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Réalisation d’un système de tri des pièces avec l’automate programmable siemens

Réalisation d’un système de tri des pièces avec l’automate programmable siemens Réalisé par : HAYAT ZAHIA SAKHORI SALMA Encadré par : M. SAIH Mohamed M.BOUZIANE Page | 2 Remerciements Au terme de ce travail nous tenons à exprimer notre gratitude et nos remerciements pour toutes les personnes qui ont contribué à sa réalisation. Nous tenons tout d’abord à remercier M.SAIH Mohamed et M.BOUZIANE, nos encadrant pour son aide, ses conseils et sa disponibilité dans ce projet. Nous nous remercions également M.chaji, responsable de département Génie Electrique à La faculté des sciences et techniques de Béni Mellal. Nous présentons aussi nos sincères remerciements à tous nos enseignants de la FST. Page | 3 Table des matières Remerciements ..................................................................... 2 Introduction ................................ Error! Bookmark not defined. Chapitre I. Cahier des charges ............................................... 4 I. Présentation ......................................................................................... 4 II. Travail demandé ............................................................................ 5 Chapitre II: État de l'art ......................................................... 6 I. Description des matériels utilisés : ...................................................... 6 1. Deux Moteur pas à pas : ................................................................................................... 6 2. Le convoyeur : .................................................................................................................. 8 3. Les vérins électriques 12V :............................................................................................. 10 4. Généralités sur Les capteurs : .................................................................................... 11 II. Le logiciel STEP 7 : ........................................................................ 15 1. définition :....................................................................................................................... 15 2. Etapes de travail : ............................................................................................................ 15 III. Le logiciel WINCC: ........................................................................ 18 1. Définition de la supervision : ...................................................................................... 18 2. Définition de WINCC: ...................................................................................................... 18 3. Les étapes de création un projet WinCC : ........................................................................ 18 II. Elaboration du Grafcet de cahier des charges : .......................... 22 1. Programmation sur STEP7 : .............................................................................................. 23 2. La simulation du programme : ................................................................................... 28 1. Création des vues ...................................................................................................... 34 1. Déclaration de variable .......................................................................................... 36 2. Les liaisons ................................................................................................................. 37 3. Simulation .................................................................. 37 1. Création de vue ............................................................................................................... 38 2. Déclaration des variables associés au STEP 7 :......................................................... 40 ................................................................................................................................................ 42 Conclusion ........................................................................... 44 Introduction Page | 4 Face au nombre toujours croissant de pièces à traiter, à la diversité des formats, à la multiplicité des Pièces similaires (dimensions, couleurs, perçage) et à la recherche constante de productivité, les organisations souhaitent se doter de solutions intelligentes, économiques et rapides. . Le tri automatique est une opération qui s’inscrit dans ce contexte. Sa spécificité est qu’il est fortement dépendant de la nature des objets à trier. L’objectif de l’automatisation des systèmes est de produire, en ayant recours le moins possible à l’homme, des produits de qualité et ce pour un coût le plus faible possible. Un système automatisé est un ensemble d’éléments en interaction, et organisés dans un but précis : agir sur une matière d’œuvre afin de lui donner une valeur ajoutée. En effet le but de notre projet est d’automatiser un système qui permet de trier les pièces et les assembler selon la matière (métal ou plastique) et l'épaisseur à base d'automate Siemens SIMANTIC S7-300. Dans ce rapport, nous présenterons progressivement le projet en commençant par le cahier de charge du système, d’une étude théorique dont étude du projet et description du système. Puis une étude pratique avec supervision dans le logiciel STEP7, toutes ces étapes seront effectuées pour commander et superviser notre système. Chapitre I. Cahier des charges I. Présentation On souhaite développer un système de tri des pièces. L’objectif principal de ce projet est de faire la conception et la réalisation de la commande et de la supervision d’un système de tri des pièces qui sera programmé par l’automate programmable siemens. Page | 5 Il s’agit de trier les pièces selon leur taille. L’idée est de rassemblé toute les pièces ayant la même taille. Le Processus de fonctionnement s’articule sur les étapes suivantes : 1. Le dis-penseur lance une pièce et le convoyeur doit tourner. 2. La pièce se déplace par le billet du convoyeur jusqu’à sa détection par le 1er capteur de présence. 3. Si la pièce est détectée par un seul capteur de présence donc la pièce a une petite taille donc elle va aller vers le chemin G par exemple. 4. Si la pièce est détectée par le premier capteur et le deuxième capteur de présence donc la pièce à une moyenne taille donc le vérin 1 va sortir pour déplacer la pièce vers le chemin B. 5. Si la pièce est détectée par le premier capteur et le deuxième capteur et le troisième capteur de présence donc la pièce à une grande taille donc le vérin 2 va sortir pour déplacer la pièce vers le chemin E. II. Travail demandé En se basant sur le cahier des charges, il est demandé d’identifier et chercher en premier temps le matériel nécessaires pour la conception et la réalisation (les vérins les moteurs..). Ensuite, faire la conception afin de pouvoir satisfaire au fonctionnement attendu. Page | 6 L’étape qui suit, sera consacrée sur la description de fonctionnement du système par le language ladder en suite faire la simulation sur STEP 7.apres l’étape de simulation du programme on doit faire la supervision du système sur WINCC. L’étape finale, consiste à synthétiser votre système et l’implémenter sur Automate (SIMATIC S7-300) à l’aide de l’outil STEP 7. Afin de permettre de démontrer le fonctionnement du système, il est exigé de connecter les différents périphériques nécessaires pour la communication entre le système et l’automate :  Les deux vérins.  Les moteurs du convoyeur.  Les capteurs Les différentes démonstrations seront demandées dans chaque étape : 1.La simulation sur STEP 7 et la supervision sur WINCC. 2.L’implémentation sur automate. Chapitre II: État de l'art Ce chapitre est une (présentation des différents outils utilisés durant notre projet (Automate (SIMATIC S7-300), le matériel nécessaires pour la conception et la réalisation (les vérins, les moteurs..) et l’outil de simulation STEP 7 et l’outil de supervision WINCC. I. Description des matériels utilisés : 1. Deux Moteur pas à pas : Le moteur pas à pas est un moteur qui tourne en fonction des impulsions électriques reçues dans ses bobinages. L'angle de rotation minimal entre deux modifications des impulsions électriques s'appelle un pas. On caractérise un moteur par le nombre de pas par tour (c'est à dire pour 360°). Les valeurs courantes sont 48, 100 ou 200 pas par tour. Page | 7 Figure 1:moteurs pas à pas Un moteur pas à pas est un actionneur qui transforme une information numérique sous forme de train d’impulsions en un nombre équivalent de pas angulaire de caractère incrémental. Principe:  Schématisation: Le moteur pas à pas peut être schématisé de la façon suivante:  Le rotor est constitué par un aimant permanent.  Le stator est constitué de deux électro-aimants dont on peut inverser le sens du champ. Différents types de moteurs pas à pas : Il existe trois types :  moteurs à aimant permanent :  C’est le modèle dont le fonctionnement est le plus simple. Le rotor est constitué d’un aimant permanent, et le stator comporte deux paires de bobines. En agissant sur les bobines alimentées, et le sens des courants, on fait varier le champ créé par le stator. A chaque pas, la direction du champ induit par le stator tourne de 90°. L’aimant permanent suit le déplacement du champ magnétique créé par les bobines et s’oriente selon une de ses quatre positions stables. Comme le rotor est aimanté, lorsque le moteur n’est pas alimenté le flux magnétique du à l’aimant permanent crée un couple résiduel en se plaçant dans l’axe de l’une des bobines. Pour augmenter le nombre de positions stables et donc de pas du moteur à aimant permanent, on peut alimenter successivement une puis deux paires de bobines : c'est le mode "demi-pas". A chaque pas, la direction du champ induit par le stator tourne de 45°. Dans ce mode, le couple est différent pour les pas pairs et impairs. Les moteurs Page | 8 pas à pas à aimant permanent ont un couple moteur important, mais un nombre de pas par tour faible, et une fréquence de rotation maximale faible. La commande de ces moteurs pas à pas nécessite de contrôler le sens du courant dans chaque bobine.  moteurs à réluctance variable : Le rotor est en fer doux et comporte un nombre de pôles différent du stator. Le rotor se déplace pour que le flux le traversant soit maximum. Ces moteurs n'ont pas de couple de maintien si aucune bobine n'est alimentée.  moteurs hybrides : Le rotor est constitué par deux pièces en fer doux ayant chacune n pôles séparées par un aimant permanent magnétisé dans le sens de l'axe du rotor. Le nombre m de pôles du stator est différent de celui du rotor. Le rotor se déplace pour que le flux qui le traverse soit maximum. En mode pas entier, les bobines sont alimentées paire par paire alternativement avec inversion à chaque pas. Il est nécessaire d'avoir un rotor polarisé pour imposer le sens de rotation à chaque commutation. Pour le modèle présenté, (stator avec deux paires de bobines et rotor à deux fois trois pôles) à chaque pas, la direction du champ induit par le stator tourne de 90° en mode "pas entier" et uploads/Ingenierie_Lourd/ pfe-final.pdf