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Thème alisation d’un système de guidage d’une nappe à l’aide d’un autom Républi

Thème alisation d’un système de guidage d’une nappe à l’aide d’un autom République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université ABDERRAHMANE MIRA de Bejaia Faculté de Technologie Département de Génie Electrique MEMOIRE DE FIN D’ETUDES En vue d’obtention du Diplôme de master en Electronique Option : Automatique Présentée par : Encadré par : Melle AMIMEUR Katia Mr MENDIL. B Mr LOUCHICHE. L Promotion 2013 - 2014 Remerciement Le grand merci s’adresse au Bon Dieu le tout puissant qui nous a donné la patience et le courage pour achever ce travail. J’adresse tous mes sincères et respectueux remerciements à mon promoteur et co- promoteur, Mr MENDIL/B et Mr LOUCHICHE/L, pour l’honneur qu’ils m’ont fait en assurant mon encadrement durant la préparation de ce mémoire. Ma gratitude va aussi aux membres de jury qui ont bien accepté de juger ce présent travail. La concrétisation de ce travail n’aurait jamais vu le jour sans la précieuse collaboration et sans une volonté d’une équipe dynamique, ma famille, mes amis (es), mes proches et dans le souci de n’oublier personne, que tous ceux qui m’ont aidé, de prés ou de loin, trouvent l’expression de ma profonde gratitude. Dédicaces Je tiens à dédier ce mémoire : A mes parents, en gratitude de leurs dévouements, de leurs soutiens permanents durant toutes mes années d’études, leurs sacrifices illimités, leurs réconfort moral, eux qui ont fait tant d’effort pour mon éducation, mon instruction et pour me voir atteindre ce but, pout tout cela et pour ce qui ne peut être dit, mes affections sans limite. A mes sœurs Silia, Naima et Dihia A mes grands parents A ma tante Hayat, mon oncle Kamal et leurs familles A mon très cher Idir et sa famille A mes amis de la promotion sortante 2014 A mes chers amis (es) et copines de chambre Ceux qui mon soutenu pendant toute la durée de mes études. Sommaire SOMMAIRE Liste des figures Liste des tableaux Liste des symboles Introduction générale......................................................................................................1 CHAPITRE I : Présentation et description du système guide-nappe I.1. Présentation de Général Emballage Spa................................................................2 1.1. Raison sociale....................................................................................................2 1.2. Localisation.......................................................................................................2 1.3. Historique..........................................................................................................3 1.4. Activité principale.............................................................................................3 1.5. Organisation de la SPA Général Emballage.....................................................5 1.6. Organigramme de la Société.............................................................................6 I.2. Description du système guide-nappe...............................................7 2.1 Eléments de composition de la machine................................................................7 2.2 Les données techniques de système Utilisé.........................................................13 I.3. Conclusion….....................................................................................................................13 CHAPITRE II : Généralités sur les API II.1. Introduction.................................................................................................................................14 II.2. Architecture des API........................................................................................................15 2.1. Structure externe.............................................................................15 1.2.1 Type compact...............................................................................................15 1.2.2 Type modulaire............................................................................................15 2.2. Structure interne..........................................................................................15 2.2.1. Module d’alimentation................................................................................16 II.3. Cycle d’exécution d’un programme................................................................................17 3.1. Acquisition d’entrée.......................................................................17 3.2. Traitement des données..................................................................17 3.3. Affectation des sorties....................................................................17 II.4. Principe de fonctionnement des automates programmable.............................................18 4.1. Cartes d’entrées / sorties.................................................................18 4.2. Cartes de comptage rapide..............................................................18 4.3. Cartes de commande d’axe.............................................................18 4.4. Cartes d’entrées / sorties analogiques.............................................18 4.5. Autre cartes.....................................................................................18 II.5. Choix d’un automate programmable industriel...............................................................19 5.1. Amplitude des entrées / sorties.......................................................19 5.2. Unité centrale..................................................................................19 5.3. Alimentation...................................................................................19 II.6. Conclusion.......................................................................................................................20 CHAPITRE III : Analyse et automatisation du système guide-nappe III.1. Structure du système automatisé...................................................................................21 1.1. Définition de l’automatisme...........................................................21 1.2. Structure d’un système automatisé................................................21 III.2. Disposition de la machine guide-nappe........................................................................24 III.3. Description de la tâche..................................................................................................25 III.4. Analyse de système.......................................................................................................28 III.5. GRAFCET....................................................................................................................28 5.1. Les éléments de bases du GRAFCET.............................................28 5.2. Règle d’évolution d’un GRAFCET....................................................................29 5.3. GRAFCET de fonctionnement du guide-nape....................................................31 III.6. Conclusion…..................................................................................................................32 CHAPITRE IV : Implementation de l’application sur l’automate OMRON IV.1.Présentation de CX-Programmer......................................................................................33 1.1.Définition du logiciel..............................................................................................33 1.2.Exemple de construction d’un système API avec CX-programmer.......................34 1.3.Création d’un nouveau projet..................................................................................34 1.4.Définition des mnémoniques..................................................................................35 1.5.Langage de programmation LD..............................................................................36 1.6.La rédaction d'un programme Ladder.....................................................................37 1.7.Présentation de simulateur CX-Simulator..............................................................37 IV.2.L’équipement de commande............................................................................................39 2.1.L’automate programmable....................................................................................39 2.2.Variateur de vitesse...............................................................................................39 2.3.Définition des variables.........................................................................................39 IV.3.Application au GUIDE-NAPPE.......................................................................................40 3.1. Equations logiques d’étapes..................................................................................40 3.2. Equation logique des transitions............................................................................41 3.3. Equation logique des actions.................................................................................41 IV.4. Ecriture de programme.....................................................................................................42 4.1.Affectation des adresses........................................................................................42 IV.5. Simulation.....................................................................................................................43 IV.6. Conclusion....................................................................................................................44 IV. conclusion générale...........................................................................................................45 Bibliographie Annexes Liste des figures Liste des figures Figure I.1 : Localisation de l’entreprise........................................................................2 Figure I.2 : Organigramme de l'évolution des effectifs de général emballage..............5 Figure I.3 : Organigramme de la société.......................................................................6 Figure I.4 : Guide-nappe................................................................................................7 Figure I.5 : Fin de course...............................................................................................8 Figure I.6 : Photocellule................................................................................................8 Figure I.7 : Les roues.....................................................................................................9 Figure I.8 : Servomoteur..............................................................................................10 Figure I.9 : Variateur de vitesse SE commander.........................................................11 Figure I.10 : Schéma d’un écran tactile capacitif........................................................12 Figure II.1 : Automate compact...................................................................................15 Figure II.2 : Automate modulaire................................................................................15 Figure II.3 : Structure interne d'un API.......................................................................15 Figure II.4 : Les principaux composants de l'UC........................................................16 Figure III. 1 : Structure détaillée d’un automatisme...................................................23 Figure III. 2 : Disposition de la machine.....................................................................25 Figure III. 3 : Le fonctionnement des photocellules....................................................26 Figure III. 4 : Organigramme du systéme...................................................................27 Figure III. 5 : GRAFCET niveau 1..............................................................................30 Figure III. 6 : GRAFCET niveau 2..............................................................................31 Figure IV.1 : Barre d’outille de CX-programmer........................................................33 Figure IV.2 : Les étapes de construction d’un système API avec CX-programmer....34 Figure IV.3 : Fenêtre Cx-programmer........................................................................35 Figure IV.4 : Fenêtre du projet....................................................................................35 Figure IV.5 : Editeur de mnémonique..........................................................................36 Figure IV.6 : Simulateur CX-Programmer..................................................................37 Figure IV.7 : Guide nappe en état de fonctionnement.................................................43 Liste des tableaux Liste des tableaux Tableau I.1 : Effectifs de la société depuis sa création.................................................4 Tableau I.2 : Données techniques................................................................................13 Tableau IV.1 : Les modules de l’API...........................................................................39 Tableau IV.2 : Variables correspond aux étapes........................................................40 Tableau IV.3 : Variables correspond aux transitions..................................................41 Tableau IV.4 : Entrées de système...............................................................................42 Tableau IV.5 : Sorties de système................................................................................42 Liste des symboles Liste des Symboles Phc1 : photo cellule 1 Phc2 : photo cellule 2 Phcs : les deux (02) photos cellules Hbl : habilitation de variateur de vitesse 1 Hb2 : habilitation de variateur de vitesse 2 F1 : capteur de fin de course 1 F2 : capteur de fin de course 2 M1 : moteur 1 M2 : moteur 2 M1AV : marche avant du moteur 1 M1AR : marche arrière du moteur 1 M1A : l’arrêt du moteur 1 M2AV : marche avant du moteur 2 M2AR : marche arrière du moteur 2 M2A : l’arrêt du moteur 2 Df : défaut. Dt : détecteur d’ajustement des roues S : les photocellules au milieu. Introduction générale Introduction Générale 1 Introduction Générale Avec la progression continuelle de la technologie, les automates programmables industriels (API) apportent la solution attendue pour les besoins d’adaptation et de flexibilité de nombre d’activités économique actuelles. Ils sont devenus la pierre angulaire des installations automatisées. On les trouve non seulement dans tous les secteurs de l’industrie, mais aussi dans les services tels que la gestion de parking, accès à des bâtiments, sécurité, etc. Le but de notre travail est l’automatisation d’un système de guidage d’une nappe du carton ondulé au sein de l’entreprise SPA GENERAL EMBALLAGE. Le système permet de centraliser une nappe dans un plan de travail. Deux servomoteurs indépendants assurent les déplacements, à gauche et à droite, de la nappe. La détection de la bande de carton ondulé simple face se fait via deux détecteurs de bord à infrarouge. Les signaux émis par ces derniers permettent la saisie de la position de bande et sa transmission à l’automate programmable. Pour une meilleure présentation de notre travail, nous avons organisé le manuscrit en quatre chapitres. Le premier chapitre présente l’entreprise GENERAL EMBALLAGE, l’installation industrielle pour la localisation de la machine étudiée; ainsi que la présentation et la description du système guide-nappe. Le deuxième chapitre est consacré aux généralités sur les API. Il introduit la technique de développement d’un projet sur un automate programmable, ainsi que le choix de ce dernier. Le troisième chapitre traite l’automatisation du système qui se termine par le développement d’un GRAFCET de fonctionnement de la machine. Dans le quatrième chapitre, nous traitons l’ensemble des données pour élaborer le programme, puis la simulation sur Cx-programmer. Enfin, le mémoire est clôturé par une conclusion générale. Chapitre I Présentation et description du système guide-nappe Chapitre I Présentation et description du système guide-nappe 2 Pour faciliter la compréhension de notre travail, nous exposerons le procédé industriel faisant l’objet de l’étude. Ainsi nous présenterons les différents éléments qui composent le guide-nappe et son principe de fonctionnement. Mais, d’abord, nous donnerons une présentation rapide de l’entreprise General Emballage au sein de laquelle ce projet a été réalisé. I.1. Présentation de Général Emballage Spa 1.1. Raison sociale : Général Emballage est une société par action au capital de deux (02) milliards de Dinars Algériens. Son activité principale est la fabrication et la transformation du carton ondulé. L’entreprise dispose actuellement d’un siège social et de deux unités de production implantées à Akbou, Oran et Sétif. 1.2. Localisation : La SPA Général Emballage est implantée au niveau de la Zone d’Activité de Taharacht, située à 2.5 kms au Nord-est du chef-lieu de la commune d’Akbou, d’une superficie de 24Ha. Elle est un véritable carrefour économique, vue le nombre d’unités industrielles qui exercent dans différents domaines. Figure I.1 : Localisation de l’entreprise Le site est accessible à partir de la R.N 26 (pont d’Oued Tifrit) sur une longueur de 1,5 Km, en empruntant le C.W.141, menant vers Seddouk. 1.3. Historique Cette société de nature juridique Sarl a été créée le 01 aout 2000 à la zone d’activités Taharacht, Akbou, Bejaia par messieurs Mohand uploads/Geographie/ etude-et-realisation-d-x27-un-systeme-de-guidage-d-x27-une-nappe-a-l-x27-aide-d-x27-un-automate-omron-converti.pdf