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4 I. Introduction : On se propose dans ce mini projet de réaliser la commande d

4 I. Introduction : On se propose dans ce mini projet de réaliser la commande d’un ascenseur à trois étages. Différents méthodes de commandes sont possibles à réaliser notre but. De ces méthodes on peut citer : Commande à l’aide d’un schéma câblé (méthode classique) Commande à base d’un microprocesseur. Commande à l’aide d’un microcontrôleur. Commande à l’aide d’un automate programmable. Après une étude détaillé de la méthode convenable, on a choisit de commander l’ascenseur avec un automate programmable Siemens S7-200 pour diminuer les circuits d’interfaçages utilisés (dans le cas d’un micro processeur par exemple) et pour avoir une puissance suffisante pour contrôler le mouvement du moteur. Aussi l’automate Siemens S7-200 est mis à notre disposition dans les laboratoires d’automatique. II. Généralités sur les ascenseurs 1- Définition et historique Définition L’ascenseur est un dispositif assurant, dans les bâtiments, le transport vertical de personnes. Historique Au début du XIXème siècle ils appariaient les premières montes charges à vérin hydraulique, le vérin était rempli par de l’eau. Puis l’apparition des premiers monte-charge actionnés par des machines à vapeur. En 1829 : Apparition du contrepoids. La nécessité de construire de plus en plus haut, de faire déplacer les cabines plus vite et la limite imposée par les tambours, ceux-ci devant contenir l'entièreté des câbles de traction, imposa assez rapidement l'idée d'utiliser une poulie de traction et de contrebalancer le poids de la cabine par un contrepoids. L'ascenseur prit à partir de ce moment 5 Un essor certain, mais quelques accidents mortels se produisirent suite à la rupture des cordes de traction, provoquant la chute mortelle des occupants de la cabine. En 1867 : L’ingénieur français Léon Edoux présente à l'exposition de Paris, les deux premiers ascenseurs à vérin hydraulique telle que nous les connaissons aujourd'hui. En 1878 : Invention du premier limiteur de vitesse. Celui-ci provoque l'arrêt de l'appareil en cas de vitesse exagérée ou de rupture des câbles de traction. En 1880 : Apparition du premier ascenseur électrique qui était amélioré ensuite en utilisant un moteur à courant continu. Après 1925 : La technologie donne la possibilité à tous de ‘piloter’ la cabine, et en arrivant aux années 1990, les ascenseurs ont subit une nouvelle évolution, ils sont devenus plus rapide, plus sécurisée et plus confortable grâce à la micro-informatique. Figure 1 : Ascenseur modèle 1931 1- Aspect technique : L’ascenseur est formé d’une cabine supportée dans une structure parallélépipédique, appelée étrier, se translatant verticalement dans une gaine. La cabine est équipée de : 6 Portes afin d'éliminer tout risque de coincement lors des déplacements. Boutons d’envoi indiquant les numéros des étages souhaités. Boutons d’ouverture et de fermeture des portes. Bouton d’arrêt d’urgence. Les signalisations indiquant les numéros des étages et la direction de l’ascenseur (montée ou descente). A l’extérieur de la cabine on trouve les boutons d’appel qui servent à appeler l’ascenseur depuis un étage différent de celui où il existe. 3- Les différents types des ascenseurs 3-1- Ascenseurs à traction électrique Un motoréducteur électrique actionne une poulie qui entraîne par adhérence une nappe de câbles auxquels sont suspendus la cabine et son contrepoids. Avantage : 1/3 consommation énergie hydraulique. Présence d’un contrepoids dont la charge vaut 50 % de l'ensemble cabine- câble- charge utilisateurs (réduit la charge que doit mettre en mouvement la motorisation). 3-1- Ascenseurs hydrauliques : La cabine est dans ce cas propulsée (absence de contrepoids), directement ou par une suspension moflée, par le piston d'un vérin alimenté par de l'huile sous pression provenant d'une centrale oléo électrique. Avantage : Cette technique favorise l'installation d'ascenseurs dans des espaces réduits et d’ascenseurs de charge de forte capacité. Inconvénients : Gros consommateurs d’énergie. Courants de démarrage élevé. Effort de mise en pression de l’huile par la pompe élevé car pas de contrepoids. 7 Dans notre projet on va utiliser l’automate programmable industriel Siemens S7-200 pour commander un ascenseur électrique. Le déplacement de l’ascenseur est assuré par un moteur à courant continu. III.L ’Automate Programmable Industriel (SIEMENS S7 200 dans notre cas) 1- Définition : Un Automate Programmable Industriel (API), est une machine électronique programmable et destiné à piloter en ambiance industrielle et en temps réel des procédés ou parties opératives. 2- Siemens S7-200 : Avant 1969, la commande était assurée par des armoires à relais électromagnétiques .la première apparition d’un API a été en 1969-1970 aux êtas unis dans le secteur de l’industrie auto mobilière. Actuellement, ils ont dépassé le simple remplacement des armoires à relais, ils assurent les fonctions d’automatismes séquentiels, commande d’axes, régulation PID , communication, diagnostique, etc.. Alimentation : C’est l’alimentation de l’automate avec le réseau monophasé Bornes d’entrées : On trouve sur cet automate 8 lignes d’entrées (de I0.0 jusqu’à I0.7), chaque ligne ne peut prendre qu’un état logique haut ‘1’ 8 correspondant à 24 Volt ou un état bas ‘0’ correspondant à 0 Volt.On contrôle ces lignes selon nos besoins. Le nombre des entrées peut atteindre 24 entrées selon le type de l’automate. Bornes de sorties: Sur ce type on trouve 6 lignes de sorties, chaque ligne ne peut prendre qu’un état logique haut ‘1’ correspondant à 24 Volt ou un état bas ‘0’ correspondant à 0 Volt. Sélecteur de mode : Run : pour l’état ‘Marche’ Stop : pour l’état ‘Arrêt’ Interface de programmation : C’est la liaison entre l’automate et l’ordinateur par exemple, elle sert à charger le programme existant sur l’ordinateur dans l’automate. Pour ce type d’automate (CPU 222) la liaison est de type RS-485 3- langage de programmation : L'automate est livré avec un logiciel qui permet une programmation conviviale sur un ordinateur puis un transfert du programme exécutable vers l'automate. Le logiciel propose trois langages de programmations : langage schéma à contacts langage liste d'instructions langage Grafcet Langage schéma à contact : 9 Dans l'exemple ci-dessus, on peut constater que pour réaliser : un ET logique, il suffit de placer les contacts en série un OU logique, il suffit de placer les contacts en parallèles Dans notre cas, pour l’automate Siemens S7-200 on utilise le logiciel STEP 7 pour réaliser notre programme. IV. Application : Dans notre application, on va utiliser un automate programmable industriel S7-200. L'automate est livré avec le logiciel step7 qui permet de : Contrôler l'automate à distance (transférer le programme vers l'automate ou le récupérer, lancer l'automate et l'arrêter). Créer le programme avec un environnement convivial. 1- Description du fonctionnement de l’ascenseur 10 En mode test, l'ascenseur effectue une montée au dernier étage, puis descend au premier étage et s'arrête. Le voyant "automate sous tension" clignote pendant toute la période ou l'ascenseur est en mouvement puis s'éteint. En mode auto, l'ascenseur se positionne au premier étage, puis attend un appel intérieur ou extérieur vers l'étage demandé. Il se positionne alors à l'étage demandé et y reste jusqu'au prochain appel. 2- GRAFCET 11 3- Les équations de grafcet X 0=e1∗(X 49+X 45+X 41)+(X 0∗X 1) 12 X1= (po*e1*(b+c+d))*X0+(X1*( X 20 + X 21 + X 22 )) X20=pf*(bpm2+b)*X1+(X20* X 30 ) X21=pf*(bpm3+c)*X1+(X21* X 31 ) X22=pf*(bpm4+d)*X1+(X22* X 32 ) X30= (po*e2*X20)+(X 30*( X 41 + X 42 + X 43 )+ (po*e2*X44)+( (po*e2*X48) X31= (po*e3*X21)+(X31*( X 44 + X 45 + X 46 )+ (po*e3*X47)+( (po*e3*X42) X32= (po*e4*X22)+(X32*( X 47 + X 48 + X 49 )+ (po*e4*X43)+( (po*e4*X46) X41=pf*(bpd1+a)*X30+(X41* X 0 ) X42=pf*(bpm3+c)*X30+(X42* X 21 ) X43=pf*(bpm4+d)*X30+(X43* X 22 ) X44=pf*(bpd2+b)*X31+(X44* X 20 ) X45=pf*(bpd1+a)*X31+(X45* X 0 ) X46=pf*(bpm4+d)*X31+(X46* X 22 ) X47=pf*(bpd3+c)*X32+(X47* X 21 ) X48=pf*(bpd2+b)*X32+(X48* X 20 ) X49=pf*(bpd1+a)*X32+(X49* X 0 ) S0=X0 S1=X1+X30+X31+X32 S2=X20 S3=X21+X42 S4=X22+X43+X46 S5=X41+X45+X49 S6=X44+X48 S7=X47 4- Description (capteurs/actionneurs) : 13 3 capteurs magnétiques e1, e2 et e3 d’étages. 6 boutons poussoirs d'appel intérieur (BPM2, BPM3, BPM4) et extérieur (b, c, d). 1 moteur asynchrone 1kW 380V. 1 bouton poussoir de réarmement. 5- Affectation des entrées/sorties de l’automate : Les E/S de l'automate sont affectées conformément au tableau ci-dessous : 14 15 6-Programme : 16 17 18 19 20 21 22 Conclusion  Les ascenseurs sont très présents dans notre vie quotidienne. On voit donc tout l’intérêt de la réalisation de la programmation de cet automate. Cela nous permet en effet de programmer et de comprendre un exemple que l’on rencontre fréquemment dans notre vie quotidienne et que l’on pourrait peut être avoir à faire dans notre vie professionnelle.  Si nous avions disposé de plus de temps nous aurions pu corriger le problème lorsqu’il y’a trop d’appels. Il existe d’autres possibilités pour contrôler un ascenseur. 23  Les ascenseurs peuvent également posséder des boutons de secours d’appel, ouvertures des portes, etc. uploads/Industriel/ commande-d-x27-un-escenseur-step7-200.pdf