Projet magasin à balancelles Une solution innovante pour les entreprises Sommaire Présentation 1. Présentation générale Visite d’une usine Présentation du système Présentation Utilisation du système Le magasin à balancelles est LA solution pour une zone de stockage pratique et fonctionnel. Il permet : - Un gain de temps et de place - Une meilleure gestion des stocks - Une meilleure sécurité - Une meilleure ergonomie Visite d’une entreprise Entreprise Pronal Ce qu’ils fabriquent Réservoir Vérins et cousins Leurs moyens de stockage •Commande par ordinateur ou terminal de dialogue •Capacité de 115 à 175 kg pour chacune des 28 balancelles •Moteur de 1.8 kW en 3*380 V •Sécurité avec une barrière infrarouge devant les balancelles Leurs moyens de stockages •commande par ordinateur ou par écran tactile. •28 rouleaux de plusieurs centaines de kilo répartient en 4 colonnes •4 Moteurs de 3 kW répartient 3*400V Présentation du système Synoptique du magasin à balancelles : P.C P.O visual Capteur porte MAGELIS Choix bal Capt Bal Voyant API ATU Cap bal de mise sous tension Capt Bal 0 + Porte fermée appareillage et câblage Cap bal AVAR A.T.V Cap Bal 0 24 ba Réducteur 0-10 V MA S Synoptique du magasin à balancelles : Vue intérieure: Réducteur Chaîne cinématique Moteur Actigramme A-0 Réseau électrique W Mode auto/manu Unité de dialogue C Acc ,dec Vitesse R Balancelle à amener Amener la balancelle devant la porte magasin à balancelle Dialogue Magelis,pupi tre E Balancelle amenée Actigramme A0 W C R E COMMUNIQ ER DIALOGUER Unité de dialogue + Pupitre de commande Compte rendu Afficheurs N° Balancelle Pupitre de commande TRAITER LES DONNEES Automate Consigne 010 V AV-AR MODULER Energie modulée l’énergie 230 V mono Balancelle à amener Variateur De vitesse Capteurs: Bal Bal 0 porte AGIR sur la matière Balancelle amenée d’œuvre Moteur Vitesse moteur ACQUERRIR les états du système Capteurs Schéma d’ensemble R’1 R1 24 balancelles repartis toute au long de la chaîne Chaîne 2 AR Chaîne 1 Moto réducteur Chaîne 2 R4 AV Chaîne 3 Chaîne 3 R’2 R2 R3 But de l’étude Le magasin de stockage à automatiser, comprend 24 éléments de rangement. L’opérateur doit pouvoir sélectionner le bac au moyen d’un terminal de dialogue. La motorisation est assurée par un moteur asynchrone piloté par variateur de vitesse. Le traitement des informations est assuré par automate programmable. Caractéristique partie opérative Réseau à disposition : Nous avons à notre monophasé 230V ,50 Hz. disposition Caractéristiques générales : Nombre total de balancelles : 15 Masse d’une balancelle a vide : 2 kg Charge utile maximale par balancelle : 10 kg Vitesse maximale de déplacement : 0.11 m/s Accélération maximale : 0.03 m/s² un réseau Cycle de fonctionnement Mode automatique : En l'absence de toute demande par l'opérateur, la balancelle " 0 " doit être présente devant le guichet de l'armoire. L'opérateur sélectionne la balancelle désirée, en entrant par un terminal de dialogue, le numéro de cette dernière. Cycle de fonctionnement Les balancelles se mettent alors en mouvement, dans le sens qui permet d'amener le plus rapidement possible devant le guichet, celle demandée. Lorsque la balancelle demandée est positionnée devant le guichet, l'opérateur peut alors y accéder en ouvrant la porte du guichet. Cycle de fonctionnement Quand l'opérateur referme la porte du guichet, deux possibilités sont offertes : 1ère possibilité : L'opérateur demande immédiatement une nouvelle balancelle. ( les balancelles se mettent à nouveau en mouvement, pour amener le plus rapidement possible la balancelle demandée ) 2ème possibilité : Retour automatique à la balancelle " 0 ", après une temporisation. Cycle de fonctionnement mode manuel : Un mode de fonctionnement manuel doit être possible, permettant de mettre les balancelles en mouvement, par simple action sur un bouton poussoir. Sécurité : Les balancelles ne peuvent pas se mettre en mouvement, tant que la porte du guichet n'est pas refermée. Travail réalisé Schéma de puissance et de commande Schéma de puissance A 1 B C E F G H I J K L M N O P Q réseau EDF 230~mono AC L1 L2 4 2 D 6 1 3 5 Q1,F1 aM 10A 3 2 4 5 7 1 3 6 Q2 25A 30mA 4 2 230 V+ terre 4 1 5 1 2 1 1 2 3 1 3 2 1 X11 3 1/L1 3/L2 5/L3 Q1 F2 aM 1A 6 2 4 8 7 9 230 V~ 2 4 14 15 1 2 2 23 Q3 4 2/T1 20 22 21 26 X12 3 4 16 17 N N 1 25 X13 1 2 1 03 L1 L2 ATV 18 2 65 ( 02 - B( )02 - C ) alimentation circuit de commande X14 28 X15 U 2 ( 02 - Q( )02 - P ) magasin à balencelles tourcoing schema de puissance AI1 com 04 29 X16 V M 3~ P.C. pour API frein à manque de courant W SB 1 19 alimentation gache lycee Colbert 66 0.75KW 200/240V AC 27 gG 1A 18 04 LI1 LI2 LI3 +24V 2 13 63 KA3 04 64 4/T2 03 KA6 04 2/T1 DRL 2 12 03 03 F5 gG 1A 10 63 3/L2 diode 1 9 24 KA5 T2 12 V 11 6/T3 KM1 24 VDC 10 4/T2 1/L1 T1 == + - 11 F4 gG 4A 230 V~ ~ 8 F3 aM 1A SC vers c. commande consigne 0 à 10V API moteur Dessiné le : 01/12/2006 Modifié le : 16/03/2007 Par : Guillaume Vanholme 01 04 Schéma de commande A B +24VDC 1 ( 01 - D ) C D E 13 F G H I 13 J M gG 1A 49 1 P 49 1 03 ( 03 - A ) 2 04 X29 X30 +12 V AC 49 ( 01 - G ) 19 auto X25 X3 Q X28 manu 2 13 O 13 ATU pc 3 N 49 2 1 2 L 14 13 X24 13 K 37 KM1 X5 KA4 30 39 KA 1 21 ATU po 50 porte capteur 20 4 04 2 22 X4 X6 25 30 38 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.3 31 5 21 22 23 38 24 26 TSXDMZ 28DR 1 03 38 X17 3 6 03 KM1 X26 3 BP 03 BP avant 41 KM1 arriére 4 04 3 04 33 7 35 36 40 Réarm SB 4 47 4 X18 03 X19 03 KA2 34 44 KA2 38 X27 04 04 42 45 8 SC 01 32 32 9 X20 ATV X1 01 KA6 KA5 X22 02 43 02 K5 46 A1 H1 10 X21 X2 X23 12 ( 01 - C ) 11 0V H1 PC A1 H2 H2 PO lycee Colbert tourcoing KM1 A2 12 H3 mise en service magasin à balencelles schema de commande A2 12 KA1 KA2 12 KA3 KA4 KA5 AV KA6 AR ( 03 - A ) 18 ( 01 - F ) GACHE Dessiné le : 01/12/2006 Modifié le : 16/03/2007 Par : Guillaume Vanholme 02 04 Schéma de commande A ( 02 - 1 Q) B C D E F +24V DC 2 G H I J K L M 51 1 N O P Q 51 X31 gG 1A 2 3 3 1 3 X9 X7 13 13 13 3 3 3 3 3 Bp Dcy Bp Init auto manu cap bal cap bal 0 capteur réarm ATU pc BP arret ATU po porte 4 4 2 4 14 14 14 (KA2) 4 4 4 4 (KA1) 4 X32 52 X33 53 X34 X35 54 55 X10 X8 56 57 X36 58 59 X37 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I1.8 5 X38 61 62 10 11 I1.9 17 I1.10 6 7 8 Module entrées DMZ 28 DR 9 18 12 10 12 ( 02 - Q ) 11 12 12 0V lycee Colbert tourcoing magasin à balencelles schema de commande Dessiné le : 01/12/2006 Modifié le : 16/03/2007 Par : Guillaume Vanholme 03 04 Bornier A B C D E F G H I J K L M N O P Q 1 2 3 4 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21 -22 -23 -24 -25 -26 -27 3 3 X1 X1 1 3 4 4 X2 X2 2 4 -28 -29 -30 -31 -32 -33 -34 -35 -36 -37 -38 5 6 X1 1 13 13 13 U 7 X2 2 H1 8 PO 14 porte ATU PO capteur 14 M 3~ 14 capteur capteur bal 0 bal 0 V moteur 1 03 3 2 04 4 1 3 3 W avant arriére H2 PC H3 mise en service ATU pc Réarm auto 2 4 4 3 3 3 4 4 4 manu 1 diode 2 1 9 2 DRL Bp Dcy 10 2 1 manu Bp Init auto ATU pc BP arret réarm frein à manque de courant 11 lycee Colbert tourcoing magasin à balencelles bornier Dessiné le : 01/12/2006 Modifié le : 16/03/2007 Par : Guillaume Vanholme 04 04 Partie opérative Etude de la partie mécanique D'aprés notre cahier des charges on en déduit : -vitesse de rotation du moteur : formule : V=Ώ×R V en (m/s), en rad/s, R en m Resultat aprés applicaton:1404 tr/min Suite -puissnace utile du moteur : Pu = F . V = m . g . V Pu en W, F en N, V en m/s, m en kg, g gravité , rendement chaîne cinématique Cas le plus défavorable : 12 balancelles chargées et 12 balancelles vides. Pmoteur = Pu/total = Pu/ 1. 2 Resultat aprés applicaton: 314 W Suite -couple du moteur Pm = Cm . ; Cm = Pm/ Pm en W, en rad/s, Cm en N.m Cm = 314/(2 . 1404/60) Resultat aprés applicaton: 2,13 N,m Choix du moteur Caractéristiques du moteur choisi : Caractéristiques du moteur existant : P = 0.37 kW N = 1425 tr/min U = 230/400V = 70% Cos = 0.7 Référence : LS71L P = 0.37 kW N = 1390 tr/min U = 220/380V = 65% Cos = 0.73 Référence : LS63L2 Les deux moteurs sont similaires. Partie commande Choix du variateur de vitesse Critères de choix : -Nous avons un moteur d’une puissance de 0.35 KW. -Nous avons un réseau 230 v /50 Hz. -Avec un courant en ligne de 1.12 A Comparaison : Caractéristiques du variateur choisi : Caractéristiques du variateur existant : P= 0.75kW U= 200/240V Référence : ATV11HU18M2E P= 0.75kW U= 200/240V Référence : ATV18U18M2 Dimensionnement de l’automate Bilan des entrées et sorties Les entrées Tout ou Rien sont au nombre de 13. Les sorties Tout Ou Rien sont au nombre de 3. Les sorties analogiques sont au nombre de 1. Choix de l’automate Il doit pouvoir gérer 12 entrées et 5 sorties ainsi que 3 variables « mot ». Etre compatible avec le réseau 230V ~ mono à notre disposition. Choix A.P.I. D’apres notre catalogue celui qui corespond le mieux est: TSX MICRO 37 22 001 + le module TSX DMZ 28DR 16 entrée/12 sortie à relais Justification et autre solution: Choix de son alimentation: 100…240V alternatif TSX 22 et pas 21 : Car on a besoin d’une sortie analogique 0-10V Autre solution le : TSX 37 22 101 qui offre une alimentation 24V continue Dimensionnement de KM1 Classe de fonctionnement: AC3 car moteur+variateur Courant assigné d’emploi: 2.1A Ieff en ligne Tension assigné d’emploi+usuelle d’emploi: 220V réseau / 24V continu Nombre de pôles: 2 pôles normalement ouvert Référence : LC1 D09 00 BD Grafcets Grafcet de sécurité 100 / AU . Réarm Fonctionnement normal 101 AU 102 Initialisation de tous les grafcets X1 . X20 . X30 Grafcet de conduite 20 F/G " INITIALISATION BAC 0 " : 1 Consigne vitesse = 0 Auto.%101 Manu.%101 MESSAGE : " MODE AUTOMATIQUE Agir sur Init" 21 Init 22 -A6- At Manu S.P: "INITIALISATION BAC 0 " X6 Manu MESSAGE : "Pour sélecton BAC, agir sur DCY" 23 -A1- Dcy.Auto PRODUCTION suivant GPN 24 -F1- At 25 -A2- Manu Manu Fin de cycle suivant GPN X30 26 -F4- MESSAGE : " MODE MANUEL " F / G " INITIALISATION BAC 0 " : 1 F / G " GPN " : 10 Consigne vitesse = 0 Grafcet de production normal 30 BAL = 0 BALP = 0 BALrelat = 0 RaZ RaZ RaZ M1 M2 M3 Grafcet GPN X24 31 MESSAGE: "BAC 0 GACHE , ou AUTRE BAC?(bal)" autorisation d'ouverture porte ( BAL == BALP) 32 Porte fermée MESSAGE: " FERMER LA PORTE " Porte fermée 33 Calcul de BAL relat C1= 0 C2= 24 MESSAGE: " DEPLACEMENT BAC, OUVERTURE PORTE INTERDITE" M3.( 0< BAL relat. <= 11). porte fermée Porte fermée 34 Porte fermée 36 AV GV C1= C1 +1 C1=BAL relat -1 Porte fermée 35 M3.( 12< BAL relat. <= 23). porte fermée bal Porte fermée bal 37 C1 = BAL relat 38 RaZ M1 RaZ M2 AR GV C2= C2 -1 C2 = BAL relat +1 AV PV C1= C1 +1 bal bal AR PV C2= C2 -1 C2 = BAL relat RaZ M3 Consigne BAL vitesse= 0 BALP BALP= BAL 39 T1 MESSAGE 9: " BAC (balp) GACHE autre bac?" T1/X39/15s.(BAL== BALP).X24 (T1/X39/15s + X25) (BALP<>0) 40 BALP= 0 BALP= 0.t1 T1 T1/X39/15s.Porte fermée BALP= 0 41 Porte fermée Grafcet d’initialisation 1 X22 2 Message : Fermer la porte Porte fermée 3 Marche avant Grande vitesse Message : retour Bac 0 Capteur Bal0 4 Marche avant Petite vitesse Message : retour Bac 0 Capteur Bal 5 Marche arrière Message : retour Bac 0 Capteur Bal0 6 X22 Essais Protocole de mesure D’une tension MLI en sortie du variateur : ATV 18 - Matériel : * un oscilloscope (sonde différentielle déjà intégrée avec réglage automatique du calibre)+câble PC *un ordinateur OK Moteur Protocole de mesure D’un courant - Matériel : ATV 18 * un pince ampèremétrique (1/100) * un oscilloscope (OK) + câble PC * un ordinateur OK Moteur Pince ampèremétrique Conclusion Mesures