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LYCEE HOUMT SOUK DJERBA DEVOIR DE SYNTHSE N°1 Date : 11 – 12 – 2015 SECTION : S

LYCEE HOUMT SOUK DJERBA DEVOIR DE SYNTHSE N°1 Date : 11 – 12 – 2015 SECTION : SCIENCES TECHNIQUES EPREUVE : TECHNOLOGIE DURÉE : 4 heures Classes : 4Sc.Tech1-2-3-4-5 Constitution du sujet : Un dossier technique : pages 1/6 – 2/6 – 3/6 – 4/6 – 5/6 et 6/6. Un dossier réponses : pages 1/8 – 2/8 – 3/8 – 4/8 – 5/8 – 6/8 – 7/8 et 8/8. Travail demandé : A- PARTIE GENIE MÉCANIQUE : pages 1/8-2/8-3/8 et 4/8. B- PARTIE GENIE ELECTRIQUE : pages 5/8- 6/8-7/8 et 8/8. UNITE DE PRODUCTION DU TSP 1/- Présentation : Le schéma ci-dessous représente une unité de production du triple super phosphate (TSP: produit fertilisant utilisé dans le domaine agricole) granulé à partir d’un mélange de phosphate et d’acide phosphorique. L’unité de production de TSP est constituée par: - un broyeur doseur entraîné par un moteur Mt1; - un malaxeur entraîné par un moto réducteur Mt2; - un foyer pour le séchage du TSP; - un sécheur granulateur entraîné par un moteur Mt3; - un crible entraîné par un système excentrique non représenté; - Quatre ventilateurs aspirateurs (VA1, VA2, VA3 et VA4). L’unité de production de TSP est constituée par: - un broyeur doseur entraîné par un moteur Mt1; - un malaxeur entraîné par un moto réducteur Mt2; - un foyer pour le séchage du TSP; - un sécheur granulateur entraîné par un moteur Mt3; - un crible entraîné par un système excentrique non représenté; - Quatre ventilateurs aspirateurs (VA1, VA2, VA3 et VA4). 2/- Schéma fonctionnel de l’unité de production de TSP : L’obtention du TSP fini passe par les phases suivantes : Observation : Aucune documentation n’est autorisée. L’utilisation de la calculatrice non programmable est permise. Dossier Technique UNITE DE PRODUCTION DU TSP Page : 1/6 M o t e u r d u b r o y e u r M t 1 B r o y e u r d o s e u r à b i l l e s V e n t i l a t e u r a s p i r a t e u r V A 4 R é s e r v o i r d 'a c i d e M o t o r é d u c t e u r M t 2 S é c h e u r g r a n u l a t e u r M a l a x e u r E l e c t r o v a n n e E v 1 C y c l o n e F o y e r C o n d u i t e t u b u l a i r e C r i b l e T S P f i n i c r i b l é V e n t i l a t e u r a s p i r a t e u r V A 1 P h o s p h o t e d o s é b r o y é E l e c t r o v a n n e E v 2 V e n t i l a t e u r a s p i r a t e u r V A 3 M o t e u r M t 3 A r r i v é e d u p h o s p h a t e n o n b r o y é i n j e c t é p a r u n v e n t i l a t e u r s o u f f l e u r V A 2 P h o s p h a t e d o s é b r o y é TSP fini Tapis de transfert Tambour arrière Tambour moteur 3/- Unité de dosage d’acide : a- Principe : Le dosage d’acide phosphorique est obtenu par un débitmètre dont le principe de fonctionnement est semblable à celui d’un compteur d’eau. Pour déterminer le volume d’acide versé, un compteur compte le nombre des impulsions fournies par un capteur magnétique (à effet Hall) placé dans le débitmètre. Le capteur magnétique délivre un signal Vcap à chaque passage d’un élément magnétique dans sa zone de détection. On utilise, ici, un disque mobile en rotation composé de huit éléments métalliques. b- Traitement des signaux délivrés par le doseur : Le signal issu du capteur magnétique est mis en forme par un montage à base d’un amplificateur opérationnel puis il est envoyé à un compteur synchrone binaire à base de circuits intégrés 4516. Ce nombre est comparé à celui de la consigne Nc (fixé par l’opérateur) pour donner l’information Sd = 1 lorsque N est égal à Nc. Un circuit combinatoire permettant de sélectionner deux mots à comparer selon l’état de X :  Pour X = 0  mot de comparaison: Nc1.  Pour X = 1  mot de comparaison: Nc2. b-1 Fonction comptage (Fonction F2) ; Les impulsions du signal V1 sont comptées par le CI 4516. Arrivée du phosphate Dosage d’acide phosphorique P2 Malaxage du produit (Bouillie) P3 Séchage et granulage P4 Criblage du TSP P5 TSP accepté Vers stockage Dosage et broyage du phosphate P1 Arrivée d’acide phosphorique TSP refus C a p t e u r m a g n é t i q u e E l é m e n t s m é t a l l i q u e s F1 F2 F3 F4 Dossier Technique UNITE DE PRODUCTION DU TSP Page : 2/6 Capteur à effet Hall Mettre en forme Compter Comparer Vcap V1 N Nc Sd RAZ Circuit combinatoire X b-2 Fonction comparaison (Fonction F4) : La comparaison du nombre N issu du compteur avec celui de la consigne Nc est confiée à un comparateur de deux nombres à quatre bits (circuit intégré 4063). 4/- Fonctionnement de l’unité de malaxage (Fonction P3 : objet d’étude) : L’action sur le bouton départ cycle entraîne :  Simultanément le remplissage du malaxeur (moteur Mt4) avec malaxage du produit et dosage de l’acide (Electro vanne Ev1).  Une fois le malaxeur rempli et le dosage d’acide effectué, l’opération du malaxage se maintien encore pendant 300s.  Vider le malaxeur (Electro vanne Ev2 et moteur aspirateur Mt3). a- Affectation des entrées : Evénement Entrées du système Entrées API AEG Départ cycle Bouton S0 I1 Malaxeur vide Capteur de poids Sp0 I2 Malaxeur plein Capteur de poids Sp1 I3 Fin dosage d’acide Information Sd I4 Fin du malaxage Contact temporisé t1 T9 b- Affectation des sorties b- Affectation des sorties : Action Sorties du système Sorties API Dossier Technique UNITE DE PRODUCTION DU TSP Page : 3/6 CTR DIV 16 4516 (8) (1) (2) (4) 4 12 13 3 6 7 MR 9 U/D CE PL CP P0 P1 P2 P3 3D TC Q0 M1 CT=0 G2 C 1,2 +/ C 1,2 C3 10 5 1 15 Q1 Q2 Q3 11 14 2 CP CE U/D MR PL TC Q3 Q2 Q1 Q0 P3 P2 P1 P0 Q1 MR U/D TC 4516 P1 P2 P0 P3 PL Q0 Q2 Q3 CE CP Brochage du circuit intégré 4063 Table de vérité du circuit intégré 4063 actionneur Préactionneur AEG Remplir le malaxeur Moto aspirateur Mt4 KM4 Q5 Doser l’acide Electro vanne Ev1 KA1 Q1 Malaxer le produit Moteur Mt2 KM2 Q2 Vider le malaxeur Electro vanne Ev2 KA2 Q3 Moto aspirateur Mt3 KM3 Q4 Temporiser Temporisateur T1 T9 c- Affectation des étapes du GRAFCET : Etapes 00 01 02 10 11 20 21 API TSX %M0 %M1 %M2 %M3 %M4 %M5 %M6 5/- Datasheet du circuit UAL : 74LS181 Le circuit 74LS181 est une Unité Arithmétique et Logique à 4 bits dont la table de fonctionnement est la suivante : 6/- Description du tambour moteur : Dossier Technique UNITE DE PRODUCTION DU TSP Page : 4/6 A0 2 A1 23 A2 21 A3 19 B0 1 B1 22 B2 20 B3 18 CN 7 S0 6 S1 5 S2 4 S3 3 M 8 F0 9 F1 10 F2 11 F3 13 A=B 14 CN+4 16 G 17 P 15 74LS181 Le dessin d’ensemble page 6/6 du dossier technique représente le tambour moteur assurant l’entrainement du tapis de transfert du TSP fini. Le mouvement à la sortie du moteur est transmis au tambour (9) par l’intermédiaire de : - pignon arbré (33) et la roue dentée (14) - pignon arbré (19) et la couronne à denture intérieure (32). Le tambour (9) est guidé en rotation sur les deux boitiers (6) et (39) par deux roulements (21). Ces deux boitiers sont en liaison encastrement avec deux supports fixes (1) et (29). Nomenclature : 25 2 Joint à lèvre 50 1 Stop câble 24 2 Couvercle 49 1 Anneau élastique 23 2 Joint plat 48 1 Bouchon à aimant 22 1 Anneau élastique 47 uploads/Industriel/ ds1-2015-2016.pdf