Rapport final de thème réalisé par les étudiants
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Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Rapport de thème Gerbeur Soufiani Anthoumani Marcadet Fabien Mauny Dominique Daubian Johan Projet de l’année 2006-2007 L’empileur de yaourt 1 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Sommaire Introduction ............................................................................................................................................. 4 Remerciements......................................................................................................................................... 5 I. Présentation du Lycée Jean Dupuy............................................................................................... 6 1. Historique :............................................................................................................................................... 7 2. Présentation générale : ............................................................................................................................ 7 3. Organigrammes : ..................................................................................................................................... 8 a. Les filières d’études générales et technologiques au lycée Jean Dupuy....................................................................8 b. Les filières d’études professionnelles au lycée Jean Dupuy ......................................................................................9 II. Présentation du système............................................................................................................... 10 1. Présentation générale du système supportant le projet : ................................................................... 11 2. Analyse de l’existant :............................................................................................................................ 11 3. Principe de fonctionnement : ................................................................................................................ 12 5. Expression du besoin :........................................................................................................................... 12 6. Synoptique du système actuel ............................................................................................................... 13 7. Analyse fonctionnelle A0....................................................................................................................... 14 8. Synoptique du système désiré ............................................................................................................... 15 III. PRESENTATION PARTIE OPERATIVE ................................................................................. 16 1. Sous système gerbeur ............................................................................................................................ 17 a. Présentation .............................................................................................................................................................17 b. Description moteur ..................................................................................................................................................18 c. Mode de fonctionnement des détecteurs de proximité inductifs...............................................................................19 2. Sous système tapis.................................................................................................................................. 21 a. Présentation .............................................................................................................................................................21 b. Description moteur ..................................................................................................................................................22 IV. PRESENTATION PARTIE COMMANDE ................................................................................ 23 1. Automate TSX 17-20 ............................................................................................................................. 24 2. La sécurité .............................................................................................................................................. 24 3. Protections .............................................................................................................................................. 25 V. Cahier des charges ....................................................................................................................... 26 1. Généralités.............................................................................................................................................. 26 2. Commande.............................................................................................................................................. 26 3. Protections et nécessité électriques....................................................................................................... 26 4. Travail demandé .................................................................................................................................... 26 VI. COUT ESTIMATIF DES MATERIAUX ................................................................................... 30 L’empileur de yaourt 2 Rapport de thème BTS Electrotechnique VII. PLANNING ............................................................................................................................... 31 VIII. 1. PARTIES PERSONNELLES ............................................................................................... 32 Choix de l’automate et de sa configuration (DAUBIAN Johan) ....................................................... 33 a) b) c) d) 2. Année 2006-2007 Modes de marches : .................................................................................................................................................33 Choix de l’automate.................................................................................................................................................34 Description de l’automate........................................................................................................................................36 Choix des cartes d’entrées et de sorties TOR ..........................................................................................................37 Programmation de l’automate.............................................................................................................. 38 a) b) c) d) e) f) Elaboration du GEMMA..........................................................................................................................................38 GEMMA ...................................................................................................................................................................39 Conception du programme ......................................................................................................................................40 Présentation du logiciel PL7 PRO...........................................................................................................................42 Configuration du logiciel.........................................................................................................................................42 Programmation........................................................................................................................................................44 1) Choix des capteurs manquants (MAUNY Dominique) .......................................................................... 49 a) Critères de choix d’un capteur : ..............................................................................................................................50 b) Choix du capteur présence boite au niveau du bloqueur déchargement : ...............................................................50 c) Choix du capteur fin de course déchargement : ......................................................................................................52 2) Le Terminal de dialogue :.......................................................................................................................... 53 a) Critères de choix :....................................................................................................................................................53 b) Choix du terminal de dialogue : ..............................................................................................................................53 c) Principe de fonctionnement : ...................................................................................................................................54 d) Programmation de la console de dialogue : ............................................................................................................56 e) Arborescence des pages :.........................................................................................................................................61 3. Pupitre de commande : ......................................................................................................................... 63 4. Schémas électriques de puissance......................................................................................................... 64 5. Schéma de Commande .......................................................................................................................... 64 1. Choix de l’appareillage électrique de commande (MARCADET Fabien) ....................................... 65 a) Choix du transformateur 400V/48V~ (T2) .............................................................................................................66 b) Choix du transformateur 400V/230V~.....................................................................................................................68 c) Choix du l’alimentation 400V/24V= (AL1)............................................................................................................71 2. Choix de l’appareillage électrique de puissance ................................................................................. 74 a) Commande et protection du moteur du tapis. ..........................................................................................................74 b) Commande et protection du moteur du gerbeur. .....................................................................................................78 c) Choix du contacteur de mise sous tension. (KM5)...................................................................................................80 3. Réalisation du programme.................................................................................................................... 82 1. Sécurité sur le gerbeur (SOUFIANI Anthoumani)............................................................................. 87 2. Implantation de l’armoire..................................................................................................................... 92 3. Le schéma pneumatique........................................................................................................................ 97 Conclusion ............................................................................................................................................. 99 L’empileur de yaourt 3 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Introduction Afin de compléter notre formation au BTS Electrotechnique, nous avons en deuxième année à réaliser un projet qui a pour but de nous faire mettre en œuvre toutes les connaissances acquises lors de notre formation. Nous sommes quatre élèves sur ce thème, qui consiste à reconcevoir et à réhabiliter une armoire de puissance et un pupitre de commande ainsi qu’à prévoir l’installation des sécurités pour le système de l’empileur de yaourt. L’empileur de yaourt 4 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Remerciements Nous tenons à remercier le lycée Jean Dupuy de Tarbes pour nous avoir confié ce thème durant notre deuxième année de BTS. Nous remercions aussi les professeurs d’électrotechnique, Mr. Porteres, Mr. Sikula pour leur aide précieuse et leur soutien qu’ils nous ont apporté tout au long de l’année scolaire pour l’élaboration de notre projet. L’empileur de yaourt 5 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 I. Présentation du Lycée Jean Dupuy L’empileur de yaourt 6 Rapport de thème BTS Electrotechnique 1. Année 2006-2007 Historique : - 1925 : Première promotion de l’école nationale professionnelle - 1946 : Les élèves de l’E.N.P peuvent présenter le baccalauréat mathématique et technologique - 1950 : Ouverture de la section préparatoire aux Arts et métiers - 1953 : Première promotion de technicien supérieur - 1960 : L’E.N.P devient Lycée Technique d’Etat avec un collège d’Enseignement Technique annexé - 1962 : La classe préparatoire aux Art et Métier devient classe préparatoire aux grandes écoles d’ingénieurs - 1992 : Construction de la résidence des élèves - 1993 : Ouverture des baccalauréats professionnels structures métalliques et fonderie - 8 avril 2000 : Journée « 2000 anciens pour l’an 2000 » qui voit les retrouvailles des anciens dont 2 de la première promotion et leur rencontre avec la nouvelle génération 2. Présentation générale : ► Ses origines : Dès son origine, l’histoire du lycée Jean Dupuy est ancrée dans la relation école économie. Ouvert en 1925 par la volonté de la chambre de commerce et des élus politiques dont Jean Dupuy, ce lycée a depuis sa formation formé des milliers d’ouvriers et de cadres qui irriguent les entreprises de la région et au-delà. ► Le lycée Jean Dupuy d’aujourd’hui : Aujourd’hui, le lycée Jean Dupuy accueille plus de 1000 élèves étudiants et stagiaires adultes. Il met à leur disposition son personnel (plus de 250 employés dont 160 professeurs), ses ateliers, salles de cours et ses 4000 m² de plancher. Il est l’un des fleurons de la Région pour la formation technique des jeunes, filles et garçons. L’empileur de yaourt 7 Rapport de thème BTS Electrotechnique 3. Année 2006-2007 Organigrammes : a. Les filières d’études générales et technologiques au lycée Jean Dupuy L’empileur de yaourt 8 Rapport de thème BTS Electrotechnique b. Année 2006-2007 Les filières d’études professionnelles au lycée Jean Dupuy L’empileur de yaourt 9 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 II. Présentation du système L’empileur de yaourt 10 Rapport de thème BTS Electrotechnique 1. Année 2006-2007 Présentation générale du système supportant le projet : La section BTS maintenance du lycée Jean Dupuy possède un Gerbeur, c'est-à-dire un empileur de plateau de yaourts venant de l’entreprise Danone de Villecomtal. Celui-ci sert à réaliser des TP pédagogiques de maintenance dans les domaines mécaniques, électriques et pneumatiques. L’empileur de plateaux de yaourts est un système automatisé permettant l’empilage de plusieurs piles de plateaux ainsi que leur évacuation et ceci le plus rapidement possible sans dépasser les performances du système installé. 2. Analyse de l’existant : Le système est constitué de 3 postes: Chargement Empilage Déchargement Le système possède un tapis roulant qui tourne en permanence. Il est commandé en démarrage direct par un bouton poussoir. L’empileur de yaourt 11 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Le tapis et le gerbeur sont entrainés par des motos réducteurs. Tous les autres mouvements sont commandés par des vérins simple ou double effets. Différents capteurs situés sur le système permettent d’informer l’automate (TSX 17-20) de l’évolution du cycle. Le système comporte une armoire électrique et un pupitre de commande vétuste 3. Principe de fonctionnement : Un opérateur vient poser les plateaux au poste de chargement sur le tapis roulant. Une fois les deux plateaux présents dans le poste d’empilage, des bloqueurs situés en amont et en aval du poste empêchent l’entrée ou la sortie des plateaux. Un gerbeur soulève les deux plateaux qui sont bloqués en hauteur par un empileur. Dès que les deux plateaux sont empilés, les bloqueurs retombent et laissent passer deux autres plateaux et le cycle recommence jusqu’à que l’on obtiennent le nombre voulus de plateaux empilés (3 ou 6). Une fois le nombre atteint, l’empileur laisse retomber sur le tapis les deux piles ainsi constituées. Puis elles sont alors acheminées vers le poste de déchargement. Un bloqueur arrête les deux piles puis un mini gerbeur soulève le seconde permettant ainsi l’évacuation de la première pile. Dés que la première pile est évacuée, la seconde est reposée sur le tapis pour l’évacuer à son tour. Pendant ce temps, deux autres piles sont en train de se constituer dans le poste d’empilage. Le cycle continu en permanence tant qu’il y a des plateaux sur le tapis (ou pas de défauts). 5. Expression du besoin : Les enseignants de BTS maintenance désirent que le système soit modernisé et remis en conformité afin de réaliser des TP plus cohérents. Le fonctionnement automatique sera à vérifier et ne devrait pas changer complètement (voir s’il ne manque pas de capteurs). Un fonctionnement manuel sera mis en place permettant de vérifier les mouvements des actionneurs lors des dépannages. Le changement de l’un à l’autre des 2 modes se fera par interrupteur à clé 2 positions. Il faudra actualiser la gestion des sécurités de tous les capteurs de portes d’accès aux postes et des arrêts d’urgence en fonction des normes en vigueur. L’empileur de yaourt 12 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 6. Synoptique du système actuel L’empileur de yaourt 13 Rapport de thème BTS Electrotechnique 7. Année 2006-2007 Analyse fonctionnelle A0 Réseau EDF 400V Programmation automate W Caisse à rentrer Capteurs de proximité C R EMPILER ET EVACUER LES PILES DE PLATEAUX DE YAOURTS Dialogue H/M E Signalisation (visu) Pertes (énergie calorifique…) Pile sortie GERBEUR L’empileur de yaourt 14 Rapport de thème BTS Electrotechnique 8. Année 2006-2007 Synoptique du système désiré L’empileur de yaourt 15 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 III. PRESENTATION PARTIE OPERATIVE L’empileur de yaourt 16 Rapport de thème BTS Electrotechnique 1. Année 2006-2007 Sous système gerbeur a. Présentation Le gerbeur comprend : - Un motoréducteur asynchrone triphasé LEROY SOMER couplé a une bielle permettant le déplacement en hauteur du gerbeur - 2 fins de course (haut et bas), contact inductif - 2 pales permettant le soulèvement des plateaux de yaourts Capteur inductif haut Capteur inductif bas Moteur asynchrone Capteurs fin de course Système moteur-bielle L’empileur de yaourt 17 Rapport de thème BTS Electrotechnique b. ♦ Année 2006-2007 Description moteur Plaque signalétique Motoréducteur asynchrone triphasé : Leroy-somer Type: LS80L2 IP: 55 cosΦ: 0,76 ∆: 220/240V 3,5A 1420tr/min Y: 380/415V 2A 1420tr/min 0 ,75kW 50Hz ♦ Caractéristique catalogue L’empileur de yaourt 18 Rapport de thème BTS Electrotechnique c. ♦ Année 2006-2007 Mode de fonctionnement des détecteurs de proximité inductifs Principe de détection : On réalise la commande de montée ou de descente du gerbeur grâce à deux capteurs inductifs. Les détecteurs sont activés par le biais de pièces métalliques positionnées sur une glissière. Les états logiques des deux capteurs sont envoyés à l’automate qui gère le fonctionnement du contacteur pour piloter le moteur gerbeur. ♦ Présentation : Les détecteurs de proximité inductifs sont principalement utilisés dans des applications industrielles : machines de conditionnement, installation de convoitage. Ils détectent sans contact tout objet métallique : contrôle de présence ou d’absence, détection de passage, positionnement, codage, comptage. ♦ Avantages : - Pas de contact physique avec l’objet à détecter - Cadences de fonctionnement élevées - Prise en compte d’information de courte durée - Parfaite adéquation avec les automatismes électroniques ♦ Principe de fonctionnement : Le capteur inductif comporte un oscillateur dont les bobinages constituent sa face sensible et un étage de sortie. L’oscillateur crée en avant de la face sensible un champ électromagnétique alternatif. Lorsqu’un objet conducteur pénètre dans ce champ, il est le siège de courants induits circulaires qui se développent à sa périphérie. Ces courants constituent une surcharge pour le système oscillateur et entraîne de ce fait une réduction de l’amplitude des oscillations au fur et à mesure de l’approche de l’objet, jusqu’à leur blocage complet. L’empileur de yaourt 19 Rapport de thème BTS Electrotechnique ♦ Année 2006-2007 Système de détection sur le moteur gerbeur Pour les capteurs présents, ce sont des contacts secs à ouverture dont les caractéristiques suivent : L’empileur de yaourt 20 Rapport de thème BTS Electrotechnique 2. Année 2006-2007 Sous système tapis a. ♦ Présentation Synoptique M : Moteur R : Réducteur rapport 1/15 PM : Poulie motrice = 70 dents PR : Poulie réceptrice = 70 dents T : Tapis T PR M PM R L’empileur de yaourt 21 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 L’entrainement du tapis comprend : - Un motoréducteur asynchrone triphasé SEW-USOCOME couplé à un autre réducteur du type chaine-poulie b. ♦ Description moteur Plaque signalétique Motoréducteur asynchrone triphasé : SEW-USOCOME Type: S32DT80K4 IP: 55 cosΦ: 0,77 ∆ : 230V 3,05A 1360tr/min Y : 400V 1,76A 1360tr/min 0,55kW 50Hz L’empileur de yaourt 22 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 IV. PRESENTATION PARTIE COMMANDE L’empileur de yaourt 23 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 1. Automate TSX 17-20 L’ensemble du système est contrôlé par un API assurant l’asservissement pneumatique (bloqueurs, mini gerbeur) et la gestion globale du fonctionnement. Actuellement, le fonctionnement du programme de l’automate est obsolète par rapport aux besoins. 2. La sécurité - Les boutons poussoirs d’arrêts d’urgence sont reliés à deux contacteurs (2KA17 et 2KA21). Ils alimentent la bobine des contacteurs, si un des ATU est déclenché, les contacts seront ouverts et cela aura pour conséquence l’arrêt de l’alimentation de la carte de sortie automate et l’information d’un déclenchement à la carte d’entrée automate. - Les contacteurs de portes sont eux aussi reliés à la bobine d’un contacteur (2KA37).Si l’une des portes est ouverte, les contacts seront ouverts et cela entrainera l’arrêt de l’alimentation des bobines d’arrêt d’urgence et l’information qu’une porte est ouverte à la carte d’entrée automate. L’empileur de yaourt 24 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Tout ceci permet de garantir le bon fonctionnement des circuits de sécurité afin de préserver la protection des personnes opérant sur le système mais ce type de sécurité est à ce jour hors normes. 3. Protections L’armoire est constituée d’un sectionneur général de référence GK1-EK associé à 3 fusibles de 12A aM protégeant les trois phases puis de sept disjoncteurs protégeant chacun un circuit. DISJONCTEUR CALIBRE TYPE 1F25 6A U 1F29 6A U 1F29.1 2A U 2F05 6A U 2F09 6A U 2F09.1 2A U 1F37 2A U La courbe U correspond à la courbe C actuelle Ce sectionneur porte fusibles et ces disjoncteurs sont la afin d’assurer l’isolement et la protection contre les surintensités. Les moteurs du tapis et du gerbeur sont protégés par des disjoncteurs magnétothermique de référence GV1-MO7 avec un calibre réglable de 1,6 à 2,5 A. L’empileur de yaourt 25 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 V. Cahier des charges 1. Généralités L’empileur devra empiler et évacuer des piles de plateaux de yaourts Le nombre de piles pourra être configurable selon les besoin de l’utilisateur L’énergie électrique utilisée sera uniquement celle du réseau EDF La communication avec l’automate sera assurée par une console de dialogue Magelis 2. Commande La partie commande sera assurée par un automate TSX 37, pouvant à terme dialoguer avec un micro-ordinateur assurant la gestion du cycle de production Le système devra être observable et commandable (pour le nombre de piles) à partir de la console Magelis Le moteur du tapis sera alimenté par un variateur afin d’éviter les démarrages trop brusque et de pouvoir régler la cadence du système 3. Protections et nécessité électriques La protection des biens et des personnes contre les contacts électriques devra être conforme à la norme en vigueur NFC 15-100 4. Travail demandé - Choix et dimensionnement du nouvel API et des cartes à associer Choix et dimensionnement de la console de dialogue Choix et dimensionnement des modules de sécurité PILZ Choix et dimensionnement du variateur de vitesse Choix des constituants de protection, de l’appareillage électrique de commande et de puissance Réalisation des schémas de l’ensemble Installation et mise en fonctionnement de l’équipement Rédaction d’un dossier technique Rédaction d’une notice d’emploi Rédaction d’une notice de dépannage Rédaction d’une notice de mise en service et d’exploitation système L’empileur de yaourt 26 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Pour cela, un contrat de travail nous a été remis : L’empileur de yaourt 27 Rapport de thème BTS Electrotechnique L’empileur de yaourt Année 2006-2007 28 Rapport de thème BTS Electrotechnique L’empileur de yaourt Année 2006-2007 29 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 VI. COUT ESTIMATIF DES MATERIAUX Désignation Référence Quantité Prix net HT (€) Montant HT (€) Module de sécurité PILZ PNOZ X3 2 199,80 399,60 Variateur de vitesse ALTIVAR ATV31 H055N4 1 312,09 312,09 ABL6 TS25U 1 45,90 45,90 ABL6 TD16B 1 41,20 41,20 Convertisseur 400/24V DC ABL6 RF2405 1 134,60 134,60 Console de dialogue MAGELIS XBTN 410 1 214,10 214,10 Automate TSX 37 TSX37 21 001 1 366,00 366,00 Carte 16 entrées 24VCC + 12 sorties TSXDMZ28DR 1 318,00 318,00 Carte 12 entrées 24VCC TSXDEZ1202 1 138,00 138,00 Câble de liaison XBT TSX37 XBTZ978 1 54,20 54,20 Câble de configuration XBT XBTZ945 1 38,00 38,00 Armoire complète ACMGP1083 1 316,32 316 ,32 Montant HT 3616,61 Transformateur 400/230V AC 250VA Transformateur 400/48V AC 160VA L’empileur de yaourt 30 × 49 × × 50 × 51 × 2 × 3 × 4 × 5 L’empileur de yaourt × 11 × 12 × 13 Rédaction des documents Mise au point Mise en exploitation (câblage) × × 10 Planning es travaux × 9 × × 6 Réception du matériel Dessins et schémas Ecriture du programme × × 48 Commande du matériel × 47 × × 46 × 16 × 17 × 18 Semaines de l’année scolaire 2006-2007 Devis estimatif Choix du matériel Pré-étude Projet × 19 × 20 × 21 × × 22 × × 23 × 24 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 VII. PLANNING 31 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 VIII. PARTIES PERSONNELLES L’empileur de yaourt 32 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Partie de DAUBIAN Johan 1. Choix de l’automate et de sa configuration a) Modes de marches : Dans ce système gerbeur, nous pouvons distinguer deux modes de marches : - La marche manuelle La marche automatique La marche manuelle : Ce mode de marche est actuellement géré par des boutons poussoirs placés sur le pupitre et sur un mini pupitre situé sur une façade de la partie opérative. a. Elle sera désormais gérée exclusivement par le pupitre comme demandé dans le cahier des charges La marche automatique : La marche automatique est actuellement gérée par un automate TSX17-20 Et elle sera remplacée par un automate de la gamme TSX37 L’empileur de yaourt 33 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 b) Choix de l’automate Comme demandé dans le cahier des charges, la partie commande sera assurée par un automate TSX 37, pouvant à terme dialoguer avec un micro-ordinateur assurant la gestion du cycle de production ♦ Enumération de la liste des entrées - 1 contact auxiliaire d’information d’état du relais de sécurité RS1 (1 fil) - 1 contact auxiliaire d’information d’état du relais de sécurité RS2 (1 fil) - 1 contact auxiliaire d’information d’état du disjoncteur Q13 (1 fil) - 1 capteur de pression (1 fil) - 8 boutons poussoir (8 fils) - 2 commutateurs (tapis et déchargement) (2 fils) - 1 commutateur à clés auto/manu (1 fil) - 3 capteurs inductifs PNP (3 fils) - 1 capteur à tige (1 fil) - 6 capteurs barrage photo-électrique (6 fils) ♦ Enumération des sorties - Variateur moteur tapis (1 fil) - 2 alimentations de bobine de contacteur (2 fils) - 5 alimentations électrovannes (5 fils) - 2 alimentations voyants (2 fils) L’empileur de yaourt 34 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 TSX 37 05 TSX 37 08 TSX 37 10 TSX 37 21 TSX 37 22 Nombre d’E/S TOR intégrées 28 (16 E/12 S) 56 (32 E/24 S) 28 (16 E/12S) Ou 64(32 E/32 S) Nombre d’E/S analogiques / / / / 9 (8 E/1 S) Type d’entrées intégrées 24 V DC 24 V DC 24V DC / Type de sortie intégrée Relais Relais Relais ou statique / Nombre d’emplacements de base 2 (1 disponible) 3 (1 disponible) 2 (1 disponible) 3 (3 disponible) 3 (3 disponible) Nombre d’emplacements en extension / / 2 2 2 Nombre de modules métier (comptage, …) 2 demi-formats Comptage intégré 2 voies : 500 Hz sur entrées TOR Tension d’alimentation Capacité de la mémoire intégrée 110/240 V~ 11 K mots 2 demi-formats 2 demi-formats 4 demi-formats 4 demi-formats (2 voies intégrées) 2 voies : 500Hz sur entrées TOR 2 voies : 500Hz sur entrées TOR 110/240V~ 24V DC ou 110/240V~ 24V DC ou 110/240V~ 24V DC ou 110/240V~ 11 K mots 14 K mots 20 K mots 20 K mots Nous avons besoin d’un automate qui comporte 2 prises terminal distinctes TER et AUX permettant de raccorder simultanément un ordinateur compatible pour programmer, régler ou diagnostiquer l’automate et une console de dialogue pour permettre à l’opérateur de dialoguer avec le système. Nous n’avons pas besoin d’entrée ou de sortie analogique ainsi que des entrées à comptage rapide.. L’empileur de yaourt 35 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 L’automate correspondant le mieux à nos besoins est le TSX 37 21001 car il répond à la totalité des critères de choix imposés. I l faudra par contre lui rajouter des cartes d’entrées et de sorties c) Description de l’automate Emplacement des 2 cartes d’entrées/sorties TOR Sortie TER vers PC Sortie AUX vers console de dialogue Emplacement de la pile de sauvegarde Alimentation automate L’empileur de yaourt 36 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 d) Choix des cartes d’entrées et de sorties TOR Ayant besoin de 26 entrées et de 10 sorties TOR dont une sortie séparée, nous choisirons dans la catalogue Schneider Electric deux cartes : - une carte TSX DMZ 28DR qui comporte 16 entrées de type 24V continu câblées en logique positive et 12 sorties à relais 50 VA non protégées. Nous les prendrons par raccordement bornier à vis qui est fourni avec les cartes. Entrées TOR Sorties TOR - une carte TSX DEZ 12D2 qui comporte 12 entrées de type 24V continu câblées en logique positive/négative. L’empileur de yaourt 37 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 2. Programmation de l’automate a) Elaboration du GEMMA Le GEMMA (Grafcet d’Etudes des Modes de Marches et Arrêts) est établi à partir des données du cahier des charges. La case A5 <Préparation pour remise en route après défaillance>, correspond pour notre système au point de départ du grafcet de conduite. Le système passe en case A6 <Mise PO dans état initial> après avoir vérifié les conditions suivantes : Commutateur en position AUTO et BP Init. La mise PO dans état initial comprend les actions suivantes : - Le grafcet d’initialisation - Le clignotement du voyant marche Depuis la case A6, un appui sur le BP vidange et la condition X23 font passer le système en case A1 <Arrêt dans état initial> avec comme action associée :- le grafcet de vidange - le clignotement du voyant marche - la page de vidange Une fois la condition X89 et le commutateur en position AUTO réunis, on passe à la case F2 <Marches de préparation> qui correspond à la sélection du nombre de piles voulues. Le nombre de piles sélectionnées et un appui sur le BP Dcy nous font passer de la case F2 à la case F1 <Production normale>. Les actions associées à la Production normale sont : - le grafcet du tapis - le grafcet de production normale empilage - le grafcet de production normale déchargement - le voyant de marche Un simple appui sur le BP vidange nous fait passer de la case F1 à la case A1 terminant ainsi la production normale du système De la case A5, on peut si l’on positionne le commutateur sur la position MANU aller à la case F4 <Marches de vérification dans le désordre>. Le grafcet de marche manuelle lui est associé. Une fois les manœuvres effectuées, si l’on repositionne le commutateur sur AUTO et que l’on appui sur BP Init, alors le système passera de la case F4 à la case A6 Si à n’importe quel moment, une des conditions RS1, RS2, R1, Q13 est inactive ou alors PR1 est activée, alors le système passe à la case D1 <Arrêt d’urgence> et ce quel que soit l’état de la case précédente. Ses actions sont : - le voyant de défaut - l’affichage de la page de défaut concerné Dés que les conditions RS1, RS2, R1, Q13 sont actives et PR1 inactive, le système passe en case A5 L’empileur de yaourt 38 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 b) GEMMA L’empileur de yaourt 39 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 c) Conception du programme Il a fallu tout d’abord commencer par effectuer les grafcets au brouillon puis les vérifier par rapport au cahier des charges. J’ai donc du réaliser une partie du programme qui concernait les grafcets de sécurité, d’initialisation et de conduite Exemple de grafcet réalisé : A la suite de cela, On a dressé la liste des mnémoniques que comporte l’ensemble des grafcets et nous les avons adressés : L’empileur de yaourt 40 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 ENTREES: - I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I1.8 I1.9 I1.10 I1.11 I1.12 I1.13 I1.14 : Relais de sécurité PILZ arrêt d’urgence : Relais de sécurité PILZ capteurs portes : Défaut variateur : Défaut gerbeur empilage : Défaut de pression : Commutateur tapis : Marche AUTO/MANU : BP bloqueur empilage 1 : BP volets empilage : BP gerbeur : BP bloqueur 2 empilage : BP bloqueur déchargement : BP gerbeur déchargement : BP vidange : BP Init automate - I3.0 : Capteur photoélectrique 1 empilage I3.1 : Capteur photoélectrique 2 empilage I3.2 : Capteur photoélectrique 3 empilage I3.3 : Capteur photoélectrique limite pile I3.4 : Capteur inductif fin de course haut I3.5 : Capteur inductif fin de course bas I3.6 : Capteur inductif bloqueur déchargement I3.7 : Capteur photoélectrique sortie empilage I3.8 : Capteur photoélectrique bloqueur empilage I3.9 : Capteur à tige déchargement Entrées carte TSX DMZ 28DR Entrées carte TSX DEZ 12D2 SORTIES: - Q2.0 : Marche du variateur Q2.1 : Voyant marche Q2.2 : Voyant défaut Q2.3 : Moteur gerbeur (KM4) Q2.4 : Electrovanne bloqueur empilage 1 (ev1) Q2.5 : Electrovanne volets (ev2) Q2.6 : Electrovanne bloqueur 2 empilage (ev3) Q2.7 : Electrovanne mini gerbeur (ev4) Q2.8 : Bloqueur 3 déchargement (ev5) Q2.9 : Contacteur variateur (KM3) Sorties cartes TSX DMZ 28DR La programmation des grafcets et la programmation de l’ensemble du système s’effectuent sur le logiciel PL7 PRO. L’empileur de yaourt 41 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 d) Présentation du logiciel PL7 PRO Comme plusieurs automates disponibles sur le marché, l’automate TSX-Micro de la société Télémécanique (maintenant Schneider automation) possède son propre logiciel de programmation. Comparativement à la majorité des autres logiciels toutefois, PL7-Pro fourni une interface graphique pour la programmation des diagrammes à relais (Ladder) et pour les diagrammes Grafcet. Cette possibilité de programmation graphique offre plusieurs avantages, mais aussi quelques inconvénients, principalement au niveau de la façon d’introduire certains objets graphiques. Il propose 4 langages de programmation différents : -Langage à contacts -Grafcet -Littéral structuré -Liste d'instructions Ces langages peuvent mettre en œuvre des blocs fonction comme : -Des fonctions métiers (analogique, comptage...), -Des blocs fonction prédéfinis (Temporisations, Compteurs,...), -Des fonctions spécifiques (gestion du temps, chaîne de caractères...). e) Configuration du logiciel Après avoir lancé le logiciel, il s’agit de le configurer pour lui indiquer l’automate qui est à programmer et les cartes qui lui sont affectés : cela s’appelle la configuration matérielle. Pour cela, il faut créer un nouveau programme : Sur la page qui s’affiche, il faut choisir la gamme (micro ou premium), le processeur, la carte mémoire et cocher la case oui ou non si l’on désire programmer en grafcet ou pas. L’empileur de yaourt 42 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Après avoir validé, une page d’accueil s’ouvre, il faut dérouler le menu « configuration » dans l’explorateur et ouvrir la « configuration matérielle ». Une fenêtre représentant l’automate et ses extensions apparait. Pour ajouter une carte, il faut cliquer sur une des cases blanches représentant les extensions puis il faut choisir le module que l’on souhaite placer. Dans notre cas, on prend une carte TSX DMZ 28DR et une carte TSX DEZ 12D2 Une fois le module choisi et validé, la case devient jaune et elle inscrit le nom de la carte qui lui est rattachée. L’empileur de yaourt 43 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 f) Programmation La configuration matérielle étant faite, il a fallu faire l’adressage des mnémoniques, dessiner le squelette des grafcets sur le logiciel, programmer les transitions et les étapes. Avant toute chose, nous avons adressé chaque entrées et sorties de l’automate (voir page 40). Pour pouvoir les rentrer dans l’automate, il faut dérouler le menu « variables » dans l’explorateur puis choisir « E\S ». Un menu comme celui-ci apparait : Il faut choisir la carte que l’on veut adresser sur le haut du menu. Ensuite, il faut rentrer les adressages dans la colonne « repère », compléter les « symboles » qui correspondent aux adresses afin de pouvoir les rentrer dans les transitions et les étapes et éventuellement compléter les « commentaires » comme le montre les figures ci-dessous. Adressage des entrées de la carte TSX DMZ 28DR L’empileur de yaourt Adressage des sorties de la carte TSX DMZ 28DR 44 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Une fois que les adresses ont été définit, nous allons réaliser la programmation de l’automate. Il faut donc tout d’abord commencer par réaliser l’ossature du grafcet dans le menu « programme » → « Tâche mast » → « sections » → « SectionGR7 » → « Chart ». Une page s’affiche et grâce aux icones présents sur le bas de la page, on réalise les grafcets préparés précédemment au brouillon. Exemple du grafcet de conduite 1 2 3 4 1→ 2→ 3→ 4→ 5→ 6→ 7→ 8→ 9→ 10→ 11→ 5 6 7 8 9 10 11 Insérer une étape et une transition. Insérer une étape. Insérer une étape initiale. Insérer un renvoie sortant. Insérer une transition. Insérer un renvoie entrant. Insérer un lien étape > transition. Insérer un lien transition > étape. Insérer une divergence en « ET » Insérer une convergence en « ET » Insérer un commentaire. L’empileur de yaourt 45 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Ensuite, il faut programmer les transitions. Elles permettent de passer d’une étape à l’autre seulement quand la condition qu’ont lui a programmé est vraie. Pour programmer une transition, il suffit de double cliquer sur la transition dans le « chart ». Une page s’affiche et comme pour le grafcet, il faut utiliser les icones en bas de la page pour programmer la transition. Ici, quand les entrées I1.6 et I1.14 seront activé, la transition sera validée. Pour la programmation des étapes, cela se passe dans le « post », on prend le numéro de l’étape et on y attribue la sortie correspondante. Sur cet exemple, la sortie Q2.8 sera activée si une des étapes X63,X81, X83, X82, X84, X85 ou le bit interne M2 est activé Les temporisations et les compteurs se rentrent dans cette même section mais leur configuration est décrite plus loin. Pour l’affichage des pages d’application sur la console de dialogue, il faut leur attribuer un mot interne (fixé par le terminal de dialogue) comme montré ci après : Ici, lorsque l’étape 12 est activée, le mot interne 101 est activé entrainant l’affichage de la page 7 L’empileur de yaourt 46 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Pour l’affichage des pages d’alarmes, la programmation des pages est différente : Pour l’exemple ci-dessus, lorsque l’étape X0 et l’entrée I1.0 sont activée, le mot interne 104 est activé et comme la console est en 16 bits langage binaire pour l’affichage des pages d’alarme, alors elle affiche la page 0000000000000001 qui correspond à la page de défaut des arrêts d’urgence. Pour la réalisation du grafcet de sécurité, nous avons besoin d’exécuter des bits interne propre à l’automate qui indiquent les états de l'automate ou permettent d'agir sur le fonctionnement de celui-ci. Ces bits peuvent être testés dans le programme utilisateur afin de détecter tout événement de fonctionnement devant entraîner une procédure particulière de traitement. Certains d'entre eux doivent être remis dans leur état initial ou normal par programme. Cependant, les bits système qui sont remis dans leur état initial ou normal par le système ne doivent pas l'être par le programme ou par le terminal. - %S0 →Démarrage à froid : Normalement à l'état 0, est mis à l'état 1 par reprise secteur avec perte des données (défaut batterie), programme utilisateur, terminal, changement de cartouche, appui sur le bouton de RESET. Ce bit est mis à 1 durant le premier cycle complet. Il est remis à 0 avant le cycle suivant.(Fonctionnement) - %S1→Reprise à chaud : Normalement à l'état 0, est mis à l'état 1 par reprise secteur avec sauvegarde des données, programme utilisateur, terminal. Il est remis à 0 par le système à la fin du premier cycle complet et avant la mise à jour des sorties.(Fonctionnement) %S21→Initialisation : Ce bit est géré par l'utilisateur pour initialiser le Grafcet (mise à 1 de préférence dans le traitement préliminaire). Il est repositionné à 0 par le système après initialisation du Grafcet (en fin de traitement préliminaire, lors de l'évaluation du nouvel état du Grafcet). L'initialisation du Grafcet consiste en la désactivation de toutes les étapes actives et en l'activation des étapes initiales. Sur un démarrage à froid, ce bit est positionné à 1 par le système pendant le traitement préliminaire. %S23→Figeage du Grafcet : Normalement à l'état 0, la mise à l'état 1 de %S23 provoque le maintien en l'état des Grafcet. Quelle que soit la valeur des réceptivités aval aux étapes actives, les Grafcet n'évoluent pas. Le gel est maintenu tant que le bit %S23 est à 1.Ce bit est géré par le programme utilisateur, il est positionné à 1 ou à 0 uniquement dans le traitement préliminaire. L’empileur de yaourt 47 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 La configuration de temporisations et des compteurs se fait dans les « variables » : Ici, la temporisation TMO est réglée pour 100 ms L’empileur de yaourt 48 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Partie de MAUNY Dominique 1) Choix des capteurs manquants : Après avoir fait la pré-étude des capteurs existant déjà sur le système, il nous fallait voir quels autres capteurs nous devions rajouter pour avoir un bon fonctionnement du système et être accord avec le programme de l’automate. Deux nouveaux capteurs on été rajoutés dans la Zone de déchargement : Nouveaux Capteurs L’empileur de yaourt 49 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 a) Critères de choix d’un capteur : b) Choix du capteur présence boite au niveau du bloqueur déchargement : - Pour le capteur se trouvant devant le bloqueur déchargement il devra être capable de détecter le passage de caisses non métalliques, nous avons donc choisi un capteur photoélectrique. Fonctionnement : Un capteur photoélectrique est un capteur de proximité. Il se compose d'un émetteur de lumière associé à un récepteur. La détection d'un objet se fait par coupure ou variation d'un faisceau lumineux. Le signal est amplifié pour être exploité par la partie commande. Exemple : L’empileur de yaourt 50 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Notre choix a été réalisé dans le catalogue Télémécanique de la marque Schneider Electric. Nous avons opté pour le Détecteur Osiconcept cylindrique : XUB0BPSNL2 de type PNP REF : XUB0BPSNL2 Le capteur est de type PNP, c’est à dire qu’il aura dans le son transistor interne un courant "baseémetteur" négatif. Symbole : L’empileur de yaourt 51 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 c) Choix du capteur fin de course déchargement : - En ce qui concerne le capteur de fin de course se trouvant près de la porte d’évacuation des caisses nous avons opté pour un capteur électromécanique : Principe de fonctionnement : - Il transmet au système de traitement les informations de : présence/absence, passage, positionnement, fin de course. L'information donnée par ce type de capteur est de type tout ou rien. REF: MP 100 K L’empileur de yaourt 52 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 2) Le Terminal de dialogue : a) Critères de choix : Pour ce thème il nous fallait un terminal de dialogue ayant pour fonction de visualiser des données issues de l’automatisme et pouvant modifier des paramètres de ce dernier. En ce qui concerne le nombre de caractères affichable par ligne, nous avions le choix entre 20 caractères sur 2 lignes ou 4 lignes. Notre choix s’est dirigé vers une Terminal 4 ligne afin d’avoir une facilitée de lecture sur une seule page. Nous n’avions pas besoin d’un terminal ayant des « touches fonction » pour commander les préactionneurs du système, ces derniers seront commandés par les différents boutons et commutateurs du pupitre de commande lorsque l’utilisateur se mettra en mode « Commande Manuelle ». b) Choix du terminal de dialogue : Notre choix a été réalisé dans le catalogue Télémécanique de la marque Schneider Electric. Nous avons opté pour le Magelis XBTN-410. L’empileur de yaourt 53 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 c) Principe de fonctionnement : L’empileur de yaourt 54 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Organisation des fonctions Magélis XBTN-410 : L’afficheur Magelis possède 2 modes de fonctionnement exclusif : - Le mode enregistrement permettant les transferts d’applications de dialogue entre le logiciel XBT L 1000 et l’afficheur Magelis. - Le mode exploitation permettant les échanges entre l’afficheur et l’automatisme (pilotage de ce dernier). L’empileur de yaourt 55 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 d) Programmation de la console de dialogue : La programmation de la console de dialogue se fait par l’intermédiaire du logiciel XBT_L1000 de Schneider Electric. a) Configuration générale : Avant de commencer à programmer la console de dialogue il faut : - Choisir le type de terminal à programmer ainsi que le protocole de communication à utiliser entre le terminal et l’automate. Configurer la table de dialogue. Terminal et protocole : Table de dialogue : Afin de simplifier le dialogue, les données sont regroupées dans une table appelée table de dialogue, implantée dans l’automate : Cette table est composée de plusieurs mots (mots de 16 bits), elle comprend les deux parties suivantes : L’empileur de yaourt 56 Rapport de thème BTS Electrotechnique - Année 2006-2007 Commandes émises par l’automate et à destination de la console. Etat émis par la console et à destination de l’automate. Le nombre de mots de la table dépend du des états et des commandes à traiter lors du dialogue Données de commandes émises par l’automate : - Affichage des pages applications Affichage des pages alarme Demande de saisie d’un champ variable Table dialogue utilisée : Donnée d’état : - %MW100 Image touches système %MW101 Numéro page affichée %MW102 Numéro champ à saisir %MW103 Autorisation d’écriture table Donnée de commande : - %MW104 Table des alarmes Choix du départ d’adressage à %MW1OO %MW100 à %MW105 Affichage table des alarmes par le mot %MW105 L’empileur de yaourt 57 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 b) Programmation des pages : Une page peut contenir au maximum 4 lignes, elle est identifiée par un numéro ou un nom, permettant d’afficher la page sur un terminal ou issue de l’automate. Une protection d’accès aux pages à l’aide d’un mot de passe est possible. - Deux types de pages peuvent être utilisés : Les pages d’application Les pages d’alarmes Chaque ligne comprend un maximum de 20 caractères composés de texte alphanumérique et de champs variable. Pages d’application : Les pages d’application ont pour objet de : - Suivre l’automatisme Intervenir sur l’automatisme Maintenir l’automatisme Les pages d’applications peuvent être affichés soit : - Par ordre de l’opérateur Par l’initiative de l’automate qui vient écrire le numéro de la page à traiter par l’intermédiaire de son programme (Mot réservé %MW101). Exemple de programmation : Etape X62 du Grafcet Manuel Ouverture de la page d’application n°4 L’empileur de yaourt 58 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Pages d’alarmes : Une page d’alarme a les mêmes caractéristiques qu’une page d’application pour le texte. La saisie d’un champ variable n’est pas possible sur une page d’alarme. L’intérêt d’une page d’alarme, réside dans son affichage évènementiel. A chaque page est associé un bit de mot de l’automatisme. Si le bit de mot est égal à 1, la page est affichée. Une page d’alarme est prioritaire à l’affichage sur une page d’application. Il est possible d’effectuer un enregistrement des pages d’alarme pour faciliter la recherche de panne de l’autorisation, elles sont horodatées. - - Lors de l’affichage d’une alarme, la première ligne de l’afficheur doit être réservée pour visualiser : Les dates et heures d’apparition puis de prise en compte de l’alarme. Le rang de l’alarme dans la liste d’alarmes Le nombre total d’alarmes dans la liste Exemple de programmation : Capteur Pressostat Date Ouverture de la page alarme n°4 Heure Rang Nombre total d’alarmes Champ variable : Un champ est un mot commun à l’API et au Magelis qui est échangé en permanence. Ici il est en lecture/écriture immédiate, c'est-à-dire une visualisation et une possibilité de saisie et d’ajustement de la valeur variable de façon incrémentable. L’empileur de yaourt 59 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Exemple de programmation : Champ Variable (MW1) Le choix du nombre de piles voulu se fait par incrémentation ou décrémentation par l’intermédiaire des touches suivantes : Décrémentation Incrémentation L’empileur de yaourt 60 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 e) Arborescence des pages : Pages d’application : Page 1 : Page 9 : Page 2 : Page 10 : Page 3 : Page 11 : Page 4 : Page 12 : Page 5 : Page 13 : Page 6 : Page 14 : Page 7 : L’empileur de yaourt 61 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Page 8 : Pages d’alarme : Page 1 : Page 2 : Page 3 : Page 4 : Page 5 : Page 6 : L’empileur de yaourt 62 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 3. Pupitre de commande : L’empileur de yaourt 63 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 4. Schémas électriques de puissance Voir annexes 1 5. Schéma de Commande Voir annexe 1 L’empileur de yaourt 64 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Partie de MARCADET Fabien 1. Choix de l’appareillage électrique de commande X3.1 5 6 5 6 5/L3 6/T3 X3.2 3 4 3 4 3/L2 4/T2 X3.3 1 2 1 2 1/L1 2/T1 ( 02 - C ) ( 02 - C ) ( 02 - C ) 1 X3.4 3 1 3 KM5 Q1 1 3 Q4 Q8 Courbe D Courbe D Q0 Q2 Courbe D 2 4 1 2 2 4 1 2 ~ PE PE 3 PE AL1 400V-24V DC = 2 PE T1 400-220V AC 250 VA PE 3 4 1 1 3 4 3 3 4 1 4 T2 400-48V AC 160 VA PE 2 Q10 BASE EXT RUN X1.65 4 2 4 X1.66 X2.29 X2.30 N L N PE X3.11 L N M 1~ M1 PE PE PC1 10/16A 3 X3.12 L1 1 2 +24V Gnd PE Courbe D TSX 3721001 ( 03 - C ) ( 03 - C ) Alimentation modules de sécurité RS1 RS2 PE Q11 BAT 4 TSX Micro ERR 2 4 2 3 Courbe C 2 ( 06 - C ) ( 06 - C ) Alimentation partie commande I/O 4 2 ( 10 - D )( 10 - C ) 1 Q9 16A Q7 4A Courbe C Alimentation sorties automate 3 1 3 1 4 2 Q6 0.5A 3 TER 1A 1 Courbe D Q3 Courbe C ventilateur +24V 0V XBTN 410 ( 05 - B ) ( 05 - B ) Alimentation entrées autommate Nous avons une distribution triphasée sans neutre, il nous faut donc un transformateur 400V/230Vpour pour alimenter l’automate, le ventilateur de refroidissement et une prise de courant. Et donc ses protections associées. Un transformateur 400V/24V= et ses protections adaptées pour alimenter les entrées automate, les relais de sécurité, et le terminal de dialogue de type Magélis. Un transformateur 400V/48V~ et ses protections primaire et secondaire, car nous gardons les électrovannes présentent. Pour dimensionner les protections, un tableau constructeur est prévu à cet effet. L’empileur de yaourt 65 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 a) Choix du transformateur 400V/48V~ (T2) Puissances d’appel et de maintien des différents éléments alimentés. -5 électrovannes : Appel 70VA Maintient : 10VA -2 bobines de contacteur : Appel : 70VA Maintien : 8VA -3 voyants : S = 10VA Pour dimensionner le transformateur, on utilise la méthode du catalogue télémécanique il faut calculer la puissance de maintien de tous les éléments, et de connaître la puissance d’appel du plus gros élément. On prend comme hypothèse que 80% des éléments peuvent fonctionner simultanément, et on applique un facteur de correction à cause du facteur de puissance (valeur normalisée, cos φ= 0,5). Une chute de tension de 5% au moment de l’appel est également prise en compte. -Puissance de maintien : 5*10 + 2*8 + 3*10 = 96VA -Puissance d’appel : 70VA Tableau de dimensionnement. L’empileur de yaourt 66 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 On considère un fonctionnement à une température de 35°C car le système n’est pas soumis à des conditions extrêmes (atelier fermé). Le tableau nous donne donc un transformateur de puissance nominale de 160VA. Choix du transformateur : Il faut donc un transformateur alimenté en 400V, délivrant une tension de 48V~ et de puissance de 160VA. Référence : ABL-6TD16 B Choix des protections L’empileur de yaourt 67 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Au primaire on a du 400V monophasé, on souhaite mettre un disjoncteur Télémécanique bipolaire. S = U*I I = S/U I = 160/400 I = 0,4A -Il faut un disjoncteur avec une courbe de déclenchement type D, Car il y a un fort appel de courant à la mise sous tension d’un transformateur. -De calibre normalisé 1A -Une courbe D accepte une pointe de courant de 10 à 14 fois le calibre du disjoncteur. Référence : GB2 DB 06. Au secondaire on a du 48V~ monophasé, on souhaite mettre un disjoncteur Télémécanique, avec un pole coupé et un pole protégé. I = 160/48 I = 3,35A -Il faut un disjoncteur avec une courbe de déclenchement type C car on protège des récepteurs classiques. -De calibre 4A -Une courbe C accepte une pointe de courant de 7 à 10 fois le calibre du disjoncteur. Référence : GB2 CD 08. b) Choix du transformateur 400V/230V~ Le transformateur alimente l’automate TSX 37 21, le ventilateur de refroidissement et une prise de courant pour brancher des appareils de mesure. On utilise également la méthode du catalogue TELEMECANIQUE. TSX 37 L’empileur de yaourt 68 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Caractéristique de l’automate In = 0,3A pour 230V S = V*I S = 230*0,3 S= 72VA Caractéristique du ventilateur. I =100mA V = 230V S = V*I S = 230* 0,1 S = 23VA Caractéristique de la prise La prise sert à alimenter des appareils de mesure (ordinateurs, oscilloscopes…) 150VA est donc suffisant Calcul de la puissance du transformateur. Puissance de maintien de tous les éléments : 72 + 23 + 150 = 240VA Puissance d’appel : Nous ne connaissons pas la puissance d’appel des éléments, on considèrera donc la puissance de maintien de l’automate. (72VA) L’empileur de yaourt 69 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Choix du transformateur : Référence : ABL-6TS 25 U Choix des protections On a au primaire une tension de 400V monophasé, on veut une protection par disjoncteur. L’empileur de yaourt 70 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Au primaire on a du 380V monophasé, on souhaite mettre un disjoncteur Télémécanique bipolaire. S = U*I I = S/U I = 250/400 I = 0,6A -Il faut un disjoncteur avec une courbe de déclenchement type D, car il y a un fort appel de courant à la mise sous tension d’un transformateur. -De calibre normalisé 1A -Une courbe D accepte une pointe de courant de 10 à 14 fois le calibre du disjoncteur. Référence : GB2 DB 06. Protections de l’automate. Il y a une intensité d’appel à la mise sous tension ≤ 60A. Donc un fort appel de courant, il faut donc un disjoncteur de type D (accepte une pointe de courant de 14 fois In pendant quelque centièmes de secondes). In = IM/14 In = 60/14 In ≈ 4A Avec un disjoncteur de calibre de 4A, il n’y a pas de risque que le disjoncteur disjoncte à la mise sous tension. c) Choix du l’alimentation 400V/24V= (AL1) Nous avons choisis de prendre une alimentation linéaire (transformateur redressé filtré), plutôt qu’une alimentation a découpage. Cela pour une question de coût, de plus une alimentation redressée filtrée est plus robuste, mieux adapté pour le milieu industriel. Le transformateur permet d’alimenter en 24V continu : -Le Magélis -Les deux systèmes de sécurité PILZ. -deux contacteurs -Magélis : -P = 10W -système PILZ -P = 10W -Calcul de la puissance de maintien : -Pm = 10 + 2*10 + 2*7 = 44W L’empileur de yaourt 71 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 -Contacteur -P maintien : 7W -P appel : 70W Pour dimensionner le transformateur, il faut calculer la puissance de maintien de tous les éléments. On détermine ainsi l’intensité nominale du secondaire, et donc le calibre de l’alimentation. P maintien = 44W I = P/U I = 44/24 I = 1,9A Choix du transformateur : Référence : ABL-6RF2405 Choix des protections L’empileur de yaourt 72 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Au primaire on a du 400V monophasé, on souhaite mettre un disjoncteur Télémécanique bipolaire. S = U*I I = S/U I = 120/400 I = 0, 3A -Il faut un disjoncteur avec une courbe de déclenchement type D, car il y a un fort appel de courant à la mise sous tension d’un transformateur. -De calibre normalisé 1A -Une courbe D accepte une pointe de courant de 10 à 14 fois le calibre du disjoncteur. Référence : GB2 DB06 Au secondaire la protection est intégrée dans l’alimentation. ! Lors de la commande, nous avons commandé une alimentation de 5A, du à une erreur de référence. Nous avons quand même gardé cette alimentation, légèrement surdimensionnée et fait changer le disjoncteur du primaire. L’empileur de yaourt 73 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 2. Choix de l’appareillage électrique de puissance 5/L3 6/T3 3/L2 4/T2 3/L2 4/T2 1/L1 2/T1 1/L1 2/T1 KM2 1 3 5 1 Q12 5 KM1 -Q2 4 6 1/L1 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 2 2 6 - R) 6/T3 3 - R) 5/L3 4 - R) Info de défaut du variateur 1/L1 3/L2 5/L3 ( 10 - D ) 2/T1 4/T2 6/T3 +24 KM3 X3.8 X3.9 X3.10 U V W KM4 Contact de marche du variateur ( 05 - F ) ( 05 - F ) ( 10 - E ) CLI LI6 LI4 LI5 LI3 LI2 LI1 R1B R1C L3 R1A L2 L1 PE PE R2A R2C A0C AOV ATV 31 AI2 AI3 COM AI1 + 10 PB PA/+ PO PC/- W V U PE Variateur de vitesse PE PE X3.5 X3.6 X3.7 X1.75 X1.76 X1.77 X2.35 X2.36 X2.37 M 3~ M2 Moteur gerbeur U PE V M 3~ Moteur tapis W M3 3 2 p1 1 Le système est composé de deux moteurs. -Un moteur pour le tapis. -un moteur pour le gerbeur. -Le tapis, malgré le réducteur avance trop vite, on a donc décidé de mettre un variateur de vitesse. -Les deux moteurs sont des moteurs asynchrones. -Au variateur on associe un disjoncteur magnétique et un contacteur. -Au moteur du gerbeur on associe un disjoncteur magnétothermique et un contacteur. -La vitesse du tapis est contrôlée par un potentiomètre situé sur le pupitre de commande. -On place également un contacteur de ligne pour la mise sous tension. (KM5) a) Commande et protection du moteur du tapis. Choix du variateur Le variateur permet de régler la vitesse d’avancement du tapis. Plus le tapis avance vite, et plus la cadence est élevée. Le variateur permettra donc de régler la cadence de la machine. Le tapis est entraîné par un moteur asynchrone triphasé. Le tapis ne possède qu’un sens de marche. Il n’y a pas d’inertie. Le couple résistant est constant L’empileur de yaourt 74 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Moteur du tapis TYPE : Moteur asynchrone Catégorie de démarrage : Rotor en CC. Type: S32DT80K4 IP : 55 cosΦ : 0,77 ∆ : 230V 3,05A 1360tr/min Y : 400V 1,76A 1360tr/min P=0,55kW Quadrants de fonctionnement N>0 C<0 N<0 C<0 Un seul sens de marche et pas d’inertie : N>0 C>0 N>0 C>0 N<0 C>0 On n’a donc pas besoin d’asservissement particulier, pas de résistance de freinage, le couple résistant au démarrage est constant. Le choix se portera donc sur un variateur de fréquence à U/F constant standard. Le moteur est auto ventilée, donc le problème est un risque d’échauffement si le moteur ne tourne pas assez vite trop longtemps. Il faudra donc prévoir une sécurité pour ne pas descendre trop bas en vitesse. Voici une caractéristique normalisée pour le déclassement des moteurs asynchrones en fonction de la vitesse. On constate que l’on peut utiliser le moteur à sa puissance nominale jusqu'à moitié de sa vitesse nominale. L’empileur de yaourt 75 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Il nous faut donc un variateur de puissance minimum de 0,55KW, supportant une intensité de 3,05 A. Pas de déclassement, car il n’y a pas de mouvement dynamique important. Référence : ATV 31 H055 N4 Le potentiomètre est branché sur les bornes « +10 » « AI1 » « COM » il permet de changer la fréquence de sortie du variateur, et donc la vitesse, tout en gardant le rapport U/F constant. La fréquence peut varier entre 25 et 50Hz. Les bornes R1A et R1C et un contact qui permet de signaler un défaut du variateur. Il est enclenché quand le variateur est près à fonctionné. Les bornes LI1 et +24V permet de commander le démarrage et l’arrêt du variateur. L’empileur de yaourt 76 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Choix du disjoncteur et du contacteur Il faut un disjoncteur magnétique. La protection thermique est assurée par le variateur car on règle l’intensité max que doit délivrer le variateur. Le disjoncteur doit accepter une pointe de courant au démarrage du moteur. Référence du disjoncteur : GV2 L08 Le contacteur doit être de catégorie AC-3 car on alimente un moteur. Et de puissance minimale de 0.55KW sous 400V. Référence du contacteur : LC1 K0610 E7 L’empileur de yaourt 77 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 b) Commande et protection du moteur du gerbeur. Moteur gerbeur : -Leroy-somer -Type: LS80L2 -IP : 55 -cosΦ : 0,76 -∆ : 220/240V 3,5A 1420tr/min -Y : 380/415V 2A 1420tr/min -0 ,75kW -50Hz On place un disjoncteur moteur suivit d’un contacteur. Comme le contacteur commande la ligne d’un moteur asynchrone, et qu’il la coupe que une fois le moteur lancé, on choisira un contacteur de catégorie AC3. Choix du contacteur Le contacteur doit être de catégorie AC-3 car on alimente un moteur et de puissance minimale de 0.75KW sous 400V. Référence du contacteur : LC1 K0610 E7 L’empileur de yaourt 78 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Choix du disjoncteur magnétothermique. Il faut un disjoncteur magnétothermique, de puissance de 0.75KW, Référence du disjoncteur : GV2 ME07 On souhaite également rajouter un contact auxiliaire pour détecter un défaut du moteur, on place donc un contact auxiliaire sur le disjoncteur. On prendra un bloc comprenant un contact de signalisation de défaut, qui ne s’ouvre que lorsque le disjoncteur disjoncte. Et un contact instantané pour signaler l’état du disjoncteur. Référence du bloc auxiliaire : GV AD 1010 L’empileur de yaourt 79 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 c) Choix du contacteur de mise sous tension. (KM5) Le contacteur KM5 permet la mise sous tension du système, il est placé en tête du système. Il existe 4 catégories d’emploie pour les contacteurs : Catégorie AC1 : Commande de circuits résistants (cos φ ≥0,95) ou contacteur de ligne. Catégorie AC3 : Commande de moteurs asynchrones avec coupure « moteur lancé ». Catégorie AC2 : Commande de moteurs asynchrones à bagues avec coupure « moteur calé ». : Commande de moteurs asynchrones à cages avec coupure « moteur calé ». Le contacteur est placé en tête d’installation, on choisira donc un contacteur de catégorie AC1. Pour calculer le calibre du contacteur on détermine le courant maximal susceptible de traverser le contacteur. On considère un facteur de puissance de 0.5 pour les transformateurs, et les puissances nominales pour les moteurs. Courant total qui traverse le contacteur : Transfo 400/230V S = 250VA (cos φ =0.5) P = 125W Q = 216VAR Transfo 400/24V P = 120W (cos φ =0.5) Q = 207VAR S Q Moteur tapis Pa = 600W cos φ =0.77 Q = 513 VAR Moteur gerbeur φ Pa = 800W cos φ=0.76 Q = 634VAR Ptot = 125 + 120 +600 + 800 = 1645W Qtot = 216 + 207 + 513 +634 = 1570VAR P cos φ = P/S tan φ = Q/P S² = P² + Q² S = √ (P² + Q²) S = √ (1645² + 1570²) S = 2274VA S = √3 . U. I I = S/ √3. U I = 2274/ √3*380 I = 3.5A L’empileur de yaourt 80 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Choix du contacteur Bobine Il faut un contacteur de catégorie AC1 car il est placé en tête de ligne, pour une tension de 400V, et pouvant supporter une intensité de 3,5A et une puissance de 1,7KW. La commande du contacteur est en 48V, il faut donc choisir une bobine en 48V~. Référence : LC1 D09 E7 L’empileur de yaourt 81 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 3. Réalisation du programme. Je dois donc réaliser une partie du programme de l’automate. Ma partie concerne le GRAFCET de production normale. Le programme est réalisé grâce au logiciel PL7 PRO. Présentation du logiciel. PL7 PRO permet de réaliser les programmes des automates TSX de TELEMECANIQUE. Le logiciel PL7 propose 4 langages de programmation : -Langage à contacts -Liste d'instructions -Littéral structuré -Grafcet Ces langages mettent en œuvre : -Des blocs fonction prédéfinis (Temporisations, Compteurs,...), -Des fonctions métiers (analogique, communication, comptage...), -Des fonctions spécifiques (gestion du temps, chaîne de caractères...). Les menus. Le menu fichier permet de sauvegarder les programmes, de les ouvrir. Le menu option permet d’ajuster la présentation du logiciel. Sur le menu on voie dix onglets, qui permettent d’atteindre différentes fonctions. Notamment l’onglet AP, qui permet de se connecter à l’automate, de transférer les programmes (PC > automate ; automate > PC.) On peut comparer le programme de l’automate à celui du PC. « Bilan mémoire »permet de connaître l’espace utilisé par le programme. L’empileur de yaourt 82 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 La barre d’outils. 1 2 3 4 5 6 7 8 N° 1 2 3 4 5 6 7 Fonction Nouveau Ouvrir sauvegarder Imprimer Retour Confirmer Aller à 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Application vue Librairie Transfert Déconnecter connecter Run Stop Animation Cascade Verticale Horizontal Aide 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Désignation Pour créer un nouveau fichier. Pour ouvrir un fichier. Pour sauvegarder un fichier. Pour imprimer. Annuler une modification. Pour valider une modification Aller rapidement d’une section a une autre du programme. Afficher le navigateur. Chercher des références croisées entre les variables. Librairie de fonction. Pour transférer le programme dans l’automate. Pour déconnecter le PC de l’automate. Pour connecter le PC à l’automate. Commande l’automate de lancer l’exécution. Commande l’automate d’interrompre l’exécution. Animation des données. Pour ajuster la présentation du logiciel. Menu d’aide. Fenêtre de navigation. Configuration : contient les paramètres de configuration de l’automate et les renseignements sur l’automate utilisé. Programme : contient les fenêtres de programmation, c’est ici que l’on réalise la quasi-totalité du programme. Variable : contient la programmation de toutes les variables (tempo, compteurs…) et des cartes automate utilisé. Ecrans d’exploitation : dossier pour tester le programme. L’empileur de yaourt 83 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Carte automate. Dans le dossier programmation, on choisie les cartes que l’on souhaite ajouter. Les cartes se rajoutent dans les rac prévus à cet effet. Le module 0 contient le processeur de l’automate ainsi que la mémoire de programme et de données. Ce module gère tout le reste de l’automate. Dans le premier rac (module 1 et 2) nous avons désigné une carte entrée sortie de type DMZ 28 DR, qui comporte 16 entrées et 12 sorties. Dans le module 3 nous avons mis une carte DMZ 12 D2, qui comporte 12 entrées. Programmations. Une fois les adresses définies, nous pouvons commencer à programmer l’automate. Nous réaliserons le programme en GRAFCET. Composé donc d’étapes et de transitions. Il faut donc tout d’abor commencer par réaliser le GRAFCET, dans le dossier chart du dossier programme. L’empileur de yaourt 84 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Les fonctions possibles. 1 N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Désignation. Insérer une étape et une transition. Insérer une étape. Insérer une étape initiale. Insérer un renvoie sortant. Insérer une transition. Insérer un renvoie entrant. Insérer un lien étape > transition. Insérer un lien transition > étape. Insérer une divergence en « ET » Insérer une convergence en « ET » Insérer un commentaire. Les transitions Il faut ensuite programmer les transitions. Les transitions qui se trouvent entre les étapes, permettent de faire avancer le GRAFCET. On peut passer a l’étape suivante quand et seulement quand la transition devient vrais. On peut voir que cette transition est située entre l’étape 40 (%X80) et l’étape 42 (%X42). Le symbole (#) représente la validité de la transition. Ici on voit qu’il faut l’entrée %I3.0 et %I3.6 pour que la bobine # soit vrai, donc pour pouvoir passer a l’étape 42. (Ici %I3.0 et %I3.6 représentent des capteurs.) L’empileur de yaourt 85 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Programmation des sorties. On associe à chaque étape une ou plusieurs sorties. Cela ce programme dans le post. Ici on constate que la sortie %Q2.8 (qui représente le bloqueur du déchargement) s’active quand on passe aux étapes : 69 ; 41 ; 42 ; 87 ; 88 ; 93. Dans le même dossier on programme également les temporisations et les compteurs. Fonction spéciale. Dans le PRL on programme les variables. Dans notre cas, le nombre de caisse par pile se choisit à partir de la MAGELIS. Donc la constante du compteur doit pouvoir être modifié. On ajoute donc un bloc « operate », et qui modifie la constante du compteur en fonction de la valeur de la MAGELIS. L’automate dispose de bits système %Si qui indiquent les états de l'automate ou permettent d'agir sur le fonctionnement de celui-ci. Dans notre cas il faut pouvoir figer le système, car au déchargement il faut ouvrir un carter de protection pour décharger les piles. Donc quand on actionne le bouton tournant du déchargement, le programme se fige et donc aucun mouvement n’est possible. %S21, initialisation. Ce bit est géré par l'utilisateur pour initialiser le Grafcet (mise à 1 de préférence dans le traitement préliminaire). Il est repositionné à 0 par le système après initialisation du Grafcet (en fin de traitement préliminaire, lors de l'évaluation du nouvel état du Grafcet). L'initialisation du Grafcet consiste en la désactivation de toutes les étapes actives et en l'activation des étapes initiales. Sur un démarrage à froid, ce bit est positionné à 1 par le système pendant le traitement préliminaire. %S23, Figeage du Grafcet. Normalement à l'état 0, la mise à l'état 1 de %S23 provoque le maintien en l'état des Grafcet. Quelle que soit la valeur des réceptivités aval aux étapes actives, les Grafcet n'évoluent pas. L’empileur de yaourt 86 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Partie de SOUFIANI Anthoumani 1. Sécurité sur le gerbeur 1. Le relais de sécurité 1.1. Rôle du relais de sécurité Afin de préserver la sécurité des personnes opérant sur le système et de s’affranchir d’un premier défaut, l’installation d’un relais est nécessaire. Pour le gerbeur, la protection portera sur deux systèmes : -Au niveau des portes empêchant tout accès à la partie opérative du gerbeur. Capteur de porte -Au niveau de la déclaration d’un défaut par appui sur le bouton d’arrêt d’urgence. Bouton d’arrêt d’urgence - Le relais de sécurité devra intervenir automatiquement pour mettre hors tension le système si : Une personne ouvre une de ces cinq portes. Une personne appuie sur le bouton d’arrêt d’urgence L’empileur de yaourt 87 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 1.2. Choix du relais de sécurité Pour faire un choix de relais de sécurité il se doit de faire une estimation des risques sur le système. Ce choix se fait à l’aide d’une documentation suivant : Au vu de l’aspect du gerbeur, il est possible de subir des lésions sérieuses irréversibles d’une personne (S2). Présence dans la zone dangereuse : rare à assez fréquente (F1). Possibilité de prévention de l’accident : presque impossible (P2). Donc la catégorie préférentielle est 4. Une fois la catégorie trouvée, le nombre de contact de sécurité et d’informations sont d’autres critères pour le choix. On a besoin 2 contacts NO de sécurité dans le câblage de commande. L’empileur de yaourt 88 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Le tableau suivant permet ensuite de choisir la référence du relais de sécurité par rapport aux éléments déterminé auparavant : On choisit le module de sécurité PNOZ X3 Spécifications techniques Catégorie 4 selon NF EN 60204-1 Câblage en 1 ou 2 canaux Tension d’alimentation : 24 V CC/CA Contacts de sorties : 3 N/O + 1 N/F + 1 statique Temporisations à l’appel : <50ms Temporisation de réponse : <50ms Pouvoir de coupure - AC-1 : 250 V CA /5A /1250 VA - DC-1 : 24V/5 A/100 W Dimensions (mm) : 45*122*87 Température d’utilisation : -10°C à +55°C On a choisi d’utiliser deux relais de sécurité pour avoir un niveau de sécurité différent selon la protection désirée : ATU s’il y a défaut ATU (niveau prioritaire avec coupure puissance et réinitialisation du système) L’empileur de yaourt 89 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Porte s’il ya défaut porte(figeage uniquement de la partie opérative tant que la porte reste ouverture puis reprise de la production normalement ) Description de fonctionnement Le relais de sécurité PNOZ X3 assure de façon sure, l’ouverture d’un circuit de sécurité. A la mise sous tension du relais (A1-A2), la LED « Power » s’allume. Le relais est activé si le circuit de réarmement sur S33-S34 a été ouvert puis fermé. Circuit d’entrée fermée (poussoir AU non actionné) : Le relais K1 et K2 passent en position travail et s’auto-maintiennent. Les LEDs CH1 et CH2 s’allument. Les contacts de sécurité (13-14/23-24/33-34) sont fermés et le contact d’info. (41-42) est ouvert. Circuit d’entrée ouvert (poussoir AU actionné) : Le relais K1 et K2 retombent. Les LEDs CH1 et CH2 s’éteignent. Les contacts de sécurité (13-14/23-24/33-34) s’ouvrent et le contact d’info. (41-42) se ferme. Mode de fonctionnement Redondance : circuit d’entrée redondant. Le double processeur intégré analyse et compare les informations reçues des entrées et des sorties de sécurité. Les informations entrantes et sortantes sont réceptionnées en parallèle par les deux processeurs et sont comparées en temps réel. (Schéma électrique pilz PNOZ X3) Redondance boucle d’entrée d’ATU ATU KM1 PNOZ X3 KM2 KM1 Contacts de sécurité L’autocontrôle KM2 L’empileur de yaourt 90 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 La probabilité que deus contacts d’un capteur ou d’un ATU ne s’ouvre pas en même temps est considéré comme impossible. Egalement pour les contacteurs, il est considéré comme impossible que les deux contacteurs ne s’ouvrent pas en même temps. Quand un défaut apparaît, on est sur que les contacteurs vont s’ouvrir. La boucle d’autocontrôle permet de détecter la défaillance d’un contacteur, si un contact reste collé sous un arc électrique ou est défaillant. Le système ne peut redémarrer car la boucle est ouverte. Pour les capteurs ou l’ATU, si un contact est défectueux, le système ne redémarre pas car la boucle est ouverte. Réarmement automatique : le relais est activé dés la fermeture des canaux d’entrée. Autocontrôle : le relais n’est réarmé que si le circuit de réarmement (S33-S34) est ouvert avant la fermeture de circuit de sécurité, puis refermé après la fermeture de circuit d’entrée Le relais doit être monté en armoire ayant un indice de protection mini IP 54. Comment ca marche : - Arrêt d’urgence Module de sécurité Capteur de porte PNOZ X3 Partie puissance Le relais de sécurité intervient automatiquement pour mettre hors tension la partie puissance si : Une personne ouvre une de ces cinq portes. Une personne appuie sur le bouton d’arrêt d’urgence. Le relais de sécurité marche en logique négative : si la boucle est fermée le système marche et s’arrête pour le cas contraire L’empileur de yaourt 91 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 2. Implantation de l’armoire 1. Eléments à placer dans l’armoire - Disjoncteur générale Q1 Disjoncteur primaire transformateur P1 Disjoncteur primaire transformateur P2 Disjoncteur magnéto thermique Disjoncteur Moteur gerbeur Disjoncteur Moteur Sectionneur générale Contacteur variateur Transformateur 380/220V 250VA Transformateur 380/24V Transformateur 380/48 Contacteur moteur gerbeur Contacteur générale de ligne Contacteur de sécurité Automate TSX 37 Variateur de vitesse ATV 31 Borniers Module de sécurité PILZ PNOZ X3 2. Disposition L’armoire se situera sur la partie haute du système : l’évacuation des câbles vers le système se fera donc par la partie supérieure de l’armoire. Les borniers sont placés en bas de l’armoire. Afin de faciliter la maintenance, les différents disjoncteur et sectionneurs doivent se situer sur une même ligne : le technicien verra ainsi facilement le disjoncteur qui a déclenché. L’automate et le variateur sont des éléments programmables de commande : il est aussi judicieux de les placer sur une même ligne. De plus, le variateur a besoin d’un espace suffisant entre chacun afin de faciliter l’évacuation de la chaleur. Les relais et contacteurs peuvent êtres associés, ils n’ont pas spécifications particulières et assurent une fonction semblable. Il est important de prévoir un espace suffisant pour les différentes goulottes qui se situeront entre chaque rail d’éléments horizontaux et verticaux. L’empileur de yaourt 92 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 3. Encombrement Le tableau récapitulatif des différents éléments et de leurs encombrements Eléments Disjoncteur générale DT 40 Q1 Sectionneur générale Q0 Dimensions 54*96 Variateur de vitesse ATV31 105*143*150 Contacteur variateur KM3 45*58*57 Transformateur 380/220V 250VA T1 120*122*85 Disjoncteur primaire transfo P1 Q8 Transformateur 380/24V T2 30*74*85 Disjoncteur primaire transfo P2 Q4 Transformateur 380/48V AL1 30*74*85 Disjoncteur Q2 30*74*85 Disjoncteur Q3 15*74*82 Disjoncteur magnéto thermique Q13 44,5*89*78,2 Contacteur moteur gerbeur KM4 45*58*57 Contacteur générale de ligne KM5 Contacteur sécurité KM1 45*77*84 54*96 96*132*91 106*109*81 45*58*57 L’empileur de yaourt 93 Rapport de thème BTS Electrotechnique Contacteur auxiliaire KM1-KM2 Contacteur sécurité KM2 Automate TSX 37 Année 2006-2007 0*0*35 45*58*57 341*151*152 Module de sécurité PNOZ X3 Disjoncteur moteur Q12 DT40 1A Courbe D 27*94*122 DT40 16A Courbe C 18*91 DT40 1A Courbe C 18*91 DT40 4A Courbe C 18*91 DT40N 1A Courbe D 18*91 54*96 18*91 L’empileur de yaourt 94 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 4. L’armoire Les encombrements paragraphe 3 et la disposition précédente nous permettent de déduire la taille minimale de l’armoire : Largeur : 620mm+30mm d’espace entre les éléments Largeur minimale : 650mm Hauteur : 770mm+30mm d’espace entre les éléments Hauteur minimale : 800mm Choix de l’armoire Largeur : 800mm Hauteur : 1000mm Profondeur : 300mm Référence : ACMBP1083 L’empileur de yaourt 95 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Implantation des composants dans l’armoire Les composants sont implantés dans l’armoire conformément à la disposition prévue F1 Q1 KM1 KM2 Q6 Q7 Q9 Q11 Q12 Q13 PNOZ PNOZ X3 KM3 KM4 T KM5 TSX 37 Q2 Q3 Q4 Q8 Q1 X3 ATV 31 T ALI B1 B2 L’empileur de yaourt 96 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 3. Le schéma pneumatique A B C D E F G H I J K L M N O P Q 1 Bloqueur 1 Empilage V2 2 Bloqueur 2 Empilage Volets Mini-Gerbeur Bloqueur 3 Déchargement V4 V5 1 1 V6 V7 2 3 V1 4 1 V3 1 1 2 1 2 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 5 2 2 6 C1 2 C2 2 C3 2 C4 2 C5 2 C6 C1 1 2 EV1 EV2 -Y 7 2 EV3 1 3 4 2 -y -Y 1 4 2 -y 1 3 EV4 3 EV5 4 2 1 3 -y 1 3 2 8 9 X1.48 F5 10 1 2 P1 X1.49 11 Schéma Pneumatique Empileur de plateaux de yahourts LP XXXX Dessiné 16 JANVIER le : 2007 Modifié le : Par : SOUFIANI 11 11 Les éléments : V5 Vérin simple effet 1 2 V2 Vérin double effet 1 2 EV2 -Y 1 3 ElectroDistributeur 3/2 monostable Distributeur 4/2 monostable EV4 -y 1 Régulateur de débit 2 1 Régulateur de débit d’air dans un seul sens C1 2 F5 1 P1 P Bloc de conditionnement de l’air Pressostat (capteur pression à seuil max) L’empileur de yaourt 97 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Fonctionnement : L’ air est envoyé par l’intermédiaire d’une vanne manuelle quart de tour. Les vérins sont actionnés en fonction de la commande des électrovannes qui sont pilotées par l’automate. Si les plateaux sont présents dans le poste d’empilage, les bloqueurs empilages situés en aval et en amont du poste empêchent l’entrée ou la sortie des plateaux. L’empileur de yaourt 98 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 Conclusion Durant la réalisation de ce projet, nous avons pu mettre en pratique le plupart des connaissances acquises lors de nos deux années de BTS Electrotechnique au lycée Jean Dupuy. Nous avons connu beaucoup de contraintes telles que les changements de matériels anciens ou bien encore des changements au niveau du pupitre. Tout au long de nos travaux, nous avons appris à utiliser différents logiciels de mise en œuvre de schémas ou de programmation. Ce projet nous a permis de vivre au sein d’un groupe, une expérience unique nous permettant de se familiariser avec le monde du travail, ce qui a permis à chacun d’entre nous d’acquérir une expérience dans des domaines où notre savoir n’était encore que théorique. L’empileur de yaourt 99 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 ANNEXE 1 : SCHEMAS ELECTRIQUES L’empileur de yaourt 100 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 ANNEXE 2 : GEMMA L’empileur de yaourt 101 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 ANNEXE 3 : GRAFCET L’empileur de yaourt 102 Rapport de thème BTS Electrotechnique Année 2006-2007 ANNEXE 4 : PROGRAMME AUTOMATE L’empileur de yaourt 103
