Projet semestriel: Systéme Automatisée + régulation industrielle 2022-2023 polytechnique sousse Réalisée par: Houssem Eddine Essaies élève ingénieur 4éme année électrique automatique [email protected] À PROPOS DE L'UNIVERSITÉ: L'Ecole Polytechnique de Sousse: Fondée en 2009, L’Ecole Polytechnique de Sousse est une grande école privée d’enseignement et de recherche à vocation internationale, accréditée EUR- ACE et qui a pour unique vocation de former des ingénieurs ayant un niveau technique et scientifique conforme aux meilleurs standards internationaux. Elle se fixe résolument comme mission de garantir une excellente insertion professionnelle à ses jeunes diplômés en les propulsant directement à l’employabilité Une accréditation EUR-ACE qui accorde à nos futurs ingénieurs un niveau de diplôme conforme aux standards internationaux via l’excellence de nos formations continues et de nos programmes et qui leur permettront de recevoir, et de manière systématique, la totale reconnaissance de leurs diplômes partout en Europe. 1 INTRODUCTION AU TIA Le portail Totally Integrated Automation, ci-après appelé portail TIA, vous offre la fonctionnalité complète pour réaliser votre tâche d'automatisation, regroupée dans une plateforme logicielle globale. Le portail TIA permet pour la première fois de disposer, au sein d'un cadre, d'un environnement de travailcommun pour une ingénierie transparente avec différents systèmes SIMATIC. Le portail TIA vous permet donc également pour la première fois de travailler de manière sécurisée et confortable dans le système global. Tous les progiciels requis, de la configuration matérielle à la visualisation du processus en passant par la programmation, sont intégrés dans un cadre complet d'ingénierie. Les avantages de travailler avec le portailTIA : En travaillant avec le portail TIA, vous bénéficiez d'un soutien efficace lors de la réalisation de votre solution d'automatisation grâce aux fonctions suivantes : 2 ● Ingénierie transparente basée sur un concept unitaire de commande L'automatisation de processus et la visualisation de processus vont "de paire". ● Gestion centralecohérente des données à l'aide d'éditeurs performants et d'une symbolique transparente Une fois créées, les données sont disponibles dans tous les éditeurs. Les modifications et les corrections sont reprises et mises à jour automatiquement dans l'ensemble du projet ● Concept global de bibliothèque Utilisez les instructions prédéfinies et réutilisez des parties de projets déjà existantes. ● Plusieurs langages de programmation Cinq langagesde programmation différents sont à votre disposition pour effectuer votre tâche de programmation. PRÉSENTATION DE L’INSTALLATION Il s’agit d’une machine capable de remplir et de boucher des flacons. Les flacons sont présentés sous le poste de remplissage puis sous le poste de bouchage 3 4 Figure 1 : Machine à remplir et à boucher La machine, représentée au-dessus, comporte : Un poste de transfert (poste 1) chargement qui alimente le tapis de remplissage par l’intermédiaire du vérin A. L’alimentation du tapis de transfert – chargement est hors étude Figure 2 : partie poste de transfert-chargement Un vérin B qui actionne le tapis de remplissage – bouchage si un flacon a été placé sur le tapis et que les cycles de bouchage et de remplissage sont terminés. La crémaillère fixée sur ce vérin entraîne un pignon monté en roue libre dans le sens de la rentrée du vérin. Figure 3 : vérin B d’action de tapis 5 Un poste de remplissage (poste 2) muni d’un doseur volumétrique réglable, mû par un vérin C et d’une vanne de fermeture D. Figure 4 : partie poste de remplissage Un poste de bouchage (poste 3) équipé d’un transfert de bouchon par vérin G, d’un moteur pneumatique F pour tourner et visser le bouchon, d’un électro-aimant EI pour maintenir le bouchon, et d’un vérin d’avance E. Le vérin E avance jusqu’au bouchon présenté, recule avec ce bouchon pendant le retrait de G puis avance à nouveau avec rotation du moteur F, pour visser le bouchon. Le bouchon est vissé lorsque le vérin G ne peut plus descendre. 6 Figure 5 : partie poste de bouchage Etude du fonctionnement Normal du système : Premièrement La position initiale est celle représentée sur le croquis mais avec le tapis de remplissage totalement vide. Le fonctionnement normal de la machine d’encaissage est présenté à la figure 1. Pour optimiser la cadence de production, les trois postes travaillent en même temps. Un signal Dcy (bouton « marche ») autorise le fonctionnement du système. Dans un premier temps, on sort le vérin de transfert B pour décaler le convoyeur d’une position vers la droite 7 Ensuite, dans la branche correspondante au poste 1, le vérin A charge une nouvelle bouteille vide et le vérin B se retire. Ensuite, le vérin A se retire. Dans la branche correspondante au poste 2, la sortie du vérin C, et l’ouverture de la vanne D se font en même temps pour remplir la bouteille. Le remplissage dure 15 secondes. Ensuite, on ferme la vanne D et on retire le vérin C pour remplir à nouveau le cylindre doseur. Dans la branche correspondant au poste 3, la sortie du vérin G présente un nouveau bouchon sous le dispositif de vissage composé du vérin E et du moteur F. Le vérin E est alors sorti pour saisir le bouchon. Ensuite, le vérin E doit être rentré de même que le vérin G pour retirer le dispositif présentant le bouchon. Enfin, le vérin E sort en même temps que le moteur pneumatique F tourne. Après leur bouchage, les bouteilles sont évacuées sur un tapis roulant par un vérin P avant d’être poussées dans des caisses par un vérin M, pour être rangées manuellement par l’opérateur. Ces caisses doivent contenir 10 (dix) bouteilles indiquées par un compteur C, pour être stockées et le cycle redémarre. NB : Compteur C : Z : Impulsion de comptage (incrémentation compteur) Y : signal de remise à zéro du compteur A : signal de sortie du compteur (valeur présélectionnée atteinte) Il ya une présence de pièce sur chaque poste au démarrage du cycle. 8 Etude du fonctionnement détaillé du système : Liste des capteurs : Chaque vérin est muni de deux capteurs de fin de course : exemple pour le vérin A un capteur a0 informe que la tige est rentrée et un capteur a1 informe que la tige est sortie. Le vérin E est équipé d’un capteur à chute de pression e1 qui détecte l’arrêt du vérin en butée en un point quelconque de sa course. La vanne D et le moteur F ne comportent pas de capteur de position car ils sont difficiles à implanter. Seul un détecteur de position PFA informe de la présence d’un flacon devant le vérin A. La présence ou non d’un flacon sous les autres postes se fera par comptage du nombre d’avances du vérin B. Un détecteur de présence de bouchon dans la goulotte BG informe le système. L’évacuation des flacons du tapis de remplissage n’est pas traitée, seule une information provenant d’un autre système prévient que le flacon a été évacué en bout de tapis ; cette information sera symbolisée par FE. Fonctionnement normal : La mise en fonctionnement automatique se fait par sélection du mode AUTO (sélecteur à trois positions AUTO/ARRET/MANU). Le tapis étant vide il faut l’approvisionner par le vérin A si des flacons sont présents sur le tapis de transfert chargement. Les différentes étapes de fonctionnement s’enchaînent ensuite à chaque avance du vérin L’arrêt du fonctionnement automatique se fait par passage du sélecteur de fonctionnement en position ARRET. 9 Lorsque l’arrêt est demandé, le système fonctionne jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de flacon sur le tapis de remplissage – bouchage. L’arrêt de la machine est alors effectif. Fonctionnement sur défaut : Point délicat de la machine, le poste de bouchage est parfois défaillant (manque de bouchon dans la goulotte), il peut être alors décidé de produire tout de même, en bouchant manuellement les bouteilles au fur et à mesure de leur remplissage automatique. Ce mode de fonctionnement doit être approuvé par un bouton poussoir BP acquit. Deux cas peuvent alors se produire : • La goulotte est réapprovisionnée ; dans ce cas, la machine s’arrête après un cycle de remplissage et reprend son fonctionnement normal après une impulsion sur BP acquit. Une demande d’arrêt intervient ; dans ce cas, la machine termine le cycle en vidant le tapis de ses flacons. Remise en état du système : Point délicat de la machine, le poste de bouchage est parfois défaillant (manque de bouchon dans la goulotte), il peut être alors décidé de produire tout de même, en bouchant manuellement les bouteilles au fur et à mesure de leur remplissage automatique. Ce mode de fonctionnement doit être approuvé par un bouton poussoir BP acquit. Deux cas peuvent alors se produire : • La goulotte est réapprovisionnée ; dans ce cas, la machine s’arrête après un cycle de remplissage et reprend son fonctionnement normal après une impulsion sur BP acquit. Une demande d’arrêt intervient ; dans ce cas, la machine termine le cycle en vidant le tapis de ses flacons. 10 Fonctionnement des balises : La balise verte fonctionne pendant le cycle automatique en mode normal. La balise rouge fonctionne quand le système est en défaut, en même temps que la sirène. La balise orange signale le manque de bouchon dans la goulotte est reste allumée durant toute la période de production sans bouchage automatique. Etude du GRAFCET du fonctionnement normal : Le GRAFCET du fonctionnement normal de la machine d’encaissage est présenté à la figure 6. Pour optimiser la cadence de production, les trois postes travaillent en parallèle. Depuis l’étape initiale 1, un signal dcy (bouton « marche ») autorise le fonctionnement. Dans un premier temps, on sort le vérin de transfert B pour décaler le convoyeur d’une position vers la droite. Ensuite, dans la branche correspondante au poste 1, le vérin A charge une nouvelle bouteille vide et le vérin B se retire. Ensuite, le vérin A se retire. Dans la branche correspondante au poste 2, le vérin C sort, tout en ouvrant la vanne D, pour vider le contenu du cylindre doseur dans la bouteille. Ensuite, on ferme la vanne D et on ré- tracte le vérin C pour remplir à nouveau le cylindre doseur. Dans la branche correspondant au poste 3, l’extension du vérin G présente un nouveau bouchon sous le dispositif de vissage composé du vérin E et du moteur F. Le vérin E est alors sorti pour saisir le bouchon. Ensuite, le vérin E doit être rentré de même que le vérin G pour retirer le dispositif présentant le bouchon. Enfin, le vérin E est mis en extension en même temps que le moteur pneumatique F tourne, pour permettre le visage du bouchon sur la bouteille 11 Tableau des actions et associés : Le tableau suivant regroupe les actionneurs, pré actionneurs et capteurs relatifs au fonctionnement de la machine d’encaissage 12 Figure 6 : GRAFCET Point de vue partie commande 13 Modes de marches et d’arrêts : Le fonctionnement normal ayant été analysé, passons maintenant aux divers modes de marches et d’arrêts. En fonctionnement normal, il était assumé qu’il ne manquait aucune bouteille et que les trois postes fonctionnaient ensemble. Comme le produit mis dans les bouteilles se dégrade avec le temps lorsqu’exposé à l’air ambiant, il est donc nécessaire de procéder en fin de journée à la vidange complète du convoyeur en interdisant le chargement de nouvelles bouteilles. L’arrêt de la production sera progressif, chaque poste s’arrêtant après avoir traité la dernière bouteille. Le matin, la mise en route du procédé sera, elle aussi progressive, chaque poste se mettant en route lorsque la première bouteille s’y présente. La production devient donc normale lorsque la bouteille atteint le poste 3. Étant donné les temps requis pour vider puis charger le convoyeur, si l’opérateur désire faire un arrêt de courte durée (par exemple une pause-café) en appuyant sur le bouton « arrêt », le système s’arrête en fin de cycle et redémarre lors de l’appuie sur le bouton « marche ». C’est ce même bouton que l’on utilise pour lancer le procédé le matin. Exercices sur le GEMMA © Ilian Bonev (2006) Page 6 de 18 En cas de défaillance du poste de bouchage, il est prévu de continuer de produire. Il faut alors que l’opérateur actionne le sélecteur « poste 3 hors service » (HS3) pour bloquer le fonctionnement du poste 3, ce qui évite d’endommager la machine ou les bouteilles. Le bouchage sera assuré par des ouvriers tant que cette situation dure. En cas de problèmes majeurs, l’opérateur pourra stopper la machine instantanément par appuis sur le bouton « arrêt d’urgence » (AU). L’arrêt d’urgence est de type figeage. Lors de l’arrêt d’urgence, il faut fermer la vanne D de remplissage pour éviter que le réservoir se vide par gravité. 14 Suite à l’arrêt d’urgence, l’opérateur doit nettoyer les dégâts et vérifier la source du bris. Ensuite, il doit mettre la machine en position initiale de façon manuelle. Enfin, un mode de marche semi-automatique est prévu pour tester séparément les séquences des trois postes. Du mode semi-automatique, l’opérateur peut retourner en production normale ou aller en mode manuel. Justement, le mode de marche manuelle est disponible pour tester chacun des actionneurs de façon indépendante. Le mode manuel se fait par l’intermédiaire d’un panneau de commande extérieur qui n’est pas branché à l’automate. Suite au mode manuel, l’opérateur doit remettre la machine en position initiale. 15 16 Les équations : Les équations des étapes : X1 = TR4.1 + TR6.1 + TR12.1 + X 1 . X2 +INIT X2 = TR1.2 + X2 . (X3 + X5 + X7) X3 = TR2.3, 2.5 ,2.7 + X3 . X4 X4 = TR3.4 + X4 . X1 X5 = TR2.3 ,2.5,2.7 + X5 . X6 X6 = TR5.6 + X6 . X1 X7 = TR2.3, 2.5 ,2.7 + X7 . X8 X8 = TR7.8 + X8 . X9 X9 = TR8.9 + X9 . X10 X10 = TR9.10 + X10 . X11 X11 = TR10.11 + X11 . X12 X12 = TR11.12 + X12 . X1 17 Les équations des Actions : b+ ba+ ac+ cd e+ ef g+ g- = X2 = X3 = X3 = X4 = X5 = X6 = X5 = X8 + X11 = X9 + X12 = X11 = X7 = X10 Les équations des Transitions : TR1.2 = DCY. a0 . c0 . e0 . X1 TR2.3 ,2.5 ,2.7 = b1 . X1 TR3.4 = a1 . b0 . X1 TR4.1 = a0 . c0 . e0 . X4 TR5.6= c1 . X1 TR6.1 = a0 . c0 . e0 . X6 TR7.8 = g1 . X7 TR8.9 = e1 . X8 TR9.10 = e0 . X9 TR10.11 = g0 . X10 TR11.12 = e1 . X11 TR12.1 = a0 . c0 . e0 . X12 18 18 YOUR LOGO Thank You 123 Anywhere ST, Any City reallygreatsite.com +123-456-7890 [email protected]
