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 CONDITIONNEMENT DE PIECES sous-système fermeture de boîtes 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 fermer 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 I. MISE EN SITUATION On s intéresse au sous-système fermeture de boîtes qui permet de fermer les boîtes remplies à l aide de couvercles. Energies électrique, pneumatique Consignes opérateur Fermer la boîte avec un couvercle Pièce dans sa boîte Boîte remplie avec un couvercle Couvercle Système de fermeture de boîte Vérin presseur de couvercle Vérin éjecteur des boîtes remplies et fermées Magasin de couvercles Tapis d acheminement des boîtes remplies Vérin pousseur de couvercle Boîte remplie et fermée CPGE TSI_1 2

3 Vérin éjecteur des boîtes remplies et fermées Les boîtes remplies arrivent sur un tapis roulant. Les couvercles sont stockés dans le magasin de couvercles. Une boîte remplie étant sous le poste de mise en place du couvercle, un vérin pousseur amène un couvercle au dessus de la boîte remplie puis un vérin presseur enfonce le couvercle sur la boîte remplie. La boîte remplie est ainsi fermée puis évacuée par un vérin éjecteur. II. SCHEMATISATION PNEUMATIQUE 1/ Identifier les différents actionneurs pneumatiques sur la maquette, préciser leur type et leur rôle dans le système. 2/ Identifier sur la maquette, les préactionneurs associés à chacun des actionneurs (type et pilote). 3/ Identifier sur la maquette, les capteurs TOR (Tout Ou Rien) qui fournissent les informations: Vérin pousseur sorti Présence couvercles dans le magasin Présence boite remplie / 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 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. CPGE TSI_1 3

4 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 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 CPGE TSI_1

5 Exemple 1 Etape 1 m Etape initiale Liaison orientée 2 b D Réceptivité Transition 3 OUV Liaison orientée p G Action a Exemple 2 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. CPGE TSI_1 5

6 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 a.c = 1 6 Transition 5 a.c = 0 ou 1 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 Dénomination des variables d'entrée et de sortie du sous système: ENTREES FONCTIONNALITES SORTIES FONCTIONNALITES I1 Pousseur sorti O1 Sortie vérin pousseur I2 Présence boîte O2 Rentrée vérin pousseur I3 Présence couvercles O3 Sortie vérin presseur O Sortie vérin éjecteur CPGE TSI_1 6

7 V. GRAFCET DU FONCTIONNEMENT 0 départ cycle.conditions initiales 1 SORTIE POUSSEUR pousseur sorti 2 3 RENTREE POUSSEUR pousseur sorti SORTIE PRESSEUR T1\X3\2sec SORTIE EJECTEUR T2\X\sec Remarque: la réceptivité T1\X3\2sec décrit la sortie d'une temporisation de 2 secondes "lancée" à l'activation de l'étape 3. En pratique, l'objectif est d'attendre un délai de 2 secondes entre l'activation de l'étape 3 et l'activation de l'étape. 1/ Proposer des conditions initiales autorisant le fonctionnement cycle par cycle du sous système. 2/ Ouvrir le fichier "fermeture de boites_élève.pm3" et le compléter pour synthétiser le grafcet de la commande. 3/ Expérimenter et valider la cohérence de la commande. / Ajouter un compteur de cycles et afficher le résultat du comptage sur l'afficheur LCD de l'automate selon la proposition suivante : TOTAL : XXXXX CPGE TSI_1 7