Rapport - Sitelec

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