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 SYSTEME DE CONDITIONNEMENT DE PIECES Sous-système "remplissage de boîtes" I. MISE EN SITUATION Le système étudié est un système de conditionnement de pièces. Les matières d œuvre d entrée sont : les pièces, les boîtes et les couvercles. Un premier poste permet de placer une pièce dans une boîte (c est le sous-système remplissage de boîtes ), puis un second poste se charge de mettre en place le couvercle et donc de fermée la boîte (c est le soussystème fermeture de boîtes ). Energies électrique, pneumatique Consignes opérateur Mettre une pièce dans une boîte pièce Boîte remplie (pièce dans la boîte) boîte Système de remplissage de boîtes Fermer la boîte avec un couvercle Couvercle Système de fermeture de boîte Système de conditionnement de pièces Boîte remplie avec un couvercle CPGE TSI_1 1

2 On s intéresse au sous-système remplissage de boîtes qui permet de mettre des pièces dans des boites. Energies électrique, pneumatique Consignes opérateur Mettre une pièce dans une boîte pièce Boîte remplie (pièce dans la boîte) boîte Système de remplissage de boîtes Magasin de pièces Cycle de la pince Vérin de transfert Pince Pièce Boîte Vérin d évacuation Rampe de stockage des boîtes Les pièces sont stockées dans un magasin vertical. Les boîtes arrivent sur une rampe inclinée. Un vérin permet de transférer la pièce du magasin au poste de saisie. La saisie de la pièce s effectue grâce à une pince. Une fois la pièce saisie, la pince la soulève, la déplace, puis la pose dans la boîte. La boîte ainsi remplie est ensuite évacué vers le poste suivant (non étudié). CPGE TSI_1 2

3 II. ETUDE DU MECANISME DE PREHENSION Le système est constitué de 5 actionneurs pneumatiques : 2 vérins double effet, 1 vérin simple effet, 1 pince, 1 vérin sans tige. 1/ Identifier ces actionneurs sur la maquette et préciser le rôle de chacun. 2/ Identifier, sur la maquette, les préactionneurs associés à chacun des actionneurs. 3/ Réaliser le schéma pneumatique de l installation. / Proposer un schéma cinématique traduisant le fonctionnement de la machine étudiée. III. 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). 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 : Ouvrir la porte porte ouverte CPGE TSI_1 3

4 Point de vue opérationnel ou technologique Le choix des préactionneurs, actionneurs et effecteurs doit être fait. 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 sorties 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 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. CPGE TSI_1

5 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 IV. LISTE DES ENTREES / SORTIES ENTREES FONCTIONNALITES SORTIES FONCTIONNALITES I1 Fdc haut O1 Commande descente I2 Fdc bas O2 Fermeture pinces I3 Fdc gauche O3 Commande droite I Fdc droit O Commande gauche I5 Fdc présence pièce O5 Commande pousseur Une entrée supplémentaire sera utilisée pour assurer la fonction "départ cycle". Nous prendrons le bouton poussoir "A" situé sur la face avant de l'automate. CPGE TSI_1 5

6 V. GRAFCET DU FONCTIONNEMENT 0 départ cycle.conditions initiales 1 SORTIE POUSSEUR présence pièce 2 DESCENTE fdc bas 3 T\X3\3sec fdc haut DESCENTE 5 6 DROITE fdc droite DESCENTE fdc bas 7 fdc haut 8 GAUCHE fdc gauche Travail demandé : 1/ mettre en œuvre l'automatisme en lançant le logiciel Millénium 3. Ouvrir l'application TP transfert_élève.pm3 et compléter le grafcet de la solution ci-dessous. 2/ justifier la présence d'une temporisation T. 3/ commenter le fonctionnement de l'automatisme. Remarque: pour synthétiser la temporisation T, utiliser la fonction TIMERS de la librairie FDB du logiciel. CPGE TSI_1 6