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Final SY45 Automne 2013 page 1/23 Département Energie Environnement FINAL AUTOM

Final SY45 Automne 2013 page 1/23 Département Energie Environnement FINAL AUTOMNE 2013 UV SY45 NOM : Prénom : Une lecture attentive et complète est conseillée avant de traiter les différentes parties. Tous les documents, énoncé compris, sont à rendre en fin d’épreuve. Les enseignants surveillants ne répondront à aucune question. Si vous pensez qu’une erreur ou qu’un malentendu s’est glissé dans le sujet, vous formulerez des hypothèses. Toute tentative de fraude entraînera une pénalité de points ou une note éliminatoire à l’UV. Toutes les réponses sont à apporter sur les documents fournis. TOTAL : / 40 points NOTE : /20 A-°QUESTIONS DE COURS. ( / 4 pts) A.1) Indiquer dans le tableau suivant le nom de la topologie de chaque réseau. ( / 1 pt) ___________ ___________ _________________ _________________ ___________ ___________ ___________ ___________ A.2) Quelle est la différence entre un HUB et un SWITCH ? ( / 0,5 pt) ___________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ A.3) A quoi servent les résistances de terminaison dans un bus de terrain ? ( / 0,5 pt) ___________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Final SY45 Automne 2013 page 2/23 A.4) Sur les 2 architectures de variateurs raccordés en réseau CANOPEN, indiquer à chaque endroit qui vous semble nécessaire l’état des résistances de terminaison pour que la communication puisse s’établir correctement. ( / 2 pts) B-° Synchronisation de GRAFCET. ( / 1,5 pts). Un magasin automatisé permet de stocker des boîtes selon un code d’entrée imposé par l’opérateur. On vous propose trois GRAFCET point de vue partie opérative permettant de décrire le cycle pour stocker une boite. Le préhenseur est la fourche qui permet de prendre la boîte 0 1 2 3 4 5 6 7 Préhenseur en position initiale et présence d'une boite et ordre de stockage Rentrer le préhenseur Préhenseur reculé Tâche: Monter le préhenseur Sortir le préhenseur Préhenseur sorti Descendre le préhenseur en petite vitesse Consigne boite posée atteinte Rentrer le préhenseur Préhenseur reculé Tâche: Descendre le préhenseur Sortir le préhenseur Préhenseur sorti GRAPHE DE TRANSFERT DES BOITES (G.T.B) ? ? Final SY45 Automne 2013 page 3/23 Monter le préhenseur en petite vitesse Consigne position haute atteinte 8 9 10 11 Monter le préhenseur en grande vitesse 12 Monter le préhenseur en petite vitesse ? Consigne passage en petite vitesse atteinte ? GRAPHE DE MONTEE DES BOITES (GMB) Descendre le préhenseur en petite vitesse Consigne position initiale atteinte 13 14 15 16 Descendre le préhenseur en grande vitesse Descendre le préhenseur en petite vitesse ? Consigne passage en petite vitesse atteinte ? GRAPHE DE DESCENTE DES BOITES (GDB) Consigne passage en grande vitesse atteinte Consigne passage en grande vitesse atteinte 17 B.1) Compléter les 6 réceptivités marquées d’un point d’interrogation sur les GRAFCETs donnés ci-dessus et page précédente afin de les synchroniser. ( / 1,5 pts) C-°Choix de capteurs. ( / 3 pts) Pour détecter le niveau d’eau dans une cuve, un système est équipé de 3 détecteurs de proximité. L’eau passe à travers un tube plastique donnant ainsi le niveau dans la cuve. Le détecteur « bas » et « milieu » sont équipés d’un contact NO et celui du niveau « haut » est câblé avec un contact NC. C.1) Choisir en justifiant la technologie du capteur de niveau (interrupteur de position, inductif, capacitif, photoélectrique…etc). ( / 1 pt) _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ C.2) Si vous avez le choix d’un branchement « 3fils » ou « 2fils » des détecteurs sur un automate, lequel choisiriez-vous ? Justifier votre réponse. ( / 1 pt) ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ _____________________________________________________________ Capteurs de niveau Tube plastique Final SY45 Automne 2013 page 4/23 C.3) A l’aide de la documentation technique ci-dessous et page suivante, et l’emplacement des capteurs sur le système, donner la référence des 3 détecteurs de niveau sachant qu’ils sont raccordés sur un automate à entrée logique 24 VDC. ( / 1 pt) _____________________________________________________________ Final SY45 Automne 2013 page 5/23 Final SY45 Automne 2013 page 6/23 D-°Stockage de boîtes pharmaceutiques. ( / 8 pts) L’étude suivante porte sur une ligne de rangement de boîtes pharmaceutiques. Cette dernière comprend un chariot actionné par un moteur à courant continu et quatre rangées de stockage, numérotées 0, 1, 2 et 3. L’opérateur charge une boîte sur le chariot, puis code la rangée où doit être stockée la boite (informations binaires d1 et d0), puis lance le cycle à l’aide du bouton poussoir dcy. Le chariot se déplace alors à gauche (par l’enclenchement du contacteur KM1). Il s’arrête devant la rangée de stockage codée précédemment. La boîte est alors poussée par le vérin A (vérin double effet associé à un distributeur monostable dont le pilote électrique permettant la sortie est 1YV12). Après le retour de la tige du vérin A, le chariot se déplace à droite (par l’enclenchement du contacteur KM2) jusqu’à la position initiale, détectée par Fcd. Les positions extrêmes du vérin A sont détectées par 2 ILS a0 et a1, installés sur le corps du vérin. Un détecteur du type fin de course à galet Fcd permet de détecter le chariot en position initiale (extrême droite). Les positions en face de chaque rangée de stockage sont détectées par un détecteur inductif Fcr installé sur le chariot. Ce détecteur est actif à chaque passage devant une rangée de stockage. La codification retenue sur d1 et d0 est le code binaire nature, comme le montre le tableau ci-dessus. D.1) Réaliser page suivante le GRAFCET d’un point de vue partie commande du fonctionnement du système automatisé. ( / 5 pt) 3 2 1 0 Rangées de stockage A a0 a1 KM1 KM2 Fcr Fcd d1 d0 Rangée 0 0 0 0 1 1 1 0 2 1 1 3 Final SY45 Automne 2013 page 7/23 Final SY45 Automne 2013 page 8/23 E-°Traitement de surfaces. ( / 23,5 pts) DEGRAISSAGE RINCAGE M1 Moteur asynchrone triphasé avec frein à manque de courant de levage du panier M2 Déplacement horizontal du chariot Poste de chargement S11 S12 S10 S7 S6 Les informations de position au dessus des différents bacs et du poste de déchargement seront données par le codeur dont la technologie reste à définir. Poste de déchargement S13 ZINGUAGE Cycle de fonctionnement DEGRAISSAGE RINCAGE ZINGAGE Poste de déchargement Poste de chargement S30 Codeur de position Vis sans fin Réducteur Final SY45 Automne 2013 page 9/23 Le système de traitement de surface permet de réaliser un zingage électrolytique de pièces en acier afin de les protéger contre la corrosion. • L'électrolyse permet d'obtenir un dépôt métallique sur la pièce lorsque celle-ci est plongée dans le bain d'un acide spécifique. • Avant le revêtement électrolytique, il est impératif de préparer l'état de surface des pièces, afin d'obtenir une parfaite adhérence du dépôt. Certains bains nécessitent d'être chauffés en température pour assurer une efficacité optimum du traitement. Ce système automatisé est piloté par un API S7-300 de chez Siemens qui gère : • Le déplacement et le positionnement du panier contenant les pièces dans les divers bains. • Le contrôle des niveaux et du chauffage des bains. Les moteurs asynchrones triphasés pour le levage et pour la translation, entraînent respectivement par l'intermédiaire de réducteurs de vitesse, le panier et le chariot. • Mouvement vertical (panier) : réducteur à vis sans fin de rendement 55% et de rapport de réduction K=1/60 • Mouvement horizontal (chariot) : réducteur à vis sans fin de rendement 55% et de rapport de réduction K = 1/60 En ce qui concerne les capteurs de position "fin de course", ils doivent assurer la sécurité des déplacements. En effet, les parties en mouvement ne doivent pas dépasser les positions extrêmes sous peine de détériorer les moteurs ou les transmissions. Ces capteurs de sécurité doivent agir directement au niveau de l'alimentation des préactionneurs. Mouvement horizontal du chariot: • Le mouvement horizontal du chariot est assuré par un moteur asynchrone triphasé 2 sens de rotation en démarrage direct. • Le contrôle de la position du chariot est assuré par un codeur de position dont la technologie reste à définir. • Les courses extrêmes du chariot sont détectées par des interrupteurs de position de type fin de course: (gauche et droite) Mouvement vertical du panier: • Le mouvement vertical du panier est assuré par un moteur asynchrone triphasé 2 sens de rotation en démarrage direct (alimentation du frein effectuée aux bornes des enroulements dans la plaque à bornes). • Sur ce dispositif, la détection des positions hautes et basses est réalisée par des interrupteurs de position de type fin de course haut et bas. Chauffage des bains: • Le contrôle des bains de dégraissage et de zingage est effectué par deux capteurs de température S10 et S30. Le chauffage de chaque bain est assuré par une résistance de 1,5KW, commandé pour chaque par un contacteur. Final SY45 Automne 2013 page 10/23 1/ Solution avec codeur incrémental ( / 5 pts) Cahier des charges : - précision souhaitée : 0,05 mm sur le positionnement. - dans le cas du codeur incrémental, le capteur S6 sera le top 0. - on utilisera une unité de traitement qui comptera sur les fronts montant uploads/Litterature/ departement-energie-environnement-uv-sy45-nom-prenom.pdf