Université Cadi Ayyad École Nationale des Sciences Appliquées Marrakech
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ème
Année universitaire : 2010-2011
Contrôle d’Automatisme année du cycle Ingénieur (GIL-GE) (Durée de l’épreuve 2 heures)
- Il est conseillé aux candidats de prendre connaissance de la totalité du texte du sujet avant de répondre à toute question. - Les candidats doivent respecter les notations de l'énoncé et préciser, dans chaque cas, la numérotation de la question. - On accordera la plus grande attention à la clarté de la rédaction, à la présentation, aux schémas et à la présence d’unité de mesure. Les résultats seront seront encadrés.
Les documents non autorisés
Exercice n°1
Nous considérons un système constitué de deux chariots CH1 et CH2. Chacun de ces chariots peut se déplacer dans les deux sens de marche (droite et gauche) entre deux positions correspondant à des postes de travail (cf. Figure 1) : a1 et b1 pour CH1 et a2 et b2 pour CH2. Les chariots étant dans leurs positions de repos (a1 et a2), on désire que lorsque l’opérateur leur en donne la consigne, ils effectuent un aller-retour. Nous ne connaissons pas les vitesses relatives des deux chariots, ni les distances a1b1 et a2b2. CH1
a1
b1 CH2
a2
b2
Figure 1 : Système des deux chariots. chariots. Spécifier la commande de ce système par un grafcet fonctionnel (Grafcet de niveau 1). Exercice n °2
Nous considérons toujours le système des deux chariots CH1 et CH2 de la Figure 1, mais son cahier de charge est modifié de la manière suivante. Si le chariot CH2 est plus rapide que le chariot CH1, nous désirons que lorsqu’il a atteint le poste b2, il s’y immobilise. Quand le chariot CH1 arrive au poste b1, les deux chariots repartent vers leurs positions de repos. Sinon, si le chariot CH2 est plus lent que CH1, dès que celui-ci est revenu à sa position de repos a1, le chariot CH2 doit faire demi-tour et revenir également à sa position de repos. Pour commander le système, l’opérateur dispose d’un bouton poussoir m. Lors d’un appui sur m, chaque chariot doit faire un aller-retour et venir s’immobiliser à sa position de repos, conformément au cahier de charge ci-dessus. D’autre part, les déplacements du chariot CH1 sont assurés par un vérin commandé par un distributeur à deux positions dont le tiroir est 1/3
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rappelé dans la position a1 par un ressort, en l’absence du signal de commande VH1. Les déplacements du chariot CH2 sont assurés par un moteur à deux sens de rotation D2 et G2. Le passage de la rotation de D2 à G2 s’effectue par la commande INV2 qui doit être maintenue pendant 2 secondes, le chariot CH2 à l’arrêt. Initialement le moteur est prêt à effectuer le déplacement D2. 1. Représenter la commande de ce système par un grafcet technologique (Grafcet de niveau 2).
Nous supposons à présent que la commande de ce système est mise en œuvre à partir d’une spécification à l’aide du parallélisme interprété. 2. Donner dans ce contexte, le grafcet correspondant à la commande du chariot CH1. Exercice n°3
Nous considérons toujours le système des deux chariots CH1 et CH2 de la Figure 1. Ils peuvent se déplacer dans les 2 sens de marche : à gauche (G1 pour CH1 et G2 pour CH2) et à droite (D1 pour CH1 et D2 pour CH2), entre les deux postes repérés par leurs positions (a1 et b1 pour CH1, a2 et b2 pour CH2). Les deux chariots étant au repos en a1 et a2, si la consigne m1 est donnée, le chariot CH1 quitte son poste a1 et effectue un aller et retour a1b1a1. Si la consigne m2 est donnée, c’est le chariot CH2 qui quitte son poste a2 pour effectuer un aller et retour a2b2a2. Enfin, si la consigne m est donnée, les deux chariots effectuent ensemble un aller et retour. Toute consigne est sans effet si les deux chariots ne sont pas au repos aux postes a1 et a2. Représenter la commande de ce système par un grafcet technologique (Grafcet de niveau 2).
Remarque : Pour cet exercice nous supposons que les seules commandes adressées aux deux chariots sont G1 et D1 à CH1 et G2 et D2 à CH2. Exercice n°4
Nous considérons encore le système des deux chariots CH1 et CH2. Les deux chariots étant dans leurs positions de repos a1 et a2, si la consigne m est donnée, ils effectuent tous les deux un aller retour (a1 b1 a1 pour CH1, et a2 b2 a2 pour CH2). Le premier qui revient à son poste de départ (CH1 ou CH2) effectue seul un aller retour supplémentaire. Représenter la commande de ce système par un grafcet technologique (Grafcet de niveau 2). Exercice n°5
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On considère 2 chariots CH1 et CH2 pouvant se déplacer entre 2 postes de travail ( a1 et b1 pour CH1, a2 et b2 pour CH2) repérés par des contacts de fin de course de mêmes noms Déchargement
CH1
CH2
a1
b2
b1 VH1
(
a2 VH2
Figure 2). Le déplacement des chariots est assuré indépendamment par des vérins commandés chacun par un distributeur à deux positions dont le tiroir est rappelé par un ressort dans l’une de ses deux positions en l’absence de signal de commande (VH1 pour CH1, VH2 pour CH2).
Déchargement
CH1
CH2
a1
b2
b1 VH1
a2 VH2
Figure 2 : Système des deux chariots avec sous-système de déchargement.
Initialement les deux chariots sont au repos aux postes a1 pour CH1 et a2 pour CH2. Après avoir été chargés manuellement, ils vont sur ordre de l’opérateur (bouton poussoir m), se diriger vers leurs postes de destination (b1 pour CH1 et b2 pour CH2) où ils seront déchargés. Leur déchargement est assuré par un système de déchargement qui sera présenté ultérieurement (Figure 3). Le premier chariot qui atteint son poste de déchargement est déchargé en premier. Lorsque l’opération est terminée, le chariot déchargé revient vers son poste de départ. Le déchargement de l’autre chariot ne peut débuter que lorsque le premier est effectivement revenu à son poste de départ. G
C
h
ph
g DP
pb
pf
D d
MP T
CH1
b1 Figure 3 : Système de déchargement.
Le système de déchargement est composé d’un chariot C muni d’une pince pouvant monter (action MP) et descendre (action DP) entre 2 positions haute et basse repérées par des fins de course (respectivement ph et pb). La fermeture de la pince commandée par un vérin simple effet (FP) est signalée par la fermeture d’un contact (pf ). Le chariot C peut se déplacer grâce à un moteur électrique à 2 sens de marche droite (D) et gauche (G), entre deux positions 3/3
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gauche (g) et droite (d) repérés par des fins de course de mêmes noms. La position de repos du chariot, entre d et g, est repérée par la fermeture d’un contact h. Initialement le chariot est en h, pince haute (ph) et ouvert (pf=0). Lorsque le système de déchargement est sollicité par CH1 ou CH2, le chariot se déplace vers le poste correspondant b1 ou b2. La pince saisie les objets lorsqu’elle est en position basse. Le chariot C se déplace obligatoirement avec la pince en position haute. Après la prise d’une pièce en b1 ou b2, le chariot C revient vers sa position de repos. Il y dépose la pièce déchargée sur un tapis T en mouvement. Toute consigne est sans effet si les deux chariots ne sont pas au repos aux postes a1 et a2. Représenter la commande de ce système par un grafcet technologique (Grafcet de niveau 2). On pourra utiliser des macro-étapes pour faciliter la lisibilité du modèle global.
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