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REPUBLIQUE TUNISIENNE Ministère de l’enseignement Supérieur de la Recherche Sci

REPUBLIQUE TUNISIENNE Ministère de l’enseignement Supérieur de la Recherche Scientifique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Kasserine Présenté En vue de l’obtention du diplôme de Master professionnel Spécialité : Master en Co-construit en ingénierie des processus d’exploitation Marbrière RÉALISÉ PAR : MAAMRI FAKHER Année universitaire : 2021- 2022 K A S S E R I N E ENCADRÉ PAR : HAGGUI MONDHER ÉTUDE ET CONCEPTION D’UN RENVERSEUR DE BLOC DE MARBRE 1 2 Problématique l’utilisation des anciens systèmes et technologies qui rend un seul service dans le traitement des blocs de marbre affecté négativement sur le rendement et les profits des industries marbrière. 3 Objectif Objectif 1 Réduire le nombre des opérateurs, le temps de travail et les couts Objectif 2 augmenter la quantité et la qualité de production Objectif 3 intégrer des options pour assurer multifonctions 4 I II III IV V Etude Bibliographique Etude de la partie Mécanique Etude de la partie Commande Analyse Fonctionnelle Supervision HMI 5 Chap I : Etude Bibliographique Définition Les renverseurs retourneurs sont destinées à modifier le positionnement des blocs de marbre ils permettent le retournement sans effort, de blocs de toutes dimensions et poids. Ils peut aussi être utilisés comme postes de travail puisqu'ils est gérés avec un niveau de sécurité élevé. 6 Chap I : Etude Bibliographique Les différents types Renverseur Retourneur de bloc de marbre Retourneur de charges 180 ° - 1 à 15 Tonnes SEREMA Retourneur basculeur pneumatique à 180° - 150 Kg RETOURNEUR BASCULEUR 90° - 15 Tonnes BASCULEUR RETOURNEUR 90 ° ECO 150kg à 4T 7 Chap II : Analyse Fonctionnelle A qui ? Sur quoi ? Les blocs de marbre Utilisateur Dans quel but ? Assurer des services dans l’industrie marbrière Renverseur Retourneur des blocs de marbre Diagramme bête à corne 8 Chap II : Analyse Fonctionnelle Renverser et Retourner les blocs de marbre A-0 Bruit + Informations Renverseur Retourneur de bloc de marbre Énergie électrique Bloc de marbre stocké Bloc de marbre traité Réglage Opérateur Programme Énergie hydraulique Analyse fonctionnelle externe (Actigramme A-0) 9 Chap II : Analyse Fonctionnelle Analyse fonctionnelle interne (Actigramme A0) 10 Chap II : Analyse Fonctionnelle Diagramme de pieuvre FP1 : Permettre l’utilisateur de renverser et retourner les blocs de marbre. FC1 : Respecter les normes de sécurité. FC2 : Être stable. FC3 : Être décomposable. FC4 : S’adapter à l’énergie électrique /pneumatique. FC5 : Être peu couteux. FC6 : piloter le système. 11 Chap II : Analyse Fonctionnelle FP1 : Permettre l’utilisateur de renverser et de retourner les blocs de marbre FT2 : Retourner les blocs de marbre pour le traitement FT4 : Transporter les blocs de marbre entre les unités FT3 : Renverser les blocs de marbre pour le traitement FT21 : Transformer l’W.E en W.M FT41 : Générer le mouvement pour déplacer les blocs FT31 : Alimenter les pinces d’accrochage FT33 : Lever les plateaux qui portent les blocs de marbre Motoréducteur Moteur électrique Vérin hydraulique Vérin hydraulique Diagramme FAST 12 Chap III : Etude de la partie Mécanique Présentation de sous systèmes système d’identification de caractéristiques de blocs Système de retournement des blocs système d’accrochage des blocs 13 Chap III : Etude de la partie Mécanique système de renversement des blocs système de transportation des blocs structure métallique ou bâti 14 Chap III : Etude de la partie Mécanique Calcul et dimensionnement mécanique . min / 28 . 36 2 60 8 . 3 2 60 tours N           Kw P 37 . 0 9550 28 . 36 100    Nm C 39 . 97 28 . 36 37 . 0 9550    Les caractéristique de motoréducteur : P = 0.37 KW N = 36 tr/min m = 10 Kg M = 99 Nm Choix de motoréducteur 15 Chap III : Etude de la partie Mécanique Etude de résistance d’axe de plateau intermédiaire Condition de résistance : || Ϭmaxi || ˂ Rpe Alors, 104.91 N/mm2 ˂ 133.33 N/mm2 donc l’axe de plateau intermédiaire résiste bien à la flexion en toute sécurité. On a utilisé le logiciel solidWorks pour faire une simulation et on a obtenu les résultats suivants:  La contrainte maximale est égale à 1,626e+08N/m^2.  Le déplacement maximal est égal à 6,641e+01mm.  La déformation maximale est égale à 3,693e-04. Donc on conclu que la plaque supérieur du plateau tournant est résiste bien en toute sécurité. Etude de résistance de plaque supérieure 16 Chap III : Etude de la partie Mécanique Données : m = 130Kg; course = 500mm; V = 0.05m/s; g = 10m/s2 ; Ft = 148 daN ; L = 1000 mm Résultats : Ø tige = 18 mm. Ø alésage = 32 mm. Choix de vérin hydraulique bars D F P t 18 ) 2 . 3 ( 148 4 4 2 2          bars P P P 21 15 . 0 18 18 15 . 0        min / 23 . 7 15 . 0 04 . 8 6 15 . 0 6 l S Q f        min / 95 . 4 15 . 0 5 . 5 6 15 . 0 6 l S Q a        Débit entrant coté fond : Débit sortant coté fond : 17 Chap IV : Etude de la partie Commande Analyse fonctionnelle de la partie commande 18 Chap IV : Etude de la partie Commande On a établit deux GRAFCET l’une GRAFCET point de vue système et l’autre GRAFCET point de vue commande pour le but de représenter le fonctionnement de notre automatisme. Puis on a préparé le programme à travers :  l’identification des équations.  l’affectation des entrées sorties.  le choix de l’éditeur d’implantation. Traduction des équations en langage contacte. GRAFCET 19 Chap IV : Etude de la partie Commande Choix de l’automate et implantation de programme On a choisir l’automate siemens S7-1500, La CPU 1516-3 PN/DP est la CPU dotée d'une mémoire de programme et de données de grande taille . Choix de l’automate Caractéristiques de l’automate Unité centrale avec mémoire vive : 1Mo pour programme et 5 Mo pour données. 1ère interface : PROFINET IRT avec commutateur à 2 port. 2ème interface : ETHERNET. 3ème interface : PROFIBUS, 10NS performance sur bit. 20 Chap IV : Etude de la partie Commande Implantation de programme D’abord on a crée un projet sur le TIA Portal et on a choisit la référence de l’automate avec laquelle on va travaillé. En suite on a déclaré le tableau des variables API qu’on va les utilisé dans le programme. En fin on a écrit le programme avec le langage contacte ou langage ladder avant l’exécuter dans l’automate. 21 Chap V : Supervision HMI Interface Homme Machine C’est une interface numérique qui assure la communication entre l’opérateur (homme) et la machine. Elle permet de contrôler virtuellement un prototype virtuel. Pour faire la conception de cette interface on a utilisé un logiciel intégrer dans le logiciel TIA Portal qui s’appel Win CC Flexible. Préparation de Win CC Flexible Win CC flexible est un logiciel IHM qui permet la réalisation des concepts d'automatisation évolutifs. Le logiciel est composé par deux éléments : • Win CC flexible Engineering System. • Win CC flexible Runtime. 22 Chap V : Supervision HMI Win CC Flexible Engineering System Win CC flexible Engineering System est un système d'ingénierie qui permet la configuration des pupitres opérateurs de la gamme SIMATIC HMI. Win CC Flexible Runtime Win CC flexible Runtime permet l’exécution et la visualisation du projet en mode de procès. Il permet à l'opérateur le contrôle et la commande du procès. 23 Chap V : Supervision HMI Conception de l’Interface Homme Machine Fenêtre principale Fenêtre d’’alarme Fenêtre de simulation 24 Chap V : Supervision HMI programme simulation Les boutons de commande Home Alarme Réglage Paramètre Programme Simulation Arrêt 25 Conclusion  On a connu des différents types de Renverseur Retourneur.  On a choisi les bonnes solutions.  On a fait une étude mécanique des solutions choisi.  On a fait une étude de la partie commande.  On a clôturé par la supervision HMI. Au final on a pu atteindre les objectifs qu’on m’était fixer au début de la présentation. 26 Perspective Modifier la source d’alimentation d’énergie : Utiliser une source d’alimentation d’énergie renouvelable (source photovoltaïque, …). Ajouter d’autres systèmes dans le but d’assurer des services selon le besoin des industrielles dans le domaine marbrière. Modifier la structure de la machine pour adapter aux autres modifications. 27 MERCI POUR VOTRE ATTENTION uploads/Management/ presentation-fakher.pdf