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HYDRAULIQUE PROPORTIONNELLE Automaticien PNEUMATICIEN / HYDRAULICIEN ELPH 1.06

HYDRAULIQUE PROPORTIONNELLE Automaticien PNEUMATICIEN / HYDRAULICIEN ELPH 1.06 FOREM - FORMATION – DOMAINE INDUSTRIEL - ELECTROTECHNIQUE Edition : 1 Code : 741. 388. 106 Janvier 2005 Manuel stagiaire. AUTOMATICIEN-PNEUMATICIEN-HYDRAULICIEN –Notions d’hydraulique proportionnelle FOREM – Secteur Secondaire – Automation – Hydraulique proportionnelle Page 2/ 184 pages Code Module ELPH 1.06.01 INTRODUCTION Ce manuel de formation a été établi dans le but de permettre aux personnes ayant des connaissances en pneumatique, hydraulique et électro-hydraulique industrielle, d’acquérir les notions nécessaires à l’étude, à la mise en œuvre et au réglage d’installations automatisées à base de composants hydrauliques et électroniques de l’hydraulique proportionnelle. La philosophie adoptée pour la réalisation de ce manuel est basée sur une pédagogie adaptée aux formations pour adultes. Cette formation a reçu comme « Référentiel de métier »ELPH 1.06 pour ELectrotechnique Pneumatique Hydraulique. Module 1.06 Le FOREM met à la disposition des stagiaires ce manuel de formation. Le FOREM reste propriétaire du manuel. Toue reproduction, même sous forme modifiée, est soumise à l’autorisation préalable du FOREM et exige la mention de son origine. Le FOREM accorde la licence d’utilisation de ce manuel au partenaire I.B.F.F.P. Personnes concernées. Toutes personnes possédant les notions de pneumatique, hydraulique et électro-hydraulique industrielle qui souhaitent acquérir, par la pratique, les notions nécessaires à la mise en œuvre et au réglage des composants hydrauliques et électroniques de l’hydraulique proportionnelle. Connaissances préalables. Les connaissances du module ELPH 1.01 – 1.04 – 1.05 sont indispensables (Fluides, énergie pneumatique et hydraulique, lois fondamentales de l’hydrostatique et de l’hydrodynamique, normes, symboles des composants pneumatique, hydraulique traditionnelle et électrique, protection des personnes) Objectifs du stage. A partir d’applications industrielles nécessitant le réglage de débits, de pressions différentes selon la technique proportionnelle être capable de : raccorder les composants hydrauliques ( limiteurs et réducteurs de pression, distributeurs, régulateurs de débit) tester, raccorder et étalonner les interfaces électroniques. régler et connaître l’influence des paramètres pression /débit d’analyser les fiches techniques des constructeurs. respecter les règles de sécurité liées à l’ensemble électro-hydraulique. AUTOMATICIEN-PNEUMATICIEN-HYDRAULICIEN –Notions d’hydraulique proportionnelle FOREM – Secteur Secondaire – Automation – Hydraulique proportionnelle Page 3/ 184 pages Code Module ELPH 1.06.01 Structure de la formation. Pour satisfaire aux exigences internes FOREM (ISO 9000), le module de formation, nécessairement limité dans son étendue, ne comporte q’une réalisation professionnelle divisée en deux chapitres. Le premier chapitre traite les notions de base de l’hydraulique proportionnelle (étude des composants et des interfaces électroniques) Le deuxième chapitre traite des applications liées à la régulation PID. Système de formation. Un poste de travail est mis à la disposition des stagiaires. Le poste de travail ou simulateur hydraulique « FESTO » est constitué d’un châssis de base en tôle soudée comportant une partie inférieure et un cadre supérieur. La partie inférieure comporte le réservoir, l’ensemble moto-pompe avec son appareillage électrique de commande et six tiroirs de rangement (tableautins et flexibles) Le cadre supérieur est conçu pour recevoir les différents tableautins nécessaires aux installations d’essais. Les éléments de raccordements sont des flexibles haute pression comportant à chaque extrémité un accouplement rapide. La formation est constituée d’exercices qui se déroulent sous forme « semi-guidée » de la façon suivante : 1. Introduction par l’instructeur de l’application pratique. 2. Réalisation pratique, par le stagiaire, du circuit suivant les schémas de base et les explications qui l’accompagnent. 3. Mise en service de l’installation sous contrôle de l’instructeur et commentaires. 4. Etude approfondie des principes théoriques et évaluation de l’acquis. AUTOMATICIEN-PNEUMATICIEN-HYDRAULICIEN –Notions d’hydraulique proportionnelle FOREM – Secteur Secondaire – Automation – Hydraulique proportionnelle Page 4/ 184 pages Code Module ELPH 1.06.01 Conseils généraux : Théorie et pratique sont importantes, car elles se complètent. Ne soyez pas précipité, ne vous préoccupez pas de l’avancement de vos collègues, restez calme et trouvez votre propre rythme. Le matériel mis à votre disposition coûte très cher, prenez en grand soin. Tenez le poste de travail en ordre, manipuler les appareils avec soins, les ranger après usage. Apprenez à découvrir et à résoudre les problèmes vous-même, si vous n’y parvenez pas, n’hésitez pas à faire appel à l’instructeur. Soignez votre manuel, complétez soigneusement les schémas et questionnaires, en cas d’hésitation, remplissez- les au crayon. Vous emportez le manuel en fin de formation, les notes que vous y aurez consignées peuvent être utiles par la suite, pour vous rafraîchir la mémoire. Compte tenu de l’étendue du sujet, nous avons renoncé à fournir des explications théoriques exhaustives. Nous vous recommandons de toujours prendre le temps de lire les notices qui accompagnent le matériel avant d’installer et de raccorder celui-ci. Cette façon de faire peut vous éviter par la suite bien des désagréments. Bon succès pour votre formation Secteur responsable FOREM-Service technico-pédagogique de la formation professionnelle. Administration Centrale. Boulevard Tirou, 104 – 6000 CHARLEROI. COLLIGNON Jules FOREM. (Responsable de branche, secteur électrotechnique à l’administration centrale) Prise en charge de la rédaction, de la mise en page, des dessins et schémas. THOMAS Claude – FOREM (Formateur) Choix didactique. COLLIGNON Jules FOREM. (Responsable de branche) THOMAS Claude- FOREM (Formateur) Collaborateurs. DIMARCELLO Francesco (Formateur) LECLOUX Armand (Formateur) Les formateurs du FOREM et de l’I.B.F.P. qui ont participés directement ou indirectement au contenu de ce manuel. Version. -Septembre 2003 Bibliographie. Les illustrations et schémas qui ont servis de base à la rédaction de ce manuel ont été tirés des catalogues et notices techniques des fabricants, principalement « FESTO DIDACTIC- MANESSMANN REXROTH- VICKERS » AUTOMATICIEN-PNEUMATICIEN-HYDRAULICIEN –Notions d’hydraulique proportionnelle FOREM – Secteur Secondaire – Automation – Hydraulique proportionnelle Page 5/ 184 pages Code Module ELPH 1.06.01 TABLE DES MATIERES BASE Organes de commande……………………………………………….. Techniques de commande……………………………………………. Boucle ouverte/fermée………………………………………………. Coup de bélier………………………………………………………... Electro-aimants à effet proportionnel………………………………… Technique des valves proportionnelles………………………………. Interfaces électroniques………………………………………………. Amplificateur proportionnel à un canal………………………………. Réglage du courant fondamental et du courant maximum…………… Amplificateur à deux canaux (variante : utilisation d’un seul canal)... Filtration……………………………………………………………… Filtres…………………………………………………………………. Détermination de la courbe caractéristique du régulateur de pression proportionnel…………………………………………………………. Limiteur de pression à effet proportionnel par régulation de force : - à action directe……………………………………………. - à action pilotée……………………………………………. Construction du limiteur de pression proportionnel…………………. Limiteur de pression à effet proportionnel par régulation de course… Capteur de position L.V.D.T………………………………………… Etau de serrage à pression variable…………………………………... Réglage et visualisation de la fonction rampe………………………. Générateur de rampe…………………………………………………. Raccordement d’un capteur de pression……………………………… Carte de valeurs de consignes………………………………………... Commande d’une presse à genouillère à 3 pressions différentes……. Etude de l’amplificateur à deux canaux……………………………… Réglages de base de l’amplificateur à deux canaux…………………. Détermination de la courbe caractéristique ampli à deux canaux…… Amplificateur à deux canaux (variante)……………………………… Courbe caractéristique d’un distributeur 4/3 proportionnel…………. Page 6 7 8 9 12 14 15 19 20 25 28 31 44 48 49 50 53 54 56 58 66 68 70 73 81 83 84 85 88 Caractéristiques du tiroir de commande……………………………. Dérive du zéro………………………………………………………. Distributeur proportionnel 4/3 à commande directe………………… Solénoïde à effet proportionnel……………………………………… Balance de pression…………………………………………………. Commande d’un moteur hydraulique………………………………. Mesure de débit……………………………………………… Mesure de vitesse…………………………………………… Mesure de température……………………………………… Commande d’une table de rectifieuse………………………………. Commande d’une machine d’estampage…………………………… Carte de connexions de capteurs…………………………………… Capteur de déplacement linéaire……………………………………. Carte de comparateur………………………………………………. Caractéristique d’un capteur de déplacement linéaire………………. REGULATION……………………………………………………. Introduction à la régulation…………………………………………. Comparaison entre la régulation et l’asservissement………………. Etude de la carte PID………………………………………………... Tests fonctionnels de la carte PID…………………………………... Méthode pratique de réglage des paramètres………………………. Régulation de pression……………………………………………… Régulation de position……………………………………………… Régulation de vitesse………………………………………………… Théorie -Technologie Applications pratiques …………………………………………... 95 99 102 104 108 114 116 118 119 120 134 145 147 148 150 153 154 156 160 163 172 174 177 180 AUTOMATICIEN-PNEUMATICIEN-HYDRAULICIEN RP 1.06.01 : Réglage de débits et de pressions FOREM – Secteur Secondaire – Automation – Hydraulique proportionnelle Page6 /183pages Code Module ELPH 1.06.01 ORGANES DE COMMANDE Pendant de nombreuses années, la majorité des systèmes hydrauliques industriels sont ajustés manuellement et commandées hydrauliquement. Dans le domaine des distributeurs, il n’y avait que les vannes de commande c à d des vannes avec une fonction DISCONTINUE (ouvert / fermé ) appelée également fonction TOUT ou RIEN. Les tiroirs de ces vannes ne pouvaient pas se placer dans des positions intermédiaires. Avec cette méthode, lorsque plusieurs niveaux de débit et de pression sont nécessaires, la transition d’un état à un autre ne s’opère pas en souplesse. Ainsi, il faut ajouter des appareils supplémentaires ce qui augmente le coût et la complexité du système. L’industrie aéronautique développera les vannes à effet continu appelées SERVO – VANNES ou SERVO – VALVES. Elles étaient utilisées en boucle fermée. L’hydraulique industrielle adoptera plus tard ce type de vannes ; elles ne furent utilisées que dans des cas ou les vannes traditionnelles n’étaient plus suffisantes (très coûteuses et très sensibles à la pollution du fluide ). Une nouvelle technique située entre ces 2 groupes de vannes s’imposait. Cette nouvelle génération fait également partie des vannes à effet continu et est à commande proportionnelle Commande proportionnelle Commande tout ou rien Vannes de commande ou distributeurs traditionnels à effet discontinu Electro-distributeurs à effet proportionnel utilisés en boucle fermée Servo-vannes Electro-distributeurs utilsés avant tout en boucle uploads/Industriel/ automaticien-pneumaticien-hydraulicien.pdf