. Une action indique dans un rectangle comment agir sur la variable de sortie, soit par assignation (action continue) soit par affectation (action mémorisée). CPGE TSI_1 3

4 Une réceptivité associée à chaque transition est une condition logique composée de variables d'entrées et/ou de variables internes. LES DIFFERENTS POINTS DE VUE : Point de vue fonctionnel ou structurel Les actions sont alors données sous la forme d un verbe à l infinitif suivi de compléments. Les réceptivités sont décrites par des substantifs suivis d un adjectif. Exemple : Point de vue opérationnel ou technologique Le choix des préactionneurs, actionneurs et effecteurs doit être fait. Ouvrir la porte porte ouverte Exemple : Sortir la tige du vérin A ou A tige sortie a 1 Point de vue de l automate programmable Cette fois, les actions et les réceptivités sont des variables de sortie et d entrée de l automate programmable. Ce grafcet est beaucoup plus aride puisqu il dépend exclusivement de l automate utilisé. Exemple : I 5.1 O 1,3 Exemple 1 Exemple 2 Etape 1 m Etape initiale Liaison orientée 2 b D Réceptivité Transition 3 OUV Liaison orientée p G Action a CPGE TSI_1

5 LES REGLES D'OBEISSANCE QUANT A L'EVOLUTION DU GRAFCET : L'alternance étape/transition et transition/étape doit toujours être respectée, quelle que soit la séquence parcourue. Deux étapes ou deux transitions ne doivent jamais être reliées par une liaison orientée. situation initiale : REGLE 1 La situation initiale décrit l'état du système à sa mise sous tension et/ou sous pression. Elle est repérée sur le GRAFCET par un symbole particulier constitué d'un double carré. Franchissement d'une transition : REGLE 2 Une transition est dite validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à cette transition sont actives. Le franchissement d'une transition est obligatoire lorsque: La transition est VALIDEE ET QUE la réceptivité associée à cette transition est VRAIE 5 5 a.c = 1 a.c = 0 ou 1 6 Transition 6 Transition franchie Evolution des étapes actives : REGLE 3 Le franchissement d'une transition entraine simultanément l'activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes. r = 1 r V. LISTE DES ENTREES / SORTIES ENTREES FONCTIONNALITES SORTIES FONCTIONNALITES I1 Interrupteur départ cycle O5 Rentrer tige vérin Indexage I9 Tige sortie vérin indexage O6 Rentrer tige vérin Entrainement I10 Tige sortie vérin entraînement O7 Sortir tige vérin Transfert I11 I12 Tige sortie vérin transfert Tige rentrée vérin transfert CPGE TSI_1 5

6 VI. GRAFCET DU FONCTIONNEMENT 0 départ cycle.conditions initiales 1 INDEXAGE indexage rentré 2 3 SORTIR TRANSFERT transfert sorti ENTRAINEMENT INDEXAGE SORTIR TRANSFERT entrainement rentré.indexage sorti ENTRAINEMENT transfert rentré Travail demandé : 1/ les conditions initiales à satisfaire sont telles qu'aucun pilote de distributeur n'est commandé. 2/ mettre en œuvre l'automatisme en lançant le logiciel Millénium 2+. Ouvrir l'application TP table d'indexation_élève.pm2 et compléter le grafcet de la solution ci-dessus. Chaque condition de franchissement d'une étape est mises en condition ET avec une temporisation de 5sec. Ainsi, chaque étape reste active au minimum 5sec et nous avons le temps de voir évoluer l'automatisme pour vérifier son bon fonctionnement. 3/ compléter l'automatisme en lui adjoignant un compteur de cycles d'indexage. CPGE TSI_1 6