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BACCALAUREAT GENERAL Session 2001 Série S Technologie industrielle ETUDE D'UNSY

BACCALAUREAT GENERAL Session 2001 Série S Technologie industrielle ETUDE D'UNSYSTEME PLURITECHNIQUE Coefficient:6 Durée de l'épreuve:4 heures Sont autorisés les calculatrices électroniques et le matérielhabitueldu dessinateur. Aucun document n'est autorisé. Le candidat doit disposer des feuilles 1/12 à 12/12. Les documents réponses RI,R2,R3 et R4 sont à rendre obligatoirement avec la copie. Larépartition des points se fera de la façon suivante: Analyse du système : 6 points Calculs de vérification : 7 points Production de solution : 7 points Ouvre portail Sommaire PRESENTATIONDUSYSTEME Mise en situation et description 1/12 Fonctionnement 2/12 Vue d'ensemble d'un groupe et nomenclature du moto réducteur 3/12 ~ Pland'ensemble et éclaté du moto réducteur 4/12 Schéma fonctionnel relatif aux schémas structurels 5/12 Schémas structurels 1et 2 .. 6/12 Schéma structurel 3....... . 7/12 ................ durée conseillée : 10 min pour la lecture des pages 1/12 et 2/12 ANAL YSE DUSYSTEME Analyse fonctionnelle globale 8/12 Analyse de lapartie operative 8 et 9/12 Analyse de lapartie commande 9/12 durée conseillée : lh 10 min CALCULSDE VERIFICATION Etude du circuit de mesure du courant dans le moteur Ml 10/12 Etude du circuit de calibrage du temps de fonctionnement 10/12 Etude du circuit de commande du moteur Ml 11/12 durée conseillée : lh20 min PRODUCTIOND'UNESOLUTION Optimisation du mécanisme de transmission 12/12 durée conseillée : lh20 min DOCUMENTSREPONSES Actigrammes A-0 et A0 RI Grafcet de gestion du moteur Ml R2 Chronogrammes et tableau R3 Mécanisme de transmission R4 1TIOSME1 PRESENTATIONDUSYSTEME Ouvre portail 1TIOSME1 ÿÈVoir.tn kdlfS I* L. tTltlltftf. tWl kl hlrt-lUA,.- PRESENTATIONDU SYSTEME I-MISE ENSITUATION Intérieur Vue d'ensemble du portail automatisé Extérieur I (fermant) (groupe Frog2) (groupe Frog 1) (dormant 1- Groupes Frog 1 et 2 2- Armoire de commande 3- Photo-cellules de sécurité 4- Bornes d'appel du gardien 5- Clignotants de mouvement 6- Antenne 7- Butoir 8- Butée fixe 9- Serrure électrique 10-Vantaux Leportail automatisé présenté ci-dessus est installé à l'entrée principale d'une cité scolaire. Ilautorise les entrées et les sorties des véhicules. Les personnes habitant à l'intérieur de la cité ouvrent le portail à l'aide d'un émetteur d'ondes radio qu'elles doivent actionner à proximité de l'antenne de réception (6). Les visiteurs utilisent une borne d'appel (4) et s'identifient par interphone auprès de l'agent d'accueil pour qu'il ouvre le portail,à partir de sa loge, en actionnant un boutonpoussoir. 2- DESCRIPTION 2-1- Le portail Voir vue d'ensemble du portail automatisé ci-dessus Ilcomporte deux vantaux (10) dont l'angle d'ouverture est de 110°. Le « fermant » est le premier vantail à s'ouvrir et le dernier à se fermer. Le « dormant » est le dernier à s'ouvrir et le premier à se fermer. Le « fermant » porte une serrure électrique (9) qui verrouille le portail en position fermée, contre la butée fixe (8), tout en emprisonnant le « dormant »par l'intermédiaire dubutoir (7). Deux clignotants (5) témoignent du mouvement du portail. Les photo-cellules (3) provoquent sa réouverture si un obstacle est détecté dans leur champ d'action en phase de fermeture. 2-2- L'ouvre portail ÿ Voir vue d'ensemble ci-dessus et vue d'ensemble d'un groupe Frog, page 3/12 L'ouvre portail de type « Frog», fabriqué par la firme italienne « CAME », comporte deux parties opératives (1) identiques (groupes Frog 1et 2) commandées à partir d'une seule armoire de commande (2). Le groupe Frog 1 actionne le donnant et le groupe Frog2 le fermant. Chaque groupe Frog comprend : ÿ un caisson de fondation noyé dans le sol, portant l'articulationinférieure du vantail, ÿ unmoto-réducteur constitué d'un moteur à courant continu (24 V, 180 W, courant maxi réglable) et d'un réducteur à engrenages à deux étages (rapport global de réduction 1/1152), ÿ un mécanisme de transmission par bras et biellette, formant unparallélogramme déformable, 1/12 1T10SME1 jftkvoir.th fto+ii kt MfHnjTkHIti PRESENTATIONDUSYSTEME ÿ un support de vantail articulé sur le caisson et comportant une serrure de déblocage à clef permettant de libérer le vantail en rotation en cas de panne. Le couple disponible sur l'axe du support de vantail ne peut pas dépasser la valeur maximale de 320 Nm. ÿ deux capteurs de ralentissement installés sur le dessus du carter du réducteur provoquent le passage du moteur de la vitesse rapide à lavitesse lente dans les deux sens de rotation. 2-3- Le pupitre de commande (situé dans laloge d'accueil de l'établissement) IIpermet d'activer à distance le portail automatisé. Ilest composé d'un boutonpoussoir d'ouverture et d'un boutonpoussoir de fermeture. 3- FONCTIONNEMENT Phases de fonctionnement Commentaires 0" © Le portail est fermé en position initiale. 0 L'ouverture du portail a lieu lorsque le signal radio est émis ou lorsque l'agent d'accueil appuie sur le bouton poussoir «BP OUV»; le moteur M2 du groupe Frog2 est commandé en grande vitesse (M2 GV)._ L'alimentation électrique du moteur Ml du groupe Frogl est retardée en ouverture de 4 secondes puis ce moteur est commandé en grande vitesse (Ml GV). 30 secondes Lors de 1'activation de leurs capteurs de ralentissement respectifs, les moteurs Ml et M2 passent en petite vitesse (Ml PV et M2 PV) puis s'arrêtent au bout de 30 secondes de fonctionnement (grande et petite vitesse) © Si la fermeture automatique (F auto) est activée, Ml redémarre (Ml GV sens trigo.) au bout de 1 minute. Si la fermeture manuelle est activée (F auto), ilreste en attente d'un signal radio ou de l'actionde l'agent d'accueil sur le bouton poussoir «BP FERM». M2 est retardé de 4 secondes par rapport à Ml lors de la fermeture du portail._ Cellules Cellules Si les cellules détectent un obstacle dans leur champ d'action durant la fermeture, le cycle d'ouverture recommence. Cellules Ce Iules Si l'undes capteurs de couple associés aux moteurs Ml ou M2 détecte uncouple résistant correspondant à 320 Nm sur l'axe du support de vantail, le portail s'arrête (coupure de l'alimentation des moteurs Mlet M2). 2/12 1TIOSME1 fvoir.tn fertt! I* L. kuihi MMMA... PRESENTATION Vue d'ensemble d'un groupe Frog, mécanisme de ralentissement et couvercle enlevés Support de vantail + bras Serrure de déblocage à clef Moteur Caisson Point d'ancrage de l'axe du vantail Biellette de transmission Bras de transmission Réducteur Nomenclature d'un groupe Frog 34 1 Vis de fixation de la bride 33 1 Bride de fixation de l'aimant 32 1 Aimant 31 4 Vis de fixation du capteur 30 2 Plaques de fixation du capteur 29 2 Capteurs de ralentissement 28 2 Vis de fixation du support 27 4 Vis de fixation de la patte 26 2 Pattes de fixation du support 25 - 1 Support de capteurs 24 1 Joint d'étanchéité 23 1 Joint d'étanchéité torique 22 1 Joint d'étanchéité à lèvre 21 1 Joint d'étanchéité à lèvre 20 Vis de fixation du moteur 19 10 Vis de fixation de la base 18 1 Boulon de transmission du couple 17 Goupilles de transmission du couple 16 1 Clavetteparallèle 15 1 Roulement à billes 14 1 Roulement à billes 13 Roulements à billes 12 1 Roulement à billes 11 1 Roue dentée à denture droite Bronze Z = 48 10 1 Roue dentée à denture droite Bronze Z = 24 9 1 Biellette detransmission Acier forgé Axes soudés en usine 8 1 Bras dè transmission Acier forgé 7 1 Arbre de sortie du réducteur Acier 6 1 Vis sans fin arbrée intermédiaire Acier 1filet 5 1 Vis sans fin arbrée du moteur Acier 1 filet 4 1 Stator du moteur 3 1 Flasque avant du moteur Alliage d'aluminium 2 1 Base du réducteur Alliage d'aluminium 1 1 Carter du réducteur Alliage d'aluminium Rep Nb Désignation Matière Observations 3/12 1TIOSME1 îvoirtn Touïts ta kifiki -;É& ta mtkmJkiM; Détail E, echelle x 2 B-B, axe de la vis arbrée 6 ramené dans le plan de coupe A-A, stator 4 et capteur 29 non coupés 33 32 31 34 Vue de dessus, bras8 et tMette 9 enlevés support 25 représenté partiellement Eclaté MOTO REDUCTEUR FROG Echelle 0.61 1TIOSME1 PRESENTATIONDUSYSTEME SCHEMA FONCTIONNEL RELATIFAUX SCHEMAS STRUCTURELS DES PAGES 6/12 ET 7/12 : Circuit de mesure de courant dans le moteur Ml Calibrage du temps defonctionnement du moteur Ml Start Réglage Circuit de commande du moteur Ml iHI Ordre d'alimentation " %: • . .• .••»;: : ÿ .. -S •' :ÿ•."* .• • COMMANDEDU MOTEURMl imi R SHUNT -ÿ— L4 h- ijH CONVERSION I «COURANT/TENSION» | J V + DETECTIONDELA SURTENSIONDELA GRANDEURD'ENTREE aft ORDRES : - BP OUV - BP FERM - SIGNAL RADIO INVERSIONLOGIQUE : .yi ps&îf-iï',:. , , j L'entrée Start (impulsion) provenant de la carte de i gestion des ordres (non-étudiée), déclenche le î fonctionnement du moteur pendant untemps ! déterminé (30 s). i Cette autorisation peut être bloquée par le signal T i (signal logique résultant d'un problème de | surintensité dans le moteur). ÿ I La fonction autorise l'alimentation en 24 V ] (ou 12 V) du moteur pendant 30 s En fonction d'un ordre d'ouverture ou de fermeture, cette fonction alimente le moteur dans le sens adéquat. Une résistance R shunt, placée en série avec le moteur, permet l'acquisition d'une tension image du courant dans le moteur. Sa très faible valeur (0,022Q) n'influence pas le fonctionnement du moteur : VRshunt très uploads/Industriel/ devoir-de-controle-n01-2012-2013-amine 2 .pdf