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M2102 : Automatisme - Fascicule de TD - DUT GEII – S2 Automatisme TD M2102 Somm

M2102 : Automatisme - Fascicule de TD - DUT GEII – S2 Automatisme TD M2102 Sommaire TD1 Gestion de chauffage pour un bâtiment tertiaire...............................................................................3 1.Câblage & configuration du système.............................................................................................................3 2.Pilotage des ventilo-convecteurs...................................................................................................................5 3. Régulation de température...........................................................................................................................5 4.Chauffage d’appoint.......................................................................................................................................5 TD 2Séquences Parallèles, Temporisations & Actions Conditionnelles.......................................................8 1.Centrale à béton.............................................................................................................................................8 2.chaîne de remplissage de bidons d'huile.......................................................................................................9 TD3 Monte - Charges..............................................................................................................................12 1.Présentation du système.............................................................................................................................12 2.Séquence Principale.....................................................................................................................................13 3.Gestion des Voyants.....................................................................................................................................13 TD4 PONT ROULANT..............................................................................................................................14 1.GENERALITES :..............................................................................................................................................14 2.Schémas de commande et de puissance.....................................................................................................15 3.Commande selon les axes X et Y..................................................................................................................15 4.Commande selon les axes X, Y et Z..............................................................................................................16 5.Commande en X, Y et Z avec modes de marche et d’arrêt..........................................................................16 TD5 Gestion automatisée d'une serre.....................................................................................................20 1.Présentation du système..............................................................................................................................20 2.Gestion du temps..........................................................................................................................................21 3.Pilotage des électrovannes...........................................................................................................................21 TD6 Chaîne de Fabrication de sucre........................................................................................................22 1.Présentation du système..............................................................................................................................22 2.FONCTIONNEMENT NORMAL.......................................................................................................................22 3.Anomalies de fonctionnement.....................................................................................................................23 TD7 Chaîne de Fabrication de bière........................................................................................................28 1.ÉTUDE DU BRASSAGE...................................................................................................................................28 2.FONCTIONNEMENT SÉQUENTIEL DU FERMENTEUR 1................................................................................28 TD8 Torréfacteur Industriel.....................................................................................................................32 1.Présentation du système.............................................................................................................................32 2.Cahier des charges.......................................................................................................................................34 3.Étude des schémas électriques....................................................................................................................35 4.Application automate..................................................................................................................................36 Annexe 4 : Carte d'entrée analogique 750-454...............................................................................................43 Annexe 5 : Carte de sorties TOR 750-515........................................................................................................44 IUT de Toulon Département GEII 2/44 Automatisme TD M2102 TD1 Gestion de chauffage pour un bâtiment tertiaire → Architecture des S.A, adressage des données, langage LD Nous allons nous intéresser à la gestion d'équipements de chauffage dans un local à usage tertiaire (bureaux), en vue d'optimiser l'énergie consommée. 1.Câblage & configuration du système. Les ventilo-convecteurs sont des équipements terminaux destinés à diffusé l'air conditionné par le système de production de chaud/froid, afin d'assurer le confort thermique des occupants. Le local considéré est dans la configuration suivante : Afin d'éviter les gaspillages, on souhaite respecter le cahier des charges suivant : Les ventilo-convecteurs 1 et 2 ne peuvent fonctionner si une baie est ouverte; 1 Le ventilo-convecteur 3 ne peut fonctionner si la baie 1 ou(et) 2 est(sont) ouverte(s); 2 Le ventilo-convecteur 4 ne peut fonctionner si la baie 2 ou(et) 3 est(sont) ouverte(s); Chaque ventilo-convecteur dispose par ailleurs d'une commande individuelle marche/arrêt. Deux sondes de températures (intérieures et extérieures) sont utilisées pour la régulation de température de l'air diffusé par les ventilio-convecteurs, dont la consigne est fixée via un écran tactile. Un chauffage d’appoint pourra venir seconder la pompe à chaleur en cas de grand froid. Le synoptique suivant récapitule les différents composants technologiques mis en œuvre et leurs interactions : IUT de Toulon Département GEII 3/44 Baie vitrée n°1 Baie vitrée n°2 Baie vitrée n°3 Ventilo-conv n°1 Ventilo-conv n°2 Ventilo-conv n°3 Ventilo-conv n°4 Automatisme TD M2102 1. En utilisant les références de cartes d'entrées/sorties données en annexe 1, proposez une configuration pour notre application de gestion de chauffage ; indiquez quels éléments du tableau ci-dessous sont raccordés aux différentes cartes. 2. Proposez une adresse CEI pour chaque variable d’entrée/sortie du système : Mnémoniqu e Description Adresses CEI Référence de la carte E/S T_int* Sonde de température intérieure …...... …...... T_ext* Sonde de température extérieure …...... …...... VC1 Commande du ventilo-vonvecteur n°1 …...... …...... VC2 Commande du ventilo-vonvecteur n°2 …...... …...... VC3 Commande du ventilo-vonvecteur n°3 …...... …...... VC4 Commande du ventilo-vonvecteur n°4 …...... …...... RC1* Résistance chauffe de l’air pulsé par les ventilo-convecteurs …...... …...... RC2* Résistance chauffante du chauffage d’appoint …...... …...... BV1 Contact (N.F) détectant l'ouverture de la baie 1 …...... …...... BV2 Contact (N.F) détectant l'ouverture de la baie 2 …...... …...... BV3 Contact (N.F) détectant l'ouverture de la baie 3 …...... …...... MA1 B.P (contact N.O) de marche / arrêt du ventilo-vonvecteur n°1 …...... …...... MA2 B.P (contact N.O) de marche / arrêt du ventilo-vonvecteur n°2 …...... …...... MA3 B.P (contact N.O) de marche / arrêt du ventilo-vonvecteur n°3 …...... …...... MA4 B.P (contact N.O) de marche / arrêt du ventilo-vonvecteur n°4 …...... …...... CONS* Consigne stockée dans un mot interne de l’automate …...... …...... 3 Établir le schéma de câblage de la carte d’E/S sur laquelle sont connectés BV3 et MA1. IUT de Toulon Département GEII 4/44 Automatisme TD M2102 2.Pilotage des ventilo-convecteurs 1. Proposez un programme en langage LD permettant de gérer 4 bits mémoire "Auto1" à "Auto4" correspondant chacun à une autorisation de fonctionnement d'un ventilo-convecteur, en fonction des détecteurs d'ouverture des baies vitrées. 2. En utilisant les fonctions "mémoire RS" et "détection de front montant", complétez le programme précédent en ajoutant la gestion de 4 bits mémoire "Dmd1" à "Dmd4" correspondant chacun à une demande de marche d'un ventilo-convecteur, relative à l'appui sur le B.P correspondant ("MA1" à "MA4"). 3. Complétez le programme précédent en ajoutant le pilotage des sorties VC1 à VC4, à partir des bits mémoire "Auto1" à "Auto4" et "Dmd1" à "Dmd4". 4. En utilisant les blocs de temporisation appropriés, proposez une solution permettant de ne prendre en compte l'ouverture d'une baie que si celle-ci dure plus de 5s. 3. Régulation de température La sonde de température intérieure est utilisée pour piloter une résistance chauffante (RC1) en vue de réguler l’air sortant des ventilo-convecteurs. 1. Quel format est utilisé pour coder les températures mesurée par la carte 750-461 ? Quelle sera la valeur prise par la variable T_int pour une température mesurée de 25°C ? La régulation de température se fait via la sortie TOR RC1 pilotée selon le cycle d’hystérésis suivant (hystérésis +/-1°C): 2. Proposez un programme en langage ST répondant au fonctionnement demandé. 4.Chauffage d’appoint. Une source de chauffage d'appoint est enclenchée lorsque la température extérieure descend en-dessous de 3°C pendant au moins 1h. 3. Proposez un programme en langage CFC permettant de piloter la sortie RC1. 4. Établir le schéma de câblage de la carte d’E/S reliée aux résistance RC1 et RC2 (alimentées par le réseau 230V 50Hz). IUT de Toulon Département GEII 5/44 Automatisme TD M2102 ANNEXE 1 : Data sheets des cartes d'E/S IUT de Toulon Département GEII 6/44 Automatisme TD M2102 IUT de Toulon Département GEII 7/44 Automatisme TD M2102 TD2 Séquences Parallèles, Temporisations & Actions Conditionnelles 1.Centrale à béton. Deux sous-ensembles identiques composés d'un moteur, d'un réducteur et d'une vis d'Archimède permettent d'alimenter la bétonnière en sable et en ciment. (fig. 1) fig.1 : Synoptique de la bétonnière automatisée Une électrovanne commande l'arrivée d'eau. Un vérin permet le basculement de la bétonnière. Le dosage simultané des trois produits est réalisé en réglant les durées d'alimentation des actionneurs M1 (1mn), M2 (1mn45s) et EV (1mn30s). La bétonnière tourne pendant le dosage, puis tourne encore pendant 5s et tourne pendant le basculement, reste 12s en position basse pour laisser le temps au béton de s’écouler. Désignation Mnémonique Adresse CEI Départ Cycle Dcy %IX0.0 Mise en Rotation de la vis pour l'alimentation en sable M1 %QX0.0 Mise en Rotation de la vis pour l'alimentation en ciment M2 %QX0.1 Électrovanne d'eau EV %QX0.2 Bétonnière Rotation (mélange) Rot %QX0.3 Basculement pour le versement du béton Bascu %QX0.4 Retour en position horizontale Retour %QX0.5 Fin de course haut fch %IX0.1 Fin de course bas fcb %IX0.2 IUT de Toulon Département GEII 8/44 Automatisme TD M2102 1. Complétez le programme SFC ci-dessous afin qu’il décrive le cycle de production de béton présenté ci-dessus : 2. Complétez le chronogramme du document annexe correspondant à ce programme. 3. Proposer un grafcet linéaire (sans divergence ni convergence) utilisant des actions limitées dans le temps, ayant exactement le même fonctionnement que le grafcet précédent. 2.chaîne de remplissage de bidons d'huile. Nous allons baser notre étude sur une chaîne de remplissage de bidons d'huile comprenant deux postes de travail « poste de remplissage » et « poste de bouchage » (cf fig.2) La dépose et le retrait des bidons sur le tapis ne sont pas gérés par l'automatisme qui gère la chaîne de remplissage. Le fonctionnement est le suivant :  Le tapis avance d’un pas.  Les postes de remplissage et de bouchage travaillent simultanément :  Remplissage : Descente vérin B, ouverture vanne VAN pendant 3 secondes puis fermeture vanne et rentrée vérin B.  Bouchage : En position haute un bouchon se place, par gravité, dans la tête de vissage. Descente vérin A avec rotation de la tête de vissage, puis remontée du vérin sans vissage. IUT de Toulon Département GEII 9/44 Automatisme TD M2102 fig. 2 : synoptique de la chaîne "bouchage/remplissage" Variables d'entrées/sorties : Description Mnémonique Adresse CEI Rotation tapis. TAPIS %QX0.0 Détection rotation 1/4 de tour. Pas %IX0.0 Poste de bouchage : Vérin A double effet, Distributeur bistable. Descendre. Des_A %QX0.1 Remonter. Mon_A %QX0.2 Détection vérin A en bas. a1 %IX0.1 Détection vérin A en haut. a0 %IX0.2 Rotation tête de vissage VIS %QX0.3 Poste de remplissage : Vérin B simple effet, Distributeur monostable Descendre. Des_B %QX0.4 Le relâchement de B provoque la remontée Détection vérin B bas. b1 %IX0.3 Détection vérin B en haut. b0 %IX0.4 Ouverture vanne VAN %QX0.5 1. Établir le programme SFC de l'automatisme décrit ci-dessus. En fonction de la chaîne amont gérant l'arrivée des bidons, il se peut qu'il y ait absence de bidon sur certains « pas » du tapis. La présence ou non d'un bidon aux 2 postes est détectée par les capteurs suivants : Description Mnémonique Adresse CEI Présence Bidon au Poste de uploads/Industriel/ m2102-autom-fasc-td-2020-2.pdf