Lycée Jean Dupuy Rue Aristide Bergès Tarbes e-mail : BTS Electrotechnique E.P.S. Année scolaire 2013 / 2014 Conditionneuse de comprimés Partenaire professionnel : Section maintenance du lycée Jean Dupuy : Mr Labat Etudiants chargés du projet : M. IDRISS M. CAZALA M.GABRIEL Professeurs ou Tuteurs responsables : DERAMOND Stéphan PORTERES Frédéric Auto équipement : Oui / Non Reprise d'un projet : Oui / Non Présentation générale du système supportant le projet: La section BTS maintenance du lycée Jean Dupuy possède une ligne de conditionnement de comprimés venant de la société Ravoux de Creuzier le Vieux qui date de septembre 1993. Celle-ci sert à réaliser des TP pédagogiques de Maintenance dans les domaines mécaniques, électriques et pneumatiques. Analyse de l existant: Cette conditionneuse de comprimés est composée de 5 modules («postes») : - «Poste 0» : Distributeur de flacons, - «Poste 1» : Distributeur de comprimés, - «Poste 2» : Distributeur de bouchons et bouchage du flacon, - «Poste 3» : Marquage, - «Poste 4» : Encartonnage des flacons. Chaque module possède son armoire électrique. Un automate gère le fonctionnement des modules remplissage, bouchage des flacons, marquage et encartonnage. Le poste d encartonnage ne fonctionne qu en partie. Un convoyeur, tournant en permanence, entraîne des palettes depuis le poste de distribution de flacons (pose des flacons sur les palettes) jusqu au poste d encartonnage (enlèvement des flacons). Les palettes une fois vides reviennent au poste de distribution de flacons (gestion par l API ). Principe de fonctionnement de chaque module : Poste 0 : Distributeur de flacons : Ce poste permet de stocker les flacons vides et de les déposer un par un sur une palette transporteuse circulant sur le convoyeur. Poste 1 : Distributeur de comprimés : Un bol vibrant permet de stocker puis de déposer les comprimés sur un plateau tournant qui sont ensuite dirigés vers une rampe. Un capteur permet d arrêter la vibration du bol lorsqu il y a bourrage sur le plateau. Sur cette rampe sont installés deux vérins bloqueurs de comprimés permettant le remplissage du flacon et un capteur haut qui arrête le plateau tournant quand la rampe est pleine. Un autre capteur bas permet le comptage des comprimés. Page 1 sur 6 Projet 2013-2014
Ce remplissage ne peut s effectuer que si les conditions de présence palette, présence flacon, absence de bouchon et flacon vide sont vérifiées. Un vérin bloqueur au niveau du convoyeur permet de bloquer la palette lorsque celle-ci est détectée. Une fois le remplissage effectué la palette est évacuée vers le poste suivant (bouchage). Le nombre de comprimés est comptabilisé sur un IHM tactile situé sur le pupitre de commande, constitué de deux boutons poussoir marche / arrêt ainsi qu un ATU et un voyant marche. Le nombre de comprimés à compter peut être modifié par l IHM. Enfin un carter de protection en plexiglas, connecté à un capteur, est placé sur le module. Poste 2 : Distributeur de bouchons et bouchage du flacon : Une première partie composée d un bol vibrant permet d emmener les bouchons dans le bon sens vers une rampe. Deux capteurs mini et maxi rampe permettent le remplissage de celle-ci par la marche ou l arrêt de la vibration du bol. Une deuxième partie permet le bouchage. Elle est constituée de 3 vérins et d un bloc de création de vide qui permettent la séparation de la capsule, la prise de celle-ci par effet ventouse et la dépose sur le flacon par l intermédiaire d un cycle en L (descente et prise de la capsule, montée, avancée au dessus du flacon, descente et dépose de la capsule, remontée et retour en arrière). Un vérin bloqueur au niveau du convoyeur permet de bloquer la palette lorsque celle-ci est détectée. Ce bouchage ne peut s effectuer que si les conditions de présence palette, présence flacon, absence de bouchon et flacon plein sont vérifiées. (Sinon la palette est libérée) Une fois le bouchage effectué la palette est évacuée vers le poste suivant (marquage). Un ensemble de boutons poussoirs sur un pupitre permet de gérer le fonctionnement du module. Enfin un carter de protection en plexiglas connecté à un capteur est placé sur le module. Poste 3 : Marquage : Lorsque la condition de présence «flacon bouché» est vérifiée, un marqueur à jet d encre inscrit sur le flacon la date de création et son numéro de série.( sinon elle est libérée) Une fois le marquage effectué la palette continue vers le poste suivant (encartonnage). Un ensemble de deux boutons poussoir sur un pupitre permet la marche ou l arrêt du marquage. Il y a la présence également d un voyant marche. Enfin un carter de protection en plexiglas connecté à un capteur est placé sur le module. Poste 4 : Encartonnage des flacons : La zone d emballage est au dessus du convoyeur de flacons. Les cartons d emballage vides sont emmenés par un premier tapis roulant jusqu en butée (position d origine pour le remplissage). Ce dernier est commandé lorsque le cycle est terminé (carton plein et évacué) et par un capteur détectant la présence d un carton vide. Chaque carton vide est détecté par une cellule barrage qui arrête le tapis d introduction et empêche ainsi les cartons vides suivants d arriver jusqu à ce que le premier carton soit rempli et transféré. Le remplissage du carton s effectue par rangée. Un vérin bloqueur au niveau du convoyeur permet de bloquer la palette lorsque celle-ci est détectée. Ensuite elle est indexée par un autre vérin. Page 2 sur 6 Projet 2013-2014
Lorsque les conditions de présence palette, présence flacon, flacon bouché et plein sont vérifiées, le flacon peut être transféré vers le carton. Sinon la palette est libérée. Deux vérins permettent de tenir le flacon et de le libérer une fois la position voulue atteinte. Le déplacement du flacon s effectue par l intermédiaire d un moteur brushless avec variateur Alstom géré par carte d axe Parvex (Transfert 2 axe Y). Une fois la rangée du carton remplie, le carton est déplacé d une rangée. Le mouvement est réalisé par l intermédiaire d un moteur brushless avec variateur géré par carte d axe (transfert 1 axe X). Une fois le remplissage du carton terminé, il est transféré vers un deuxième tapis roulant. Une cellule barrage sur ce tapis détecte ainsi l évacuation des cartons pleins permettant l introduction d un nouveau carton en butée sur le premier tapis. Un afficheur industriel permet de comptabiliser le nombre de flacons déposés dans les cartons ainsi que le nombre de cartons remplis. Un ensemble de boutons poussoir et interrupteur sur un pupitre permet de gérer le fonctionnement du module. Il y a la présence également d un voyant marche. Enfin un carter de protection en plexiglas connecté à un capteur est placé sur le module. Principaux constituants : Le convoyeur est entraîné par un moto réducteur asynchrone triphasé avec variateur. Les moteurs Sol, Bol vibrant, sont des MCC. Tous les autres mouvements sont commandés par des vérins simples ou doubles effets. Les tapis d introduction et d évacuation des cartons sont entraînés par MAS avec variateur. Le déplacement des cartons pour remplissage et le transfert des flacons vers le carton se fait par l intermédiaire de moteurs brushless avec variateur piloté par carte d axe. Chaque module a un fonctionnement indépendant ; c'est-à-dire si un poste est en panne ou en maintenance, les autres postes peuvent toujours fonctionner. Actuellement la conditionneuse de comprimés fonctionne en partie et toutes les protections ne sont pas aux normes. Déroulement du projet : Le projet a dû se réaliser sur plusieurs années pour des questions de coût et de ressources humaines. La première année, les postes 1 et 2 (distribution de comprimés et de bouchage des flacons) ont été rénovés. L année dernière, le poste 3 (marquage flacon) et la gestion des tapis d introduction et évacuation des cartons du poste 4 ont été à leur tour rénovés. Pour cela il a été installé un automate de type TSX 57 de marque Schneider afin de gérer la totalité de l installation, Pour une simplification du câblage et permettre le rajout des différents modules, l installation d un bus de type ASI a également été réalisée lors de la première année. Un terminal de dialogue de type KEP a été mis en place afin de pouvoir communiquer avec l API. Page 3 sur 6 Projet 2013-2014
Pendant ce temps il a été demandé au constructeur Schneider de proposer une solution pour le remplacement des variateurs et des cartes d axe obsolètes pour moteurs brushless. Leur solution (API M238 + variateurs lexium) a été acceptée et achetée. Expression du besoin : Les collègues enseignants de BTS maintenance désirent que le système corresponde à une typologie d équipement industriel actuel intégrant la surveillance et la communication afin de réaliser des TP plus cohérents. Il est demandé pour cette année de remettre en fonctionnement le poste 0 (distribution de flacon), de rénover le remplissage des cartons (poste 4) et de finaliser l ensemble des postes. La partie opérative du poste 0 a été rénovée suite à une étude de la section TS CPI afin de permettre l automatisation du poste et il faut maintenant la mettre en fonctionnement. Un fonctionnement manuel (maintenance) / auto sera mis en place permettant de vérifier les mouvements des actionneurs lors des dépannages et d effectuer les réglages. Le changement de l un à l autre des 2 modes se fera par l IHM.Il devra être possible d intervenir dans le module en fonctionnement en déverrouillant les sécurités (par interrupteur à clé 2 positions). Le poste devra pouvoir fonctionner seul en cas de maintenance sur un autre module. La sécurité du poste est à concevoir et à réaliser. Il faut aussi prévoir un pupitre de commande local répondant aux demandes du client. Il faut intégrer le fonctionnement de ce poste aux programmes API et IHM existants. Pour le poste 4, il va falloir mettre en œuvre les variateurs lexium et intégrer leur fonctionnement dans les programmes API et IHM. Ces variateurs communiquent en CanOpen, L API installé ne dispose pas de ce mode de communication, d où la solution d utiliser un second API pour réaliser l interface. Le fonctionnement automatique de l ensemble sera à vérifier et ne devrait pas changer complètement (voir s il ne manque pas de capteurs). Un fonctionnement manuel (maintenance) / auto sera mis en place permettant de vérifier les mouvements des actionneurs lors des dépannages et d effectuer les réglages. Le changement de l un à l autre des 2 modes se fera par console.il devra être possible d intervenir dans le module en fonctionnement en déverrouillant les sécurités (par interrupteur à clé 2 positions) Il faudra actualiser la gestion des sécurités de tous les capteurs de portes d accès aux postes et des arrêts d urgence en fonction des normes en vigueur. Une fois ces deux postes opérationnels, il faudra vérifier et régler le fonctionnement de l ensemble des postes. Possibilité aussi pour les BTS MI de mettre en œuvre des procédures de surveillance par affichage de messages de dialogue (temps d enveloppe, discordance d état, ) dans les différents TP. Enoncé des tâches à réaliser par les étudiants : Page 4 sur 6 Projet 2013-2014
Pour les modules concernés et à rénover : - Analyser le fonctionnement de l existant - Réaliser le synoptique de fonctionnement - Inventorier les capteurs, pré actionneurs et actionneurs utilisés, - Dimensionner et choisir l appareillage électrique, de commande et protection - Dimensionner et choisir le matériel pneumatique du poste 0 (pré actionneurs) - Dimensionner et choisir les modules ASI manquants - Choisir les capteurs manquants, - Choisir et mettre en œuvre la mise en sécurité du poste 0(capot de protection et ATU) - Proposer une solution pour le remplacement des variateurs brushless avec carte d axe et mettre en œuvre la solution déjà achetée - Choix et mise en œuvre de la communication entre l API existant et les variateurs brushless - Etablir les schémas électriques et pneumatiques normalisés de l équipement sous X Relais, - Vérifier et modifier si nécessaire les modes de marches et d arrêts (gemma) du pilulier, (GS, GC, gestion des conflits : bouchons, blocage des palettes) - Réaliser les Grafcets de fonctionnement du poste 0 - Modifier les Grafcets de fonctionnement du poste 4 - Réaliser la programmation de l automate principal, - Réaliser la configuration et la programmation de la communication entre l api maître et les variateurs du poste d encartonnage, - Configurer les variateurs brushless - Créer les pages d application et de défaut du terminal de dialogue, - Réaliser la programmation de l'ihm - Réaliser l armoire et le pupitre de commande poste 0, - Modifier l armoire poste 4, (implantation et câblage partiel) - Mettre en service les postes 0 et 4 et l ensemble du système, - Rédiger un dossier technique, - Rédiger une notice d utilisation de l IHM et du système, Page 5 sur 6 Projet 2013-2014
Description structurelle du système : Principaux constituants : Caractéristiques techniques : 2 moteurs brushless avec resolver Vérins simple et double effet Capteurs de type inductif, capacitif et Parvex LX310BS 3000 tr/min Linéaire et rotatif Différentes marques barrage Moteurs tapis roulant palettes Pu=0.25kW N=1300tr/min cosφ=0.81 Moteurs tapis introduction et évacuation cartons Inventaire des matériels et outils logiciels à mettre en œuvre par les candidats : Désignation : Caractéristiques techniques : Rack extension API, carte E/S, cartes d axes Composants bus ASI Capteurs manquants Marque Schneider type TSX 57 Marque Schneider Appareillage de commande et protection 2 variateurs de vitesse Lexium Logiciels de programmation API et terminal de dialogue Schémas électriques Logiciels de traitement de texte et d images PL7 PRO+SO-MACHINE et Easy Builder 8000 Logiciel de CAO : X relais Word, Excel, power point Joindre en annexe, les documents explicitant le projet : photos, fiches techniques descriptives, procédé(s) mis en œuvre, cahier des charges simplifié, schémas etc.. Cadre réservé à la commission de validation Avis de la commission : NIVEAU de VALIDATION Les équipements intégrés ou les constituants mis en oeuvre correspondent au niveau des exigences techniques attendu pour cette formation (oui / à reprendre) (1) L'énoncé des tâches à réaliser par l'étudiant est suffisamment complet et précis (oui - à reprendre) (1) Les compétences requises pour la réalisation ou les tâches confiées à l'étudiant sont en adéquation avec les savoirs et savoir faire exigés par le référentiel (oui / à reprendre) (1) Le nombre d'étudiant est adapté aux tâches énumérées (oui / trop / insuffisant) (1) Commentaires : Date : Le président de la commission (1) Rayer les mentions inutiles Page 6 sur 6 Projet 2013-2014