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 S - Représentation des produits S2 - Schématisation des solutions TRAVAUX PRATIQUES SYSTEME DE CONDITIONNEMENT DE PIECES Sous-système "préhenseur rotatif" Le système étudié est un dispositif permettant d orienter un colis en transit sur un tapis roulant si ce colis ne se présente pas dans le bon sens. Le sens est donné par une pastille métallique se trouvant sur le dessus du colis et sur un bord. I. MISE EN SITUATION MATIERE D'ŒUVRE ENTRANTE Energie électrique Energie pneumatique MATIERE D'OEUVRE SORTANTE Colis mal orienté Colis bien orienté Orienter un colis Pastille métallique Préhenseur rotatif Pastille métallique Le colis se présente sous le préhenseur. Ce dernier descend. Si le capteur situé sur le préhenseur ne détecte pas la pastille métallique du colis, le système saisit le colis, le soulève et le retourne puis le repose, le système se replace ensuite en position initiale. Le préhenseur descend à nouveau, si la pastille n est toujours pas détectée, le cycle précédemment décrit reprend, dans le cas contraire, c'est-à-dire si la pastille est détectée, le colis est donc correctement orienté, le préhenseur se replace en position initiale. CPGE TSI_1 1

2 Capteur inductif permettant de détecter la pastille métallique collée sur le colis. Ce système utilise des actionneurs pneumatiques : - un vérin linéaire permet de descendre le système au dessus du colis, - ses ventouses permettent de se saisir du colis, - enfin, un vérin rotatif lui permet de faire une rotation de de tour dans le sens horaire. II. ETUDE DU MECANISME DE PREHENSION 1/ Proposer un schéma cinématique traduisant le fonctionnement de la machine étudiée. 2/ Donner le nom de ces actionneurs, leur symbole et les identifier sur la maquette. 3/ Donner le nom des préactionneurs associés aux actionneurs, leur symbole et les identifier sur la maquette. / Réaliser le schéma pneumatique de l installation. 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 EN088 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. CPGE TSI_1 2

3 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. Point de vue opérationnel ou technologique Le choix des préactionneurs, actionneurs et effecteurs doit être fait. Ouvrir la porte porte ouverte 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. O 1,3 I.1 Exemple 1 Exemple 2 1 Etape initiale Etape m Liaison orientée 2 b D Réceptivité Transition 3 OUV Liaison orientée p G Action a CPGE TSI_1 3

4 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 a.c = 1 a.c = 0 ou 1 Transition 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 Détection orientation boîte O1 Commande ventouses I2 Fdc bas O2 Fermeture descente I3 Fdc gauche O3 Commande rotation droite I I I I7 Fdc droit Fdc présence boîte BP arrêt BP marche CPGE TSI_1

5 V. GRAFCET DU FONCTIONNEMENT 0 départ cycle.conditions initiales 1 fdc bas. détection fdc bas. détection 2 T\X2\1sec 3 T\X3\2sec ROTATION D fdc droite ROTATION D fdc bas ROTATION D T\X\1sec 7 T\X7\2sec ROTATION D Travail demandé : 1/ quelles sont les conditions initiales à satisfaire pour autoriser le fonctionnement de l'automatisme 2/ mettre en œuvre l'automatisme en lançant le logiciel Millénium 2+. Ouvrir l'application TP rotation boîtes_élève.pm2 et compléter le grafcet de la solution ci-dessous. 3/ justifier la présence des temporisation T et T1. / commenter le fonctionnement de l'automatisme. Remarque: pour synthétiser la temporisation T, utiliser la fonction TIMERS A/C de la librairie FDB du logiciel. CPGE TSI_1