Électrotechnique

Introduction

Nous disposons de la partie opérative d’un convoyeur mais plus de sa partie commande.

On se propose de réaliser l’armoire de commande du système. Elle doit présenter toutes les sécurités nécessaires pour éviter qu’une erreur de programmation n’endommage le système. La programmation devra intégrer un codeur et une IHM. L’ensemble doit pouvoir être supervisé à distance.

Le système convoyeur devra intégrer 5 types de capteurs implantés : capacitif, inductif, optique, ultrasons, et codeur relatif (à implanter).

Les objets transportés seront identifiés avant d’être stockés par type de produit.

GRAFCET du système dégraisseur de pièces

Il est nécessaire de hiérarchiser les GRAFCETs afin de définir le système sous les aspects sécuritaire et fonctionnel.

De plus, les différents points de vue : fonctionnel et technologique sont donnés dans l'exemple sauf les GRAFCETs codés utilisés pour la programmation.

Le GRAFCET de sécurité autorise le fonctionnement du GRAFCET de conduite.

GRAFCET de conduite

Le GRAFCET de conduite (GC) permet de piloter le fonctionnement manuel et le fonctionnement automatique.

De plus, le GC est chargé d'initialiser la position du panier en haut et à gauche du système avant de lancer le GRAFCET de production normale (GPN).

GRAFCET de production

Le GRAFCET de production (GPN) est lancé par celui de conduite.

Le GPN pilote le GRAFCET de traitement.

Les schémas électriques tiennent compte des GRFACETs puisque les transitions sont directement liées aux entrées de l'automate et les sorties de l'automate sont fonction des actions associées aux étapes.

Les couleurs des conducteurs respectent la norme NF C 79-130 que l'on utilise dans ce système.

Ces couleurs sont le :

• Noir : partie puissance ;

• Bleu clair : pour le neutre ;

• Vert-jaune : conducteur de protection électrique ;

• Rouge : partie commande en alternatif ;

• Bleu : partie commande en courant continu (cette couleur se distingue de la couleur du neutre).

Entrées de l'automate

Les différents capteurs de position, fins de courses et boutons-poussoirs sont raccordés au module DDM 3202K qui regroupe les entrées de l'automate m340.

Nota : le module DDM 3202K est un ensemble d'entrées transistorisées de type PNP.

Commande du variateur de vitesse ATV312

En fonction du programme l'automate m340, via son module DRA 1605 commandera les sens allez et retour du tapis en activant les sorties %Q1 et %Q2 qui actionneront les entrées respectives LI1 et LI2 du variateur. Dans ce cas, l'alimentation des sorties %Q1 et %Q2 (et plus généralement %Q1 à %Q8) est issue du variateur ATV312.

De plus, la mise en marche des voyants sont obtenues par les sorties respectives %Q10 et %Q9 du module DDR 1605. Dans ce cas de figure, l'alimentation de %Q10 et %Q9 (et plus généralement de %Q9 à %Q15) provient du transformateur T1 présent sur le folio N°1.

Nota : le module DRA 1602 intègre des sortie TOR à relais.

Le pilotage par IHM

La conduite du système se fait en local via l'interface homme machine (IHM) Magélis de Schneider électrique. Il a été configuré à l'aide du logiciel Vijéo de chez Schneider. La communication avec l'auutomate se fait par ModBus TCP/IP.

Enfin, afin de référencer les produits (type de produit et horodatage) une station RFID est reliée au réseau, via un switch, permettant de communiquer avec l'automate. Ce faisant, chaque produit arrivant sur le tapis est codé (type + date +heure) via son étiquette RFID (tag) avant de subir des traitements dans les zones 1 à 4.

Schéma pneumatique (extension futur)

Une extension de la chaîne de production est envisagée dans le futur. Les produits seront alors triés via un bras mécanique qui les évacuera soit vers la zone DE ou la zone MO. Le bras articulé utilisera un vérin à double effet, dont l'entrée de la tige sera obtenue en alimentant la bobine Mo et sa sortie en alimentant la bobine De.

Les deux réducteurs de débit permettent d'ajuster la vitesse de sortie et de rentrée du vérin donc de contrôler la montée et la descente du panier. Les bloqueurs permettent de maintenir la position.

Représentation des borniers de connexion

Les borniers de connexions sont représentés avec les couleurs correspondant aux conducteurs des parties : puissance (noir), commande en courant alternatif (rouge), commande en courant continu (bleu). Les borniers auxquels sont raccordés les conducteurs de protection électrique (vert) sont aussi représenté.

Nota : Les borniers de terre ont été placés pour jouer le rôle de "délimiteurs" pour aider le technicien à se repérer lors du câblage ou dans l'éventualité d'une opération de vérification et/ou de maintenance.

Variateur de vitesse

La gestion du variateur est faite à partir du logiciel Somove de Schneider Electric. Ce logiciel offre alors la possibilité de paramétrer le variateur et de faire l'acquisition des valeurs : tension, courant, vitesse etc.

1) Paramètres

Le variateur de vitesse du convoyeur permet d'adapter la vitesse du tapis aux différents objets transportés. La montée en vitesse et la décélération suivent un profil en trapèze. La durée de la rampe d'accélération est de tacc=2,5s et celle de la décélération jusqu'à l'arrêt est tdec=2,5s.

La vitesse souhaitée du moteur est de 1050 tr/min correspondant à une fréquence de 35Hz.

Les différents paramètres de réglages sont donnés sur la figure ci-après.

2) Relevés de mesures et courbes

Les relevés des courbes des évolutions de la vitesse, du courant etc., peuvent se faire comme avec un oscilloscope lorsque le variateur est raccordé à un PC. Un exemple de relevés est donné ci-après pour une fréquence de moteur de n1=750 tr/min soit f1=25Hz.

Exemple de prise en main du logiciel Unity Pro (Schneider Electric)