Exercice 1 : Unité de perçage La figure ci-dessous représente une unité de perçage. Description du fonctionnement L'operateur place une pièce P à percer sur l'étau de serrage. L'action sur un bouton poussoir S met en marche l unité de perçage. Le cycle de fonctionnement est le suivant : Serrer la pièce. Percer la pièce. Desserrer la pièce. NB : La pièce est dégagée manuellement. Table des affectations Etablir le GRAFCET point de vue : 1. Système. 2. Partie commande. 3. Partie opérative. Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 1
Exercice 2 : Commande d un wagonnet Le wagonnet figure ci-contre est utilisé pour amener des sacs de ciment entre le poste A de production et le poste B de stockage détectés respectivement par les capteurs a et b. Ce wagonnet est entraîné par un moteur électrique M à deux sens de rotation avant AV ou arrière AR. Le wagonnet étant en poste A. L'action sur le bouton de départ cycle m commande le moteur M. Le wagonnet se déplace en avant jusqu'au poste B. Dès que le capteur b est actionné, selon la position du sélecteur S à deux positions on a : Si S=1 le wagonnet ne revient vers A après une durée de 4 secondes. Si S=0 Le wagonnet ne revient vers A que si on actionne le bouton r. Identification des éléments PO/PC Etablir le GRAFCET point de vue : 1. Partie commande. 2. Partie opérative. Exercice 3 : Transfert de pièces dans une chaîne de production Le système figure ci-contre permet de transférer un lot de 5 pièces (l une après l autre) du tapis d arrivée vers le tapis d évacuation. L opération de transfert est assurée par les deux vérins C1 et C2 à double effet commandés respectivement par les deux distributeurs M1 et M2 du type 5/2. Le tapis d arrivée amène une pièce devant le vérin C1. Dès que celle-ci se présente sur le banc de transfert, elle est détectée par le capteur S1. L action sur le bouton poussoir m permet de : Transférer la pièce jusqu au capteur S3 grâce à la sortie puis la rentrée de la tige de C1. Transférer la pièce jusqu au tapis d évacuation à la sortie puis la rentrée de la tige du vérin C2. Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 2
Le cycle reprend dès qu une nouvelle pièce se présente devant C1 (S1=1). Il s arrête après le 5 ème transfert. Le système reprend le même cycle tant que le nombre de pièces transférées est inferieur à 5. NB : On désigne par N une variable logique associée au nombre de pièces n telle que : Si n<5 on a N=0. Si n=5 on a N=1. Etablir le GRAFCET point de vue : 1. Partie commande. 2. Partie opérative. Exercice 4 : Unité de perçage avec et sans débourrage Le système figure ci-contre permet de percer des pièces. Le vérin C, commandé par le distributeur M du type 5/2, est à double effet, il permet le serrage de la pièce à percer. Le foret est en rotation par le moteur MB et en translation par le moteur MA. Le moteur MA est à deux vitesses (rapide ou lente). Cette machine permet, suite à une commande appropriée, d obtenir un cycle de perçage avec débourrage ou un cycle de perçage sans débourrage. Selon la position du sélecteur S0 on a : Si S0=0, le perçage est réalisé avec débourrage. Si S0=1, le perçage est réalisé sans débourrage. Cycle sans débourrage Approche rapide du foret jusqu'à S2. Approche lente pour perçage jusqu'à S4. Montée rapide jusqu'à S1. Cycle avec débourrage Approche rapide du foret jusqu'à S2. Descente lente jusqu'à S3. Montée rapide jusqu'à S2. Descente rapide jusqu'à S3. Descente lente jusqu'à S4. Montée rapide jusqu'à S1. Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 3
Variables d entrée et de sortie S1, S2, S3 et S4 : sont des capteurs contrôlant la position du foret. S5 et S6 : sont deux capteurs de position contrôlant le serrage et le desserrage de la pièce. S7 : capteur contrôlant la présence pièce. S0 : Sélecteur permet le choix du cycle. MB : Moteur broche commandé par un contacteur KMB. MA : Moteur à deux sens de rotation et deux vitesses commandés par : KMDR : descente rapide. KMDL : descente lente. KMMR : montée rapide. Tableau des préactionneurs Etablir le GRAFCET point de vue partie commande. Exercice 5 : Aller et retour de deux chariots Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 4
L'action sur le bouton S0 provoque le déplacement de deux chariots C1 et C2 respectivement de S1 à S2 et de S3 à S4. Le retour du chariot C2 ne peut se faire qu'après le retour du chariot C1 à sa position initiale. Le chariot C1 est entraîné par un moteur M1 commandé par deux contacteurs KM1 (sens avant) et KM2 (sens arrière) et le chariot C2 est entraîné par un moteur M2 commandé par deux contacteurs KM3 (sens avant) et KM4 (sens arrière). Table des affectations Etablir le GRAFCET point de vue partie commande. Exercice 6 : Système de décapage par immersion Mise en situation Le système, figure ci-contre, permet de nettoyer des pièces dans un liquide décapant avant peinture. Constitution du système Le système est constitue d' : Un automate programmable et un pupitre de commande. Une unité de déplacement vertical et horizontal de la pièce métallique. Une cuve contenant un liquide "décapant". Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 5
L'action sur le bouton de départ cycle S0 au niveau du pupitre provoque dans l'ordre : Le transfert de la pièce à décaper vers la zone de décapage : La montée de la pièce à décaper : mouvement vertical animé par le moteur M1 commandé par le contacteur KM11 jusqu'à l'action sur le capteur S2. Le déplacement de la pièce à décaper vers la droite : mouvement horizontal animé par le moteur M2 commandé par le contacteur KM21 jusqu'à l'action sur le capteur S4. La descente de la pièce à décaper : mouvement vertical animé par le moteur M1 commandé par le contacteur KM12 jusqu'à l'action sur le capteur S1. L'immersion de la pièce dans la cuve du produit décapant pendant un temps de 5 min contrôlé par un temporisateur T. Le transfert de la pièce décapée vers la zone de déchargement : La montée de la pièce décapée : mouvement vertical animé par le moteur M1 commandé par le contacteur KM11 jusqu'à l'action sur le capteur S2. Le déplacement de la pièce décapée vers la droite : mouvement horizontal animé par le moteur M2 commandé par le contacteur KM21 jusqu'à l'action sur le capteur S5. La descente de la pièce décapée : mouvement vertical animé par le moteur M1 commandé par le contacteur KM12 jusqu'à l'action sur le capteur S1. L attente pour décharger la pièce décapée. Après le déchargement l'operateur actionne un bouton poussoir S6 pour remettre le système à sa position initiale (le mouvement horizontal vers la gauche est assure par le moteur M2 commandé par le contacteur KM22). NB : Le chargement et le déchargement de la pièce sont manuels. Table des affectations Etablir le GRAFCET point de vue : 1. Partie commande. 2. Partie opérative. Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 6
Exercice 7 : Système automatique de dosage et de chauffage d'un liquide Dans une usine de produits agro- alimentaires une partie du processus de traitement d'un produit consiste à doser une quantité d'un liquide visqueux pour la porter à une température de 100 C. Ce système comporte : Un bac de dosage A. Une citerne de chauffage B. Suite à une action sur le bouton poussoir de mise en marche S, le cycle commence comme suit : Dosage du liquide : l'électrovanne KA1 autorise le remplissage du bac de dosage A jusqu'à la détection de la quantité souhaitée par le capteur P1. Lorsque P1 est actionné, KA1 interrompt le remplissage et autorise l'écoulement du liquide du bac de dosage A vers la citerne de chauffage B par l'électrovanne KA2. La fin de l'écoulement détectée par le capteur Po entraîne à la fois : Le chauffage du liquide par le résistor Rc. Le brassage du liquide par la rotation des hélices entraînées par le moteur M commandé par le contacteur KM. La température de chauffage est contrôlée par le capteur S1. Lorsque la température de 100 C est atteinte, le chauffage et le brassage sont arrêtés. La circulation du liquide vers la suite du processus est autorisée par KA3 pendant un temps de 20 s contrôlé par un temporisateur T. Etablir le GRAFCET point de vue : 1. Système. 2. Partie commande. 3. Partie opérative. Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 7
Exercice 8 : Système automatique de pliage Description Le système ci- dessous, permet de plier automatiquement des pièces en tôles. Il est constitué d'un : Dispositif de transfert (tapis roulante). Dispositif de pliage (poinçon + matrice). Dispositif d'évacuation (matrice). Un appui sur le bouton poussoir départ cycle S0 provoque : Le transfert de la pièce en tôle jusqu'au capteur S1. Le pliage de la pièce. L évacuation de la pièce déjà pliée. 1. Identifier les entrées et les sorties du système dans une table des affectations. 2. Etablir le GRAFCET point de vue : 21. Système. 22. Partie commande. 23. Partie opérative. Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 8
Exercice 9 : Trémie doseuse Une trémie doseuse est utilisée pour remplir des boîtes par des doses de poudre. La présence d'une boîte vide sous la trémie est détectée par le capteur S (capteur sans contact). L action sur le bouton départ cycle Dcy permet de : Fermer le doseur. Remplir le doseur (cette opération dure 10 secondes après l'ouverture totale de la trémie). Remplir la boîte. Dégager manuellement la boîte déjà remplie. Remarque : le déplacement des boîtes par le tapis roulant ne fait pas l'objet de notre étude. 1. Identifier les entrées et les sorties du système dans une table des affectations. 2. Etablir le GRAFCET point de vue : 21. Système. 22. Partie commande. 23. Partie opérative. Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 9
Exercice 10 : Système de marquage Ce système est conçu pour le marquage de savons sur la face supérieure par un poinçon. Le système est constitué par : Une goulotte d'alimentation. Un vérin pneumatique C1 de positionnement du savon. Un vérin pneumatique C2 de marquage du savon. Un appui sur le bouton poussoir départ cycle S0 et la présence d'une pièce entrainent : Le positionnement du savon sous le poinçon par la sortie et la rentrée de la tige du vérin C1. Le marquage du savon par la sortie et la rentrée de la tige du vérin C2. L'évacuation du savon marqué par le vérin C1. Dresser le GRAFCET point de vue partie commande décrivant le fonctionnement du système étudié. Sciences et technologies électriques Niveau 1 ère Sciences de l ingénieur Unité ATC 10