STS Electrotechnique, Lycée de L’Essouriau SEANCE d’ESSAIS de SYSTEMES – Thème n°1 CENTRE d’ INTERÊT : mise en service FAMILLE de SYSTEMES : contrôle de mouvement SYSTEME (photo) : PROBLEMATIQUE : Dans les domaines du stockage de marchandises et de la logistique, de nombreux systèmes automatisés (magasins automatiques, trans-stockeurs) ont pour fonction de positionner en un minimum de temps dans l’espace une charge donnée. Le sous-système didactisé étudié ici permet d’aborder les principaux aspects techniques relatifs au contrôle de ces mouvements. L’étude consiste à : découvrir les constituants du sous système AXE Z mettre en service le sous-système CONDITIONS de DEROULEMENT de l’ESSAI : Phases de l’essai 1_découverte (2h) Objectifs Activités Définir l’ensemble des éléments constituant les découverte, identification, analyse parties opérative et commande configuration, réglage, mesures 2_mise en service exploiter les schémas électriques mettre en service le dispositif en modes manuel et (2h45) automatique relever quelques grandeurs cinématiques 3_synthèse (1h15’) établir les relations cinématiques entre les analyse constituants mécaniques RESSOURCES DOCUMENTAIRES : Dossier axe X_Z de GTI Système / diaporama de présentation de la machine à courant continu « mcc1 » / notice d’instruction et d’utilisation de l’oscilloscope Scopix ou Tektronics TDS 3014 (bi-voies) RESSOURCES LOGICIELLES : Logiciel d’acquisition et de traitement du signal de l’oscilloscope utilisé RESSOURCES MATERIELLES : Sous-système axe Z, casque audio RESSOURCES MATERIELLES pour les MESURES : Oscilloscope Scopix ou Tektronics TDS 3014 / un chronomètre / PC CONSIGNES DE SéCURITé : Les IPS ainsi que les instructions spécifiques de sécurité notifiées par les professeurs doivent être respectées à la lettre. Tout manquement à ces instructions de sécurité sera immédiatement sanctionné. Mr AUBERT TP_thm1_axeXZ_MES.doc Durée : 4h Page 1 / 8 Ce sous-système, représentatif d’un système de trans-stockage, est un véritable banc d’expérimentation permettant des études comparatives de différentes motorisations en reproduisant leurs principales utilisations dans le domaine de la force motrice : levage, translation, variation de la charge utile, deux sens de marche, commande de type échelon ou rampe, accélération, décélération..... La partie opérative est composée d’un seul axe pouvant prendre deux positions : horizontale (axe X) et verticale (axe Z) pour l’analyse des deux applications distinctes : translation ou levage. Trois types de motorisation, montables et interchangeables sur la partie opérative de base (axe), sont disponibles avec leurs commandes associées : - motorisation courant continu avec un variateur qui valorise particulièrement le relevé couple-vitesse dans les quatre quadrants, - motorisation asynchrone avec son variateur permettant d'appliquer différentes lois de commande : U/f, contrôle vectoriel de flux en boucle ouverte, contrôle vectoriel de flux en boucle fermée par un codeur incrémental. - motorisation brushless. Sur ces trois motorisations, deux types de commande sont possibles : manuelle : permet la conduite de l’axe en fonctionnement semi-automatique suivant un cycle pendulaire réglable et défini avec une rampe d’accélération, un palier, et une rampe de décélération. automatique : permet, à partir d’un API ou de tout autre système programmable faisant fonction de calculateur, de générer les différentes lois de vitesse, sinus, exponentielles, paliers... Un codeur incrémental 2 voies, monté en standard sur la PO, permet d’étudier spécifiquement la variation/régulation de vitesse et l’asservissement de position. 1. Découverte des constituants de l’axe Z 1.1 Indiquer la procédure à respecter pour faire le travail cidessous en sécurité. 1.2 Identifier la motorisation disponible sur le système. Précisez les options installées. 1.3 Identifier (nom et fonction) sur la photo ci-contre de chacun des éléments repérés par un numéro. 1.4 Identifier (nom et fonction) sur la photo ci-dessous de chacun des éléments du moteur repérés par un numéro. Le moteur : 1.5 Donner, en vous aidant du diaporama « mcc1 »: - le schéma électrique équivalent de ce moteur à courant continu, - l'expression de sa vitesse moyenne en fonction de la tension d’alimentation moyenne de l’induit U, - la relation entre Cem, I, Ω et E, - l'expression du couple sur l’arbre en fonction de Kt et de I (Kt=kΦe). Mr AUBERT TP_thm1_axeXZ_MES.doc Durée : 4h Page 2 / 8 1.6 Identifier sur la photo ci-contre chacun des éléments de l’armoire électrique de commande et de gestion de l’énergie électrique repérés par un numéro. L'armoire : 1.7 Rédiger un tableau récapitulatif des différents actionneurs, préactionneurs et capteurs implantés sur le système et indiquer leurs fonctions respectives dans ce système. Pour les capteurs, précisez la grandeur physique mesurée et la nature de l’information délivrée. Le détecteur de proximité n’est pas représenté sur les schémas (sauf sur bornier folio4 SUB25), aucune référence disponible. 2. Mise en service du sous-système 2.1 A partir de l’analyse des schémas électriques fournis : - décrire la procédure de mise en énergie pour un fonctionnement en mode manuel, préciser et en repérer clairement les organes de commande à exploiter (schémas électriques donnés en annexes). Valider votre proposition auprès du professeur. - représenter alors cette procédure sous la forme d’une équation logique 2.2 Lister les contraintes et précautions préalables à la mise en route du système. On s’intéressera tout particulièrement à : - la position du chariot lors de la mise sous tension par rapport aux plages de fonctionnement « normale » et « sur-course », - la condition de mise en défaut du système lorsque l’interrupteur de verrouillage du frein à manque de tension est sur la position « 1 », - la position du potentiomètre de consigne de vitesse, - la procédure à suivre après une mise en défaut du système (dépassement des butées limites de déplacement). - ainsi qu’au rôle du BP de remise à zéro (ràz) Remarques : - le disjoncteur magnétothermique placé en tête de l’installation est susceptible de déclencher à la mise sous tension à cause du courant d’appel du transformateur placé en aval. Il faut le réarmer et renouveler la mise en marche, interrupteur frein sur « verrouillage 0 » = frein à manque de tension non alimenté : freine interrupteur frein sur « verrouillage 1 » = frein à manque de tension alimenté : ne freine pas il faut maintenir l’appui sur le BP « marche » environ 1s pour laisser au variateur le temps de fermer son contact de validation. 2.3 En présence du professeur, mettre en énergie puis en service (mode manuel) le système. 2.4 Effectuer différents réglages (consigne de vitesse, d’accélération (pente de la rampe du profil trapézoïdal de vitesse)) et observer leur influence sur le déplacement. 2.5 Indiquer ce qu’il se passe dans l’armoire électrique à chaque changement de sens du chariot. Identifier les éléments en question sur le schéma électrique et justifier leur rôle. 2.6 Relever (pas d’impression d’oscillogramme), à l’aide de l’oscilloscope et en mode de déclenchement normal, l’évolution de la vitesse du chariot et du couple en fonction du temps. Quelle est la valeur moyenne de cette vitesse ? Expliquer les variations du couple. Mr AUBERT TP_thm1_axeXZ_MES.doc Durée : 4h Page 3 / 8 ANNEXES Mr AUBERT TP_thm1_axeXZ_MES.doc Durée : 4h Page 4 / 8 Mr AUBERT TP_thm1_axeXZ_MES.doc Durée : 4h Page 5 / 8 Mr AUBERT TP_thm1_axeXZ_MES.doc Durée : 4h Page 6 / 8 Mr AUBERT TP_thm1_axeXZ_MES.doc Durée : 4h Page 7 / 8 THEME 1 – Mise en service Etudiant : Remarques EVALUATION FICHE DE FORMALISATION date : Préparation Travail en séance Autonomie Pertinence, exploitation TOTAL : 0-1-2-3-4-5 0-1-2-3-4-5 0-1-2-3-4-5 0-1-2-3-4-5 /20 Précaution de mise en service et d’arrêt du système Mesureurs et sondes (indiquer pour chacun : nom, rôle, nature de la sortie, mise à l’échelle) Synoptique de l’axe Caractéristiques principales Moteur : Réducteur : Dynamo : MCC composition Mr AUBERT TP_thm1_axeXZ_MES.doc formules importantes et Durée : 4h Page 8 / 8