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UJF / IUT1 Grenoble / Département GTE – Automatismes et Circuits électriques 1

UJF / IUT1 Grenoble / Département GTE – Automatismes et Circuits électriques 1 Automatismes et Circuits électriques TD1- Chambre froide TD2- Domotique TD3- Chaudières gaz TD4- Thermique industrielle TD5- Machine à glaçons P-A Gilles UJF / IUT1 Grenoble / Département GTE – Automatismes et Circuits électriques 2 TD1 – Schémas électriques – Chambre froide I- Questions préliminaires : 1- Qu’est-ce qu’un disjoncteur différentiel ? Quelle est la valeur de réglage permettant d’assurer la sécurité des personnes ? 2- Quelle est la différence, pour un disjoncteur, entre un déclenchement thermique et un déclenchement magnétique ? 3- Faire le schéma d’un disjoncteur magnétothermique monophasé unipolaire, puis d’un tétrapolaire. 4- Faire le schéma d’un contacteur triphasé. 5- Représenter un contact NO et un contact NC. Que signifient NO et NC ? II- Schémas électriques d’une chambre froide : Les chambres froides à température négative sont utilisées pour le stockage des denrées alimentaires surgelées par les professionnels. Elles sont équipées d’une machine frigorifique dont un schéma de principe est donné ci-dessous : BP = basse pression HP = haute pression (1) Sonde t° ambiante (2) Sonde t° ailettes évaporateur (3) Pressostat BP sécurité (4) Pressostat BP régulation (5) Pressostat HP sécurité (6) Pressostat HP 2 étages régulation (7) Thermostat sécurité (Kriwan) (8) Pressostat huile D’un point de vue électrique, la chambre froide étudiée est équipée de : • 5 actionneurs électriques : Moteur du compresseur + Moteurs du ventilateur de l’évaporateur et des 2 ventilateurs du condenseur + Vanne électromagnétique (VEM) • Résistances de dégivrage situées dans l’évaporateur • 1 organe afficheur contrôleur (petit automate) qui pilote la machine et permet son paramétrage • Divers capteurs permettant de surveiller le fonctionnement (Cf schéma ci-dessus) 1 2 3 HP BP VEM 4 5 6 7 8 UJF / IUT1 Grenoble / Département GTE – Automatismes et Circuits électriques 3 D’après les schémas électriques de la chambre froide présente dans la salle de TP froid (semestre 3) : 1- Etudier l’organisation des schémas : différents folios, cartouche, renvois, quadrillage, numérotation des bornes et des fils, repérage des composants. Rechercher la bobine de commande et tous les contacts associés à KMV1 (p 4). 2- Que sont DRA et KRA (p 1) ? A quoi ces composants servent-ils ? 3- Les thermistances utilisées en sondes de température sont-elles branchées en 2 ou en 3 fils ? 4- Que représentent BP SECU et HP REGUL (p 4) ? 5- Comment est réalisée l’alimentation des charges triphasées ? Pourquoi y a-t-il forcément une erreur sur les schémas ? Analyse du fonctionnement : 6- Quelle est la nature du défaut si le voyant H7 est allumé ? Comment est commandé le voyant H7 ? Justifier la dénomination « Marche ventilateur 1 » du voyant H4. 7- Comment les ventilateurs du condenseur sont-ils commandés ? Détailler en particulier le rôle des disjoncteurs magnétothermiques. 8- Comment le dégivrage et le ventilateur de l’évaporateur sont-ils commandés ? 9- Quel est le rôle de l’appareil Danfoss ? A quoi servent ses bornes 8 et 9 ? Par quel moyen pilote-t-il des sorties (bornes 10 à 17), leur apporte-t-il lui-même la puissance nécessaire à leur fonctionnement ? 10- Etudier la commande du compresseur. A quoi sert KA1A ? En supposant d’abord que T1 est fermé, à quelles conditions le compresseur est-il commandé ? 11- Etudier ensuite le rôle de T1 (NB : T1 est un relais temporisé à la fermeture) : supposer que KG1 est alimenté, et décrire toute la séquence déclenchée alors par l’ouverture de BP REGUL. Que se passe-t-il quand BP REGUL se referme ? Qualifier finalement le rôle de T1. 12- Que représente DCC ? Pourquoi cet appareil ici et pas ailleurs ? UJF / IUT1 Grenoble / Département GTE – Automatismes et Circuits électriques 4 TD2 – Domotique L’étude d’une application en domotique va être l’occasion de découvrir l’éventail des solutions d’automatisation (architecture des systèmes automatisés, différents types de commande). I- Eclairage automatisé d’un espace de travail : L’espace à éclairer est un atelier industriel avec une double fonction de circulation et de travail. Configuration de base (1) : L’atelier est équipé d’un circuit lumière (L), d’un interrupteur crépusculaire (IC) (contact sec fermé quand il fait nuit), et d’un capteur de présence (P) (contact sec fermé en présence d’une personne). Il est simplement attendu que la lumière s’allume automatiquement en présence d’une personne la nuit. 1- Concevoir le schéma de câblage correspondant. Configuration standard (2) : Le circuit lumière est maintenant équipé d’un dispositif permettant d’obtenir 2 niveaux d’éclairement : un niveau bas dédié à la circulation des personnes à travers l’atelier (LB), et un niveau haut réservé au travail dans l’atelier (LH). Le niveau bas est obtenu comme dans la configuration 1. Le niveau haut est enclenché par action sur un commutateur mural (Com) qui est ajouté à l’équipement de l’atelier. 2- Etablir un schéma de l’architecture du système automatisé : faire apparaître la partie opérative et la partie commande, répertorier les entrées et les sorties (définies du point de vue de la commande) / capteurs et actionneurs. Faire l’analogie entre un système automatisé et le corps humain. 3- De quel type sont les variables IC, P, Com, LB et LH ? Prévoir les équations logiques des relations entre les sorties et les entrées permettant le fonctionnement demandé. 4- Représenter le logigramme matérialisant ces équations sous la forme de composants électroniques discrets (portes logiques). Variante de la configuration standard (3) : Le commutateur est remplacé par un bouton poussoir (BP). Le niveau haut d’éclairement est obtenu par pression sur ce bouton, et l’éclairage s’éteint automatiquement si le détecteur de présence ne détecte plus personne. 5- Quel est l’intérêt de cette configuration par rapport à la précédente ? 6- Proposer une évolution de la commande 2 pour obtenir ce fonctionnement. Configuration évoluée (4) : Cette configuration correspond aux possibilités offertes par les dernières solutions d’automatisme. Quand elles sont appliquées comme ici au bâtiment on parle de « Domotique », et de « scénario » de fonctionnement. L’interrupteur crépusculaire est remplacé par un capteur (E) qui donne le niveau d’éclairement dans l’atelier, le circuit lumière (L) est équipé de luminaires permettant un éclairement variable, et l’atelier est équipé d’un gestionnaire d’éclairage capable de réguler le niveau d’éclairement à la valeur souhaitée. On suppose qu’en absence de lumière naturelle les luminaires donnent à pleine puissance un niveau d’éclairement 100%. Il est souhaité un niveau d’éclairement 10% pour le mode circulation, toujours commandé par le capteur de présence (P). UJF / IUT1 Grenoble / Département GTE – Automatismes et Circuits électriques 5 Le bouton poussoir déclenche le mode travail dans lequel on veut un niveau d’éclairement 100% quelle que soit la quantité de lumière naturelle. Si P ne détecte plus personne, l’éclairage reste à 100% pendant 2 mn, puis baisse à 10% pendant 5 mn. Si une personne est détectée dans ce laps de temps, l’éclairage remonte à 100%, sinon il s’éteint. 7- Les variables E et L sont-elles toujours de type TOR ? 8- La logique combinatoire permet-elle de programmer ce fonctionnement ? 9- Proposer une programmation du mode travail uniquement sous la forme d’un Grafcet. 10- Quel avantage l’automatisation offre-t-elle du point de vue de l’efficacité énergétique ? II- Téléphérique Vanoise express : A titre informatif, un autre exemple de système automatisé : 2 téléphériques indépendants entre la Plagne et les Arcs. Mode normal : 1 automate par téléphérique 450 entrées (fins de course, détecteur voile poulie, position angulaire roue motrice...) 50 sorties dont moteur 590 kW en vitesse variable Mode secours : 1 automate de secours Moteurs 132 kW avec variateur Mode « rapatriement ultime » : Pilotage manuel Moteur 75 kW sans variateur Groupe électrogène 250 kVA de secours UJF / IUT1 Grenoble / Département GTE – Automatismes et Circuits électriques 6 TD3 – Chaudières gaz I- Chaudière murale – logique câblée : Ce type de chaudière est destiné aux logements individuels. Elle assure le chauffage et la production instantanée d’ECS. La puissance typique est de 23 kW. Analyse du schéma de principe de la chaudière : 1- Sur le schéma de la chaudière, repérer les différents circuits : gaz, ECS, et eau chaude radiateurs. 2- Faire la liste des entrées (capteurs) et sorties (actionneurs). UJF / IUT1 Grenoble / Département GTE – Automatismes et Circuits électriques 7 Analyse des schémas électriques de la chaudière : 3- A partir des schémas électriques de la partie commande en annexe, compléter la nomenclature suivante de repérage des composants : Puissance : KM1 : Contacteur de commande du circulateur Commande : Fusible de protection du circuit de commande Commutateur Marche / Arrêt Commutateur Eté / Hiver Bobine du contacteur du circulateur Relais auxiliaire Eté / Hiver Thermostat d’ambiance Aquastat de protection de surchauffe de la chaudière à réarmement manuel Aquastat à 2 étages de régulation de température de la chaudière Aquastat de protection de surchauffe ECS Aquastat de régulation ECS Gestionnaire électronique du brûleur Détecteur de débit ECS Electrovanne gaz petit débit Electrovanne gaz grand débit Electrovanne 3 voies Chauffage / ECS 4- Etude uploads/Industriel/ automcircuits-td-poly2014.pdf