EXAMEN d'AUTOMATISME

IUP 1 - session de juin 2000

Durée : 2h. Documents autorisés : cours manuscrit, documents fournis en cours, documents écrits par Mr TRAU.

On traitera aujourd'hui une presse à mouler. Le principe est simple : pour assurer un remplissage complet du moule (en sable, en deux parties), le métal en fusion est injecté sous pression.

1) fonctionnement séquentiel linéaire

Description des opérations : le cycle est démarré par l'appui simultané sur M1 et M2. Le moule est préparé : mise en place du moule (action MM), puis serrage à l'aide du vérin V. Le chariot de puisage, initialement en B, est descendu (sens R2) jusqu'en D, où il reste immobile pendant T1=3s. Puis il est amené (sens R1) jusqu'en C (entre A et C, le mouvement de translation du chariot entraîne son basculement par l'intermédiaire de la butée de vidage actionnant la tringlerie de vidage). Le piston d'injection bistable W est alors actionné (une fois la pression de consigne atteinte, mesurée par le capteur CPW, le piston est immobilisé pendant une durée T2). Puis on ramène W, puis le chariot de puisage et on éjecte le moule (ouverture du vérin V jusqu'en G puis action EM).

Le voyant REF doit indiquer quand le système est prêt pour démarrer un cycle.

Faites le Grafcet correspondant à ce cahier des charges.

2) fonctionnement réel

La préparation du moule (MM puis W+) se fait en même temps que l'amenée de métal en fusion (tous deux démarrés par l'appui simultané de M1 et M2). Quand le chariot arrive en A :

• Soit le moule est prêt : le chariot continue à avancer jusqu'en C pour être vidé. Au moment où il arrive en C, le cycle d'injection est démarré, et en même temps le chariot reste en C pendant une durée T3=4s avant d'être ramené en B. Dès que l'injecteur débute son retour en position arrière (même si le chariot n'est pas encore en B), on attend un temps T4 avant d'ouvrir le moule et de l'éjecter. Quand tout est terminé, on prévient l'opérateur qu'il peut relancer un nouveau cycle en allumant le voyant REF.
• Si le moule n'est pas prêt, on attend en A. Si le moule est prêt en moins d'un temps T5, le cycle continue comme s'il avait été prêt immédiatement. Par contre, si au bout du temps T5 le moule n'est toujours pas prêt, on ramène le chariot en B (le métal s'est trop refroidi), et arrivé en B on enclenche une alarme. L'opérateur doit alors positionner manuellement un rail de butée en position de vidange (un capteur BV le vérifiera), puis il appuiera sur MAN REF qui abaissera le chariot en D, puis après une attente de T1=3s remontera le chariot en B. En même temps (donc dès l'appui sur MAN REF) on vérifie à nouveau si le moule est (enfin) prêt. Si non, on l'éjecte. Puis, si le moule a été éjecté, on attend un nouveau départ de cycle normal (avec REF allumé), ou si le moule est encore présent (et donc prêt), le voyant REF est mis en mode clignotant, jusqu'à ce que l'opérateur appuie des deux mains M1 et M2, ce qui relancera un cycle presque identique (le moule étant déjà prêt).

Faites le Grafcet correspondant à ce cycle.

3) mesure de la pression

Le capteur de pression délivre sa mesure en binaire, sur 12 bits

3.1 : combien de valeurs différentes pourra-t-il nous donner ? (donnez ce nombre en décimal et en hexa)

L'opérateur dispose de roues codeuses pour donner (en décimal) sa consigne (c'est à dire la valeur qu'il veut que le capteur indique, il détermine sa consigne en regardant l'abaque d'étalonnage du capteur). Une roue codeuse est un dispositif affichant un chiffre (entre 0 et 9), que l'on peut modifier manuellement en tournant la roue. Il possède 4 sorties, donnant en binaire le nombre actuellement affiché.

3.2 : de combien de roues codeuses doit-on disposer, et sur combien de bits va-t-on récupérer la consigne ?

Pour simplifier, supposons n'avoir qu'une roue codeuse (valeur de consigne entre 0 et 9, sur 4 bits) et une valeur mesurée donnée également sur 4 bits, également entre 0 et 9.

3.3 : concevez un circuit logique combinatoire qui possède 8 entrées (4 pour la consigne, 4 pour la mesure) et délivrant trois sorties : E dit si la mesure est égale à la consigne, I dit si la mesure est strictement inférieure à la consigne, S dit si la mesure est strictement supérieure à la consigne.

Remarques

• La question 1 rapportera bien moins de points que les questions 2 et 3.
• Vous pouvez faire toute supposition qui ne contredise ni le sujet, ni le bon sens (en particulier sur les capteurs) à condition de le préciser clairement.
• Pour comparer des nombres, on peut commencer par les bits de poids fort (chiffre de gauche)
• La figure provient de l'ouvrage " les automatismes par la logique programmée " par M. Fray et C Hazard (1983)

ANNEXE

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Patrick TRAU, ULP - IPST septembre 2000