Série électricité N4 correction

Série N°4
Sujet : Encaisseuse de coffrets d’extincteurs
Présentation :
Le système technique (figure 1) est destiné à encaisser des cartons des lots de 15 extincteurs d’incendie
mais chacun dans un coffret en bois (figure 2).
Chaque lot est formé par empilage des trois couches dont chacune est constituée de 5 coffrets d’extincteurs.

Constitution :
L’encaisseuse est constituée principalement d’ :
- Un tapis d’aménage des coffrets d’extincteurs jusqu’à capteur
P0
- Un vérin C1 pour former une couche de 5 coffrets devant le
vérin C2 détectée par le capteur P1
- Un vérin C2 pour transférer une couche vers le plateau empileur,
ou le lot de trois couches dans le carton
- Un plateau empileur, à mobilité verticale, pour former le lot des
15 coffrets
Fonctionnement :
1- Empilage :
Les coffrets sont regroupés en couches de 5. Celles-ci seront l’une sur l’autre pour former un lot de trois
couches à l’aide du plateau empileur (figure 1) selon six étapes décrites ci-dessous :

La montée et la descente, à même vitesse, du plateau empileur sont assurées par un système vis-écrou. Ce
dernier est accouplé au moteur Mt2 par l’intermédiaire de deux embrayages électromagnétiques.
2- Description d’un cycle :
Initialement, les tiges des vérins sont rentées (L10 = L20 =1), le plateau empileur est en position haute
(N0 = 1) et présence d’un carton vide détectée par le capteur P2 (non représenté).
1

On donne ci-dessous le grafcet synchronisé d’un point de vus système :
Grafcet de coordination

Tâche 1 : former et pousser une rangée

0

1

10
Dcy et conditions initiales
//Enclencher tâche 1 et
initialiser le compteur

Tâche 1 enclenchée
11

//Tâche 1 achevée
2

Couche
non
préparée

Descendre plateau

Coffret amené
12

Pousser un coffret

Plateau au niveau N1
3
0

Couche préparée

//Enclencher tâche 1

13

//Tâche 1 achevée

4

Pousser une couche
Couche poussée

Descendre plateau

14

Plateau au niveau N2
5
0

//Enclencher tâche 1

6
0

Monter plateau

7

Amener un coffret

Tâche 1 achevée

Tâche 2 : encaisser un lot dans le carton

//Tâche 1 achevée

20

Plateau au niveau N0

Tâche 2 enclenchée

//Enclencher tâche 2
21

//Tâche 2 achevée

Encaisser un lot dans
un carton
Lot encaissé

22
Tâche 2 achevée

Remarque :
- La pose devant le plateau empileur et la mise sur le tapis d’évacuation du carton sont réalisées
manuellement.
- Le moteur Mt2 tourne en permanence, son étude ne fera pas l’objet du GRAFCET
3- Choix des éléments technologiques :
Action
Entraîner tapis d’aménage

Actionneur
Mt1 : moteur asynchrone triphasé

Former couche de 5 coffrets

Vérin C1 : vérin à double effet

Pousser couche ou lot
Monter plateau d’empilage
Descendre plateau d’empilage

Préactionneur
KM1
Sortie : 14M1
Rentrée : 12M1

Vérin C2 : vérin à double effet

Sortie : 14M2

Embrayage électromagnétique E1
Embrayage électromagnétique E2

Rentrée : 12M2
KA1
KA2

2

Capteur
P0
L11
L10
L21
L22
L20
N0, N1, N2

Exercice 1 :
1- En se référant aux pages 1et 2, compléter le grafcet de coordination, le grafcet relatif à la tâche 1 et
le grafcet relatif à la tâche 2 d’un point de vue de la partie commande ci-dessous.
Grafcet de coordination

Tâche 1 : former et pousser une rangée

0

10
Dcy.N0.L10.L20

X1+X3+X5

C :=0

1

11

X16
2

P0
KA2

L10.𝐏𝟏

12

N1
3
0

L11

X16

12M1
L10.P1

KA2

14M2

14

N2

6
0

14M1

13

4

5
0

KM1

L21
12M2

15
L20

X16
KA1

16

N0

X2+X4+X6

7

Tâche 2 : encaisser un lot dans le carton
X23
20
X7
14M2

21
L22

12M2

22
L20
23
X0

3

2- Compléter le tableau suivant :
Etape

Equation d’activation

Equation de l’étape à marche prioritaire

Equation de désactivation

0

A0=X23.X7

D0=X1

X0=X23.X7+X0.X1

11

A11=X10.(X1+X3+X5)+X13.L10.P1

D11=X12

X11=X10.(X1+X3+X5)+X13.L10.P1+X11. X12

13

A13=X12.L11

D13=X14+X11

X13=X12.L11+X13. X14 + X11

14

A14=X13.L10.P1

D14=X15

X14=X13.L10.P1+X14. X15

22

A22=X21.L22

D22=X23

X22=X21.L22+X22. X23

7

A7=X6.N0

D7=X0

X7=X6.N0+X7. X0

3- Compléter la liste des instructions relatives aux étapes 11, 13, 16 et à la sortie 14M1.
Automate TSX
LD%M10
AND(
LD%I1.13
OR%I1.15
OR%I1.17

LD%M13
AND%I1.4
ANDN%I1.10

Etape 16 (%M16)

OR(

LD%M15

Etape 11 (%M11)

)

AND%I1.6
S%M16
LD%M10
R%M16

)
S%M11
LD%M12
R%M11

S%M13
LD%M14
OR%M11
R%M13
On donne :
Affectation des étapes GRAFCET :
0
1
Etapes
%M0
%M1
API TSX
10
11
Etapes
%M10 %M11
API TSX
20
21
Etapes
%M20 %M21
API TSX

2
%M2
12
%M12
22
%M22

Sortie 14M1

AND%I1.5

Etape 13 (%M813)

LD%M12

LD%M12
ST%Q2.4

3
%M3
13
%M13
23
%M23
4

4
%M4
14
%M14

5
%M5
15
%M15

6
%M6
16
%M16

7
%M7
17
%M17

Tableaux d’affectation :
a- Affectation des entrées :
Entrées du
Entrées de l'A.P.I (TSX)
système
dcy
%I1.0
N0
%I1.1
N1
%I1.2
N2
%I1.3
L10
%I1.4
L11
%I1.5
L20
%I1.6
L21
%I1.7
L22
%I1.8
P0
%I1.9
P1
%I1.10
P2
%I1.11
X0
%I1.12
X1
%I1.13
X2
%I1.14
X3
%I1.15
X4
%I1.16
X5
%I1.17
X6
%I1.18
X7
%I1.19
X16
%I1.20
X23
%I1.21

b- Affectation des sorties
Sorties du
Sorties de l'A.P.I (TSX)
système
KA1
%Q2.0
KA2
%Q2.1
KM1
%Q2.2
KM3
%Q2.3
14M1
%Q2.4
12M1
%Q2.5
14M2
%Q4.0
12M2
%Q4.1

Exercice 2 : Contrôle de la position du plateau empileur
Le contrôle de la position du plateau empileur est assuré par un circuit électronique utilisé pour compter le
nombre de tours de l’arbre moteur Mt2. La hauteur d’une couche est de 8cm. La montée ou la descente de
8cm du plateau entre niveaux consécutifs correspond à 65.5 tours de l’arbre moteur.
Un capteur magnétique délivre une impulsion à chaque 1/12 de tours du disque solidaire de l’arbre moteur.
Le compteur (F2) reçoit le signal CLK et délivre une impulsion (Nc) à chaque fin du cycle de comptage.
Cette impulsion est appliquée à l’entrée du circuit (F3) qui fournit trois informations N0, N1 et N2
correspondantes aux niveaux du plateau empileur.
La figure ci-dessous représente le schéma synoptique du dispositif de comptage du nombre d’impulsions
délivrées par le capteur :

5

On donne la table de fonctionnement du compteur binaire 4516 :
MR
1
0
0
0
X
1-

N=

U/𝐃 𝐂𝐄 PL
Action au front montant d’horloge
X
X X Forçage à zéro
1
0
0 Comptage (incrémentation)
0
0
0 Décomptage (décrémentation)
X
X
1 Chargement des données (D3, D2, D1 et D0)
X
1
X Blocage
Déterminer le nombre d’impulsions (N) délivrées par le capteur lorsque
le plateau se déplace de 8cm entre deux niveaux consécutifs.

65,5
1
12

= 65,5 x 12 = 786 impulsions

2- Déduire le modulo du compteur et donner le résultat en binaire
Modulo 786 ; 786(10) = 1100010010(2)
3- Le compteur est composé de trois circuits 4516 montés en cascade, déterminer l’équation simplifiée
de l’entrée de remise à zéro « MR » du compteur
MR = X1 + Q9.Q8.Q4.Q1
4- Compléter le schéma du circuit du compteur ci-dessous

6

5- Détection des niveaux du plateau empileur (F3) :
Le circuit, représenté ci-contre, délivre les informations N0, N1 et
N2 correspondant chacune à une des trois positions du plateau
empileur.
5-1- le circuit 4516 est câblé en compteur modulo 4. Déterminer
l’équation de « MR » :
MR = X1+Q2
5-2- Déterminer les équations de N0, N1 et N2 en fonction de Q0
et Q1
N0 = 𝑄0 + 𝑄1
N1 = Q0 + 𝑄1
N2 = 𝑄0 + 𝑄1
5-3- En se basant sur les équations trouvées en 5-2-,
compléter, sur la figure ci-contre, les chronogrammes de
N0, N1 et N2.
5-4- Quel est parmi les trois niveaux N0, N1 ou N2 celui
qui est égale à 1 lorsque l’entrée CLK (schéma synoptique)
délivre 1020 impulsions ?
786 < 1020 < 1572 𝐷𝑜𝑛𝑐
N0 = 0 ; N1= 1 ; N2=0

7