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ROYAUME DU MAROC MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE Académie de Casablanca DÉLÉ

ROYAUME DU MAROC MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE Académie de Casablanca DÉLÉGATION DE MOHAMMEDIA Lycée Technique Mohammedia Matière : Science de l’Ingénieur – A.T.C - Pr.MAHBAB Section : Sciences et Technologies Électriques Système n°2 Sujet : ♦ Le sujet comporte au total 19 pages. ♦ Le sujet comporte 3 types de documents : Pages 01 à 04 : Socle du sujet comportant les situations d’évaluation (SEV). Pages 05 à 10 : Documents ressources portant la mention. Pages 11 à 19 : Documents réponses portant la mention. 19 pages 7 Fiches cours : ♦Fiche cours n°3 « Capteurs de températures » ♦Fiche cours n°5 « Les mémoires » ♦Fiche cours n°6 « Les interfaces » ♦Fiche cours n°7 « Le microprocesseur » ♦Fiche cours n°8 « Le PIC 16F84 » ♦Fiche cours n°9 « Langage assembleur » ♦Fiche cours n°10 « Utilisation des ports A et B » 19 pages Nombre de pages : 39 CLASSES : 2 STE……… SYSTÈME D’ENCAISSAGE DREP XX DRES XX Page 1 / 19 Système n°2 SYSTEME D’ENCAISSAGE Lycée Technique Mohammedia Classe : 2STE Prof : MAHBAB Sujet A.T.C 1- DESCRIPTION DU SYSTEME : Le système est principalement composé (voir DRES 01 page 05) de : Un tapis roulant amenant les boîtes à encaisser. Un vérin C1 muni d’un plateau horizontal p1 servant à transférer les boites en rangées de trois. Un vérin C2 muni d’un plateau vertical p2 servant à pousser, par bloc de 3 rangées, les boîtes dans le carton. Un vérin C3 permettant de maintenir le carton pendant le chargement, une fois ce carton est rempli, le vérin C3 le transfère sur les rouleaux transporteurs. Des rouleaux transporteurs permettant l’évacuation des cartons pleins. 2- FONCTIONNEMENT : 2.1- Amenée des boîtes : Les boîtes sont amenées par l’intermédiaire d’un tapis roulant .Ce tapis est entraîné par un moteur M1 asynchrone triphasé à rotor en court circuit commandé par un discontacteur tripolaire KM1. 2.2- Transfert des boîtes : L’opérateur place un carton vide sur la machine, sa présence est détectée par le capteur infra rouge P et fait démarrer le cycle par action sur un interrupteur départ cycle (Dcy). Les boîtes arrivent sur le plateau horizontal du vérin C1. L’action des boîtes sur le capteur v1 provoque le transfert d’une rangée de boîtes grâce au vérin C1. Cette rangée, une fois soulevée, est empilée devant le vérin C2 sur un support élastique. Ce support est constitué de deux lames ressorts qui maintiennent les boites devant le plateau du vérin C2. Cette opération se répète jusqu’à l’obtention d’un bloc de trois rangées, l’action sur le capteur v2 provoque le chargement du bloc dans le carton grâce au vérin C2. A la suite du deuxième chargement, un capteur v3 , actionné sous l’effet du poids , provoque grâce au vérin C3 le transfert du carton plein en le faisant pivoter jusqu’au chemin des rouleaux transporteurs . 2.3- Evacuation et comptage : Le transfert des cartons sur les rouleaux transporteurs, met le moteur M2, commandé par un discontacteur tripolaire KM2, en marche, ce qui permet d’évacuer le carton. Le passage du carton évacué devant un capteur infrarouge B, arrête le moteur M2 et incrémente un compteur mécanique piloté par un moteur pas à pas suivant la synoptique suivante : SYSTEME D’ENCAISSAGE Chargement blocs de 3 rangées Amenée des boîtes Transfert rangé (3 boîtes) Transfert carton Capteur B Circuit de Commande Moteur Pas à Pas Compteur Mécanique de carton plein Page 2 / 19 Système n°2 SYSTEME D’ENCAISSAGE Lycée Technique Mohammedia Classe : 2STE Prof : MAHBAB Sujet A.T.C RESSOURCES A EXPLOITER : DRES 01 page 05, ‘Description’ et ‘Fonctionnement’ page 01. 1. Sur le document DREP 01 page 11, compléter l'actigramme A-0 du système. 2. Le F.A.S.T. du DREP 01 page 11 définit la fonction globale (FG) du système étudié. Indiquer sur ce document, pour chacune des fonctions principales le processus qui lui est associé. 1. En se référant au DRES 02 page 06 et au document de la page 01, compléter sur le document DREP 02 page 12 ,le GRAFCET du point de vue système traduisant le fonctionnement normal du système. 2. En se référant au DRES 02 page 06 et au GRAFCET du point de vue système, compléter sur le document DREP 03 page 13, le GRAFCET du point de vue partie commande traduisant le fonctionnement normal du système. 1. En se référant au DRES 02 page 06 et au GRAFCET du point de vue commande, compléter sur le document DREP 04 page 14 ,l’organigramme traduisant le fonctionnement normal du système. 2. En se référant à l’organigramme traduisant le fonctionnement normal du système et aux documents DRES 03 et 04 pages 07 et 08, compléter le programme du document DREP 05 page 15. Le produit à encaisser est sensible à la température, pour cela on envisage d’équiper le système d’un détecteur de température. Si la température dépasse un seuil de référence, un dispositif met en marche une alarme et arrête le système immédiatement. Sur le document DRES 06 page 10, on donne le schéma synoptique du système de sécurité. 1. Acquisition et amplification de température : Répondre sur le document DREP 06 page 16 L’acquisition de la température se fait grâce au capteur LM135, voir DRES 06 page 10. 1.1. Donner le nom du montage autour de l’amplificateur opérationnel. 1.2. Donner l’expression de V en fonction de la température en °K. 1.3. Sachant que l’AOP est supposé idéal, donner l’expression de la tension de sortie VS en fonction des entrées V et Vref. ANALYSE FONCTIONNELLE SEV 1 / pts Tâche 1 / pts GRAFCET ETUDE PARTIELLE DE CHÄINE D’INFORMATION SEV 2 / pts Tâche 2 / pts ORGANIGRAMME et PROGRAMME Tâche 3 / pts Dispositif de sécurité Page 3 / 19 Système n°2 SYSTEME D’ENCAISSAGE Lycée Technique Mohammedia Classe : 2STE Prof : MAHBAB Sujet A.T.C 1.4. En déduire l’expression de Vs en fonction de T (température en °k). 1.5. Sachant que Vref = 2.73 V donner alors l’expression de Vs en fonction de t (température en °c). 1.6. Calculer R2 pour avoir une sensibilité de 50mV/°c. 1.7. Quel est alors le rôle du montage. 1.8. Donner l’expression de Vref en fonction de R3, R4 et Vcc sachant que le courant dans la résistance R1 est très inférieur au courant dans la résistance R4. 1.9. Calculer alors R4 pour Vcc = 12 V et R3 = 4.7 kΩ 2. Dispositif de sécurité : Répondre sur le document DREP 02 page 12 La tension Vs, image de la température est comparée à la tension Vc, image de la température consigne (25°c) , voir DRES 06 page 10. 2.1. L’amplificateur opérationnel fonctionne en régime non linéaire. Pourquoi ? 2.2. Pour Vs < Vc donner l’expression numérique de U, l’état du transistor T (saturé ou bloqué) et l’état des contact K1 et K2 (fermé ou ouvert). 2.3. Pour Vs >= Vc donner l’expression numérique de U, l’état du transistor T (saturé ou bloqué) et l’état des contact K1 et K2 (fermé ou ouvert). 2.4. Calculer alors Vc sachant que la température consigne est égale à 25°c. RESSOURCES A EXPLOITER : DRES 05 page 09 Le document DRES 05 page 09, représente le tambour moteur du tapis roulant. L’arbre (1) du moteur électrique transmet son mouvement de rotation au tambour (20) grâce au réducteur d’engrenage constitué par les deux couples 1-28 et 27-24. 1. Compléter le tableau du DREP 07 page 17 en indiquant les éléments correspondants aux différentes classes d’équivalence B, C et D (groupe d’éléments cinématiquement liés). Répondre sur le document DREP 08 page 18 Considérons le réducteur à engrenages représenté par le schéma du DREP 07 page 17 et par le dessin du DRES 05 page 09. On donne : Les nombres de dents : Z1 = 17 dents ; Z28 = 125 dents ; Z27 = 20 dents ; Z24 = 55 dents. Vitesse de rotation du moteur (M1) : Nm = 1500 tr/mn. Diamètre du tambour (20) : D = 220 mm. 1. Calculer le rapport de réduction (r) entre l’arbre moteur et le tambour (20). 2. Calculer la vitesse de rotation du tambour (20). 3. Calculer la vitesse de translation des boîtes transférées par le tapis roulant. ETUDE DE LA PARTIE OPERATIVE SEV 3 / pts Tâche 1 / pts Schéma cinématique Tâche 2 / pts Calcul de prédétermination Page 4 / 19 Système n°2 SYSTEME D’ENCAISSAGE Lycée Technique Mohammedia Classe : 2STE Prof : MAHBAB Sujet A.T.C Répondre sur le document DREP 08 page 18 1. Tracer la chaîne de cotes relative à la condition B 2. Calculer la valeur de la cote A9 sachant que : 0,2 ≤A ≤0,5 Répondre sur le document DREP 09 page 19 Le tambour moteur représenté sur le document DRES 05 page xx, est maintenu par les deux supports. Les deux rainures en Té de la table de la machine permettent de tendre le tapis roulant (voir dessin ci-contre). Compléter sur le dessin document DREP 09 page 19, échelle 1:2 1. La liaison encastrement de l’arbre (15) avec