Amélioration des performances de la trancheuse verticale trv 03 de la sctb sarl cameroun

Dédicace



Oidimome

Je rends grace a L'Eternel créateur du ciel et de la terre
pour ses bienfaits dans ma vie, lui qui a permis
la réalisation de ce mémoire et qui m'a donné
la grace d'être la aujourd' hui.







A mon pere, M. TCHIEGANG Francois qui m'a toujours montre le droit chemin

A ma mere Mme TCHIEGANG née NGO EONE NGO NGUE Christine, elle qui s'est sacrifice afin que je ne puisse manquer de rien durant mes etudes

A ma sceur et mes freres

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

1

Remerciements



oemerciements

Mes remerciements s'adressent en particulier :



Au Pr. Thomas TAMO TATIETSE pour l'honneur qu'il me fait de présider ce jury.

Au Dr. DANWE RAIDANDI, mon encadreur académique pour sa patience, sa disponibilité. A Ing. FOTSO Serge, mon encadreur professionnel, pour ses conseils, et son attention à mon

égard.

Messieurs les membres du jury qui ont examiné ce mémoire de fin d'études :

Pr. Thomas TAMO TATIETSE, Dr. DANWE RAIDANDI, Dr. Lucien MEVA'A, Ing. VOUFO

Au Dr. Benoit NDZANA qui a mis à ma disposition des documents et a consacré une partie de son temps à l'élaboration de ce mémoire.

A tout le personnel enseignant de l'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique de Yaoundé.

A tout le personnel de la SCTB particulièrement du Service Maintenance, Achat et Magasin, je pense notamment à M. Tahafo, Mlle Ngueya, à Narcisse, à Sébastien.

A mes camarades de Promotion et spécialement mes camarades de la classe de 5 GIND 2008 A ma famille et tous mes amis pour leurs encouragements

A mes amis depuis le lycée Stéphane et Gabriel

A tous ceux qui m'ont encouragé et qui ont prié pour moi, à ceux qui m'ont aidé dans les corrections.

A tous ceux qui ont contribué indirectement à l'élaboration de ce document.

Que tout soit pour le Seigneur Jesus-Christ

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

2

Glossaire



qtoss~ire

AC : Alternative Current

ADEPA : Agence nationale pour le DEveloppement de la Production Automatisée

AFCET : Association Française pour la Cybernétique Economique et Technique

API: Automate Programmable Industriel

AU : Arrêt d'Urgence

Bcp : Bouton coup de poing Bp : Bouton poussoir

DC : Direct Current

EEPROM : Electrically Erasable Programmable Read Only Memory

E/S : Entrée/Sortie

F: Fusible

FAO : Fabrication Assistée par Ordinateur

Fc : Fin de course

FDB: Function Block Diagram (schema par blocs)

GRAFCET: GRAphe Fonctionnel de Commande Etapes Transitions

In : Intensité nominale

ISO: International Organization for Standardization (Organisation internationale de normalisation)

KM : Contacteur Moteur Lc : Levier de commande LD: Ladder Diagram (schéma à relais)

M : Moteur

NO: Normally Open (normallement ouvert)

NC: Normally Close (normallement fermé)

PC: Partie Commande

Ph : Photoélectrique

PO: Partie Opérative

PROM : Programmable Read Only Memory

RAM : Random Access Memory ROM : Read Only Memory

SAP: Système Automatisé de Production

SCTB : Société Camerounaise De Transformation Du Bois

SFC: Sequential Function Char

ST: Structured Text (texte structuré)

TOR : Tout Ou Rien

TRH : TRancheuse Horizontale TRV : TRancheuse Verticale VCC : Volt courant continu VCA : Volt courant alternatif

Resume



oesume

Les objectifs de l'automatisation des systèmes sont d'accroître la productivité, améliorer la flexibilité ainsi que la qualité du produit et ce pour un coût le plus faible possible en ayant recours le moins possible à l'homme. La SCTB produit du placage tranché qui est utilisé pour le revêtement des meubles à l'aide d'une machine spéciale appelée `'trancheuse verticale». Ce produit est destiné au marché extérieur. Cet outil de production vieux de part son utilisation est soumis quotidiennement à des défaillances accidentelles entraînant des arrêts de production et engendrant des coûts. Soucieuse de rester compétitive dans le domaine du placage tranché, la SCTB se doit de trouver des solutions à ce problème. Ce document expose une solution apportée en vue de la résolution du problème.

En effet les défaillances sont de nature électrique et localisées dans l'armoire électrique. La partie commande de ladite machine a été réalisée en logique câblée. Il est question de reconcevoir la partie commande en migrant vers la logique programmée ce qui permettra d'accroître les performances de celle-ci et faciliter sa maintenance. Pour atteindre ces objectifs nous avons analysé le système automatisé existant, ensuite nous avons ressorti ses différentes fonctionnalités ce qui a permis sa modélisation sous la base d'un nouveau formalisme : le GRAFCET. Nous avons programmé les séquences de fonctionnement après avoir effectué un choix judicieux de l'automate programmable. Une simulation de l'automatisme a aussi été effectuée. Pour la mise en service de l'automate nous avons réalisé les schémas de câblage, et choisi l'appareillage électrique. Le projet a été validé est estimé à 12.577.360 FCFA.

Mots des : Automatisation, placage tranche, partie commande, logique cablee, logique programmee.

Abstract



_4:Abstract

The aim of system automation is to increase productivity, ameliorate flexibility and the quality of the final product with the least possible costs and human effort. SCTB produces sliced veneer, which is used in decorating furniture, using a special machine called «trencher vertical». This product is destined for export. This production tool due to age and wear is subject to daily failures, causing a halt in production and additional production costs. In a bid to stay competitive in this domain, SCTB has to find solutions to this problem. This work proposes a solution to this problem.

In fact, the failures are electric in nature and are localized in the electrical command box. This command unit was cable-programmed. Hence, a new command unit is to be designed. This system would be programmable logic controller which would permit and increase in efficiency and facilitate maintenance. In order to achieve this, the current automatic system was analyzed and the different functional requirements noted. This permitted the modeling of the control in a new manner: GRAFCET. The sequential functioning of the controller was programmed after the programmable logic controller had been carefully chosen. A simulation of the automatic system was also done. For the installation of this controller, the cabling was designed and the electrical appliance chosen. The project was validated and would cost an estimated 9.456.662 FCFA.

Keywords: Automation, sliced veneer, command unit, cable-programmed, logic programmed.

Liste des tableaux



₄,,f,iste des tableaux

Tableau 1: Parties du Grafcet 31

Tableau 2: Boutons poussoirs 42

Tableau 3: Commandes mecaniques 43

Tableau 4: Capteurs et securites 44

Tableau 5: Verins 44

Tableau 6: Moteurs a courant continu 45

Tableau 7: Moteurs a courant alternatif 46

Tableau 8: Voyants 47

Tableau 9: Notation preactionneurs 55

Tableau 10 : Comparaison TSX 60

Tableau 11: Bilan de consommation 63

Tableau 12: TSX Premium 63

Tableau 13: Codage des entrees / sorties automate 64

Tableau 14: Bits systeme 68

Tableau 15 : Entrees API 68

Tableau 16 : Sorties API 69

Tableau 17 : References contacteurs 91

Tableau 18 : Autres references 92

Tableau 19 : References fusibles 93

Tableau 20 : Devis estimatif 93

Liste des figures



_`Liste des figures

Figure 1: Flow-sheet de fabrication placages tranches 15

Figure 2: Placage tranche 17

Figure 3: Structure dAun systeme automatise 22

Figure 4: Demarrage etoile-triangle 23

Figure 7: Grafcet 30

Figure 8:Trancheuse verticale TRV03 34

Figure 9: Bdti en fonte 35

Figure 10: Circuit hydraulique 36

Figure 11: Synoptique moteur trancheur 37

Figure 14: Chariot porte couteau 38

Figure 15: Conditionnement d'air 38

Figure 16: Synoptique du bloc de variation de vitesse du moteur trancheur 41

Figure 17: Capteurs de contact 43

Figure 18: Grafcet principal point de vue systeme 53

Figure 19: Grafcet 1 chariot 54

Figure 20: Grafcet 1 grandes griffes 54

Figure 21: Grafcet 1 table elevatrice 55

Figure 22: Grafcet principal point de vue partie commande 56

Figure 23: Grafcet 2 chariot 57

Figure 24: Grafcet 2 grandes griffes 57

Figure 25: Grafcet 2 table elevatrice 58

Figure 26: Navigateur d'application 65

Figure 27: Configuration materielle 65

Figure 28:Configuration logicielle 66

Figure 29: Gracet principal point de vue API 70

Figure 30: Grafcet 3 chariot 71

Figure 31: Grafcet 3 grandes griffes 71

Figure 32 : Grafcet 3 table elevatrice 72

Figure 33 : Traitement sur coupure et reprise secteur 72

Figure 34: Alimentation automate 73

Figure 35: Entrees connecteur A 74

Figure 36: Entrees connecteur B 74

Figure 37: Sorties connecteur A 75

Figure 38 : Alimentation bobines contacteurs et voyants 75



Figure 39: Alimentation bobines distributeurs ........................................................................................................................... 76 Figure 40: Configuration automate du laboratoire ..................................................................................................................... 78 Figure 41: Initialisation grafcet principal ...................................................................................................................................... 79 Figure 42: Initialisation grafcet grandes griffes ........................................................................................................................... 80 Figure 43: Table d'animation entree ............................................................................................................................................... 80 Figure⁴⁴: Etape X4 validee ............................................................................................................................................................. 81 Figure 45: validation de la condition ............................................................................................................................................. 81 Figure⁴⁶: Activation de l'etape X5 ................................................................................................................................................ 81 Figure⁴⁷: Table d'animation sortie ................................................................................................................................................ 82 Figure⁴⁸: Sortie active ...................................................................................................................................................................... 82 Figure⁴⁹: Activation de X31 ............................................................................................................................................................ 83 Figure⁵⁰ : Sortie %Q5.13 .................................................................................................................................................................. 83 Figure⁵¹: Ecran d'accueil.................................................................................................................................................................. 85 Figure 52: Ecran principal en mode stop ...................................................................................................................................... 85 Figure53: Ecran principal a l'etape X5 .......................................................................................................................................... 86 Figure⁵⁴: Etat des capteurs ............................................................................................................................................................. 87



$omm~ire

Dédicace	.1
Remerciements	..2
Glossaire	.3
Résumé	4
Abstract	..5
Liste des tableaux	..6
Liste des figures	.7
Sommaire	9
Introduction	11
Chapitre 1 : Contexte et Problématique	12
I. Contexte	13
1. Présentation sommaire de la SCTB Sarl	13		2. Les produits
13	3. Placages tranchés
14
II. Problématique	17
Chapitre 2 : Généralités sur l'automatique	..19
I. Définitions	20
II. Différents types de systèmes automatisés	20
III. Etude logique et l'étude dynamique des systèmes	21
IV. Système automatisé de production (S.A.P)	21
V. Partie Opérative	22
VI. Les automates programmables industriels	24
Chapitre 3 : Démarche de résolution du problème	.27

I. Partie commande 28

II. Modélisation des systèmes séquentiels 29

III. Une méthode d'étude des systèmes séquentiels : le GRAFCET 30

VI. Méthodologie 32

Chapitre 4 : Analyse du système automatisé existant .33

I. Etat des lieux 34

II. Description 34

III. Constitution 35

IV. Procédures avant le tranchage 39

V. Systèmes de variation de vitesse du moteur trancheur et de freinage 40

VI. Organes de commandes et capteurs 42

VII. Actionneurs 44

VIII. Problème rencontré au niveau de la centrale hydraulique 47

Chapitre 5 : Modélisation 49

I. Analyse des différentes fonctionnalités de la machine 50

II. Grafcet point de vue système 52

III. Grafcet Partie commande 55

Chapitre 6 : Programmation des séquences de fonctionnement et câblage entrées / sorties 59

I. Etude architecturale 60

1. Choix de l'automate 60

2. Présentation 61

3. Configuration matérielle 62

4. Codage des entrées sorties de l'automate 64

5. Configuration logicielle 64



6. Programmation sous PL7 Pro	66
7. Notion de cycle de scrutation	66
8. Les objets adressages	67
II. Mise en oeuvre des séquences du système automatisé	68
1. Entrées API	68
2. Sorties API	69
3. Grafcet point de vue API	69
III. Câblage des entrées / sorties	73
1. Alimentation de l'automate	73
2. Alimentation des entrées de l'automate	74
3. Alimentation des sorties de l'automate :	75
Chapitre 7 : Simulation	..77
I. Test du programme : simulation	78			II. Ecrans d'exploitation
84
Chapitre 8 : Analyse financière	.88
I. Choix des appareillages électriques	89				II. Devis estimatif
91
Conclusion	94
Références bibliographiques	..95
Annexes	97

Introduction



jntroduetion

Les arrêts de production dues aux défaillances partielles ou complètes de l'outil de production ont pour conséquences l'indisponibilité machine, la perte de rendement et engendrent des coûts :

~ de mesures palliatives

~ de pénalités contractuelles

~ de perte de production, manque à gagner ~ de stocks intermédiaires

Conscient de cela, le Service Maintenance de la SCTB s'est lancé dans une politique de réhabilitation de ses outils de production visant ainsi à améliorer leurs performances. Cette réhabilitation avait déjà concernée certaines machines (massicots, séchoirs). L'objectif cette fois est de refaire la partie commande des trancheuses verticales : migrer vers la logique programmée.

C'est dans cette optique que se situe le travail qui nous a été confié et ayant pour thème : »Amélioration Des Performances De La Trancheuse verticale TRV 03 de la SCTB Sarl ».

Le présent document résume le travail effectué, il s'articule en huit chapitres. Le contexte et la problématique figurent dans le premier chapitre où nous présentons la SCTB et les principales étapes de réalisation du placage tranché. Le chapitre deux porte sur les généralités sur l'automatique. Le chapitre trois est celui de la démarche adoptée pour la résolution du problème. Dans les chapitres quatre à sept, nous analysons le système automatisé existant, le modélisons, programmons les séquences de fonctionnement et simulons l'automatisme. Enfin le dernier chapitre est réservé à une analyse financière du projet.



Chapitre

1

CHAPITRE 1 :

Contexte et problimatique



I. Contexte

1. Presentation sommaire de la SCTB Sarl

Située à NSAM à l'entrée de la ville de Yaoundé venant de Douala, la Société Camerounaise De Transformation Du Bois en abrégé SCTB est une filiale du Groupe FOKOU. Elle est à l'heure actuelle l'une des plus grandes structures dans la transformation du bois au CAMEROUN et dans la sous région AFRIQUE CENTRALE vu la diversité de ses produits (Grumes, Placage déroulé, placage tranché, Contreplaqué, Bois débité) et sa capacité de production annuelle d'environ 100 000 m³.

Ses produits sont destinés à l'Europe, l'Asie, l'Amérique, l'Afrique et leur demande sans cesse croissante montrent qu'au niveau de la qualité, la SCTB Sarl reste compétitive sur le marché du bois dans le monde entier et entend aller plus loin à travers la certification de ses activités aux normes ISO dans un avenir très proche.

2. Les produits Les produits de la SCTB Sarl sont destinés à diverses utilisations :

· LES GRUMES

Elles sont principalement utilisées comme matière première dans les unités de transformation de bois et à partir d'elles on peut obtenir : des débités ; du placage tranché ; du placage déroulé ; du copeau de bois ; de la pâte à papier.

· LE PLACAGE TRANCHE

Le placage tranché est utilisé pour le revêtement des meubles, la décoration murale et la fabrication des tableaux en mosaïque. Il est beaucoup plus prisé à cause de ses motifs décorateurs que forment les fils du bois. Le choix des différents types de motifs se fait au départ lors de la production des quater lots.

· LE PLACAGE DEROULE

Le placage déroulé quant à lui est utilisé principalement pour le revêtement des meubles, des murs et la fabrication des contreplaqués à âmes.

· LE CONTRE PLAQUE

En construction, celui-ci est le plus souvent utilisé pour les faux-plafonds, le coffrage des murs pour les grandes constructions, les constructions des cases provisoires... En ameublement, les contreplaqués



servent à faire des maquettes pour certaines pièces à produire avec des formes irrégulières ; à fabriquer des meubles (caisses ; classeurs) pour ce dernier cas, ils sont très souvent habillés de feuilles de placage tranchées ou de formicas.


· LE BOIS DEBITE

Principalement utilisé pour l'ameublement, le bois débité sert, en menuiserie et ébénisterie pour la fabrication des meubles, pour les décorations intérieures (faux-plafond en lambris ; lambris de hauteurs ; lambris muraux ; sol en parquets ...) et extérieures (maisons en bois ...) ; en construction, il est utilisé pour les moulures, les charpentes en bois et les solivages.

Mais tout part de l'exploitation forestière, la SCTB Sarl dispose de plusieurs forets riches en essences les plus sollicitées sur le marché des bois tropicaux pour pouvoir satisfaire le ravitaillement de toutes ses unités de production en matière première bois et la satisfaction de ses clients acheteurs de grumes.

3. Pla cages tranches

Que signifie le mot placage ?

Le placage est une feuille de bois destinée à la marqueterie. Les épaisseurs varient de 3/10^e de mm à 9/10^e pour un placage tranché ou déroulé, et de 12/10^e à 50/10^e de mm pour du placage scié.

Que signifie le terme tranchage ?

Après un étuvage consistant à tremper la bille de bois, dans un bain d'eau bouillante afin de la faire ramollir, on la découpera en fines feuilles sur toute sa longueur, à l'aide d'une machine appelée trancheuse.

4.1. Flow-sheet de fabrication pla cages tranches

La figure ci-après nous montre le processus de fabrication du placage tranché.





































Figure 1: Flow-sheet de fabrication placages tranchés 4.2. Principales etapes de fabrication

Le Sapelli, l'Aniegre, le Lati sont les essences de bois utilisés pour le placage tranché. Les grumes ou billes de bois qui proviennent de la forêt sont réceptionnées au Parc à Grume. Ce dernier assure :



- Le contrôle des données (volume de la grume)

- L'attribution des numéros et fiche technique à chaque bille

- Le traitement du bois

1. LE TRONÇONNAGE (PARC)

Le tronçonnage peut être exécuté, parfois, sur le lieu d'abattage. Mais la SCTB comme beaucoup de scierie reçoit des bois aussi longs que possible et les longueurs de découpe sont déterminées en se basant sur les longueurs demandées par la clientèle. Il se fait à la tronçonneuse à chaîne et doit être parfaitement perpendiculaire à l'axe de la bille.

2. PREPARATION/SCIAGE

Les billons sont sciés en dosses ou quartiers dans le but de faciliter le tranchage et obtenir un rendement élevé.

3. ETUVAGE

Des bois verts ou des bois très tendres peuvent être travaillés sans étuvage préalable. Mais c'est un cas relativement rare. Les étuves sont des bacs en ciment où l'on envoie de la vapeur détendue pour ramollir les fibres avant le tranchage. Les bois restent en général 48 heures dans les étuves de façon à laisser pénétrer la vapeur jusqu'au coeur, mais les bois plus dur doivent être « bouillis » à l'eau chaude.

4. NETOYAGE/ECORSAGE

Il est fait généralement à la hache. On veille avec un soin tout particulier à l'élimination de la terre, de l'écorce et des petits cailloux retenus par les souches (de noyer par exemple). Il est essentiel afin d'éviter des affûtages ou des détériorations des outillages.

5. TRANCHAGE

La dosse nettoyée est découpée en fines feuilles sur toute sa longueur, à l'aide d'une machine appelée trancheuse.

6. SECHAGE

Il s'agit de ramener l'humidité des placages qui, en sortant des machines, contiennent 40 à 60 % d'eau, à un taux de 10 à 15 %.

7. PAQUETAGE ET COLISAGE Les tranches sont rangées en paquet et disposées sur des palettes traitées suivant la norme de la FAO.

8. MASSICOTAGE	9.
Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand	16



Les déchets et les défectuosités sont éliminés par des massicots et des dresseuses. Ce sont des couteaux à guillotine de 3 à 4 m de long, destinés à dresser les paquets de placage en long et en travers. Elles fonctionnent en marche continue ou coup par coup.

9. EMBALLAGE ET STOCAKGE

Les produits finis sont emballés avec de la polyamine et stockés.



Figure 2: Placage tranché

II. Problematique

Les machines nécessaires à une industrie de tranchage sont coûteuses et nécessitent des investissements importants. Un équipement complet comprend au moins deux trancheuses, une scie verticale, plusieurs guillotines, des étuves ou bouillottes, une chaudière, des séchoirs, de vastes magasins pour entreposer des placages. Au Cameroun nombreuses sont les entreprises qui achètent de l'étranger des machines industrielles de seconde main. Ces machines vieilles par leur utilisation et la technologie utilisée ne disposent le plus souvent des documents techniques nécessaires pour assurer une maintenance corrective en cas de défaillance. La SCTB Sarl pour produire une quantité importante de placage tranché (en moyenne 4,64 m³ par mois), possède 3 trancheuses (2 trancheuses verticale, 1 trancheuse horizontale).

Actuellement une seule trancheuse (trancheuse verticale N°3) est en état de marche. C'est elle qui assure la production des placages tranchés.

D'après le service maintenance, elle tombe régulièrement en panne (au lendemain d'un jour de production, elle ne démarre plus) et le temps de recherche de la défaillance ainsi que le temps de diagnostic sont élevés entraînant des retards en production et des coûts (coût de stockage, pénalités contractuelles...).

Le prix moyen de vente d'un mètre carré de placage tranché est de 492 FCFA et la production moyenne journalière est de 464 m². Le temps moyen de réparation étant de trois jours en un mois, nous avons une immobilisation financière de 684.864 FCFA.



Par ailleurs cette machine a un fonctionnement complexe difficile à maîtriser par les maintenanciers présents à l'usine (défavorable pour une intervention rapide en cas de panne).

Les défaillances ont été localisées dans la partie commande qui toutefois a été réalisée en logique câblée avec des composants électriques (en grand nombre dans l'armoire électrique) qui aujourd'hui dépassés n'existent plus sur le marché. Ces composants (contacteurs, bobines à relais) ont plus de chance aujourd'hui d'être défaillants. De plus il n'existe pas une documentation technique (schémas électriques) et un repérage des fils électriques n'a été effectué dans ladite armoire.

Pour pallier à ces problèmes, il nous a été confié ce travail visant le passage à la logique programmée et ayant le cahier de charge suivant :

- Avantages et inconvénients de la logique câblée et la logique programmée

- Analyse et amélioration du système automatisé existant

- Modélisation du système

- Programmation des séquences de fonctionnement du système

- Câblage des entrées / sorties de l'automate

- Simulation et analyse financière

Nous commencerons ce travail par un chapitre, essentiel pour la compréhension de ce qui sera fait par la suite et portant sur l'automatique, l'automatisme et les automates programmables industriels.



Chapitre

2

CHAPITRE 2 :

goneralites sur l~automatique



I. Definitions

L'automatique est à la fois une science et une technique qui étudie les méthodes scientifiques et les moyens techniques pour la conception et la réalisation des systèmes automatisés.

L'automatisation est l'exécution automatique de tâches domestiques, industrielles, administratives ou scientifiques sans intervention humaine. [5]

Des systèmes automatisés permettent :

· De réaliser des opérations trop complexes ou dangereuses et ne pouvant être confiées à l'homme (alunissage d'un engin spatial, maintenance et contrôle dans les centrales nucléaires)

· De substituer l'homme dans les opérations répétitives ou pénibles (électroménager, boîte de vitesses automatique, embrayage piloté)

· D'accroître la précision (applications militaires, gestion électronique de moteur thermique, pilote automatique)

· D'accroître la rentabilité et la productivité par la diminution de la main-d'oeuvre (chaîne de montage, atelier automatisé) [5]

II. Differents types de systemes automatises

· Systèmes linéaires, continus et invariants

Les grandeurs d'entrée et de sortie évoluent de manière continue en fonction du temps.

· Systèmes combinatoires

Les grandeurs d'entrée et de sortie sont des grandeurs binaires. La commande est appelée TOR (Tout Ou Rien). Les grandeurs de sortie s'expriment comme une combinaison des grandeurs d'entrée.

· Systèmes séquentiels

Les grandeurs d'entrée et de sortie sont des grandeurs binaires. Les grandeurs de sortie ne peuvent pas s'exprimer comme une combinaison des grandeurs d'entrée. En effet pour un même état des entrées, on n'a pas forcément les même sorties. Une notion d'état du système, de mémoire, se rajoute. [5]

Les systèmes logiques sont des systèmes pour lesquels toutes les variables d'état (entrées ou sorties) peuvent être représentées par des variables du type logique (signal binaire).



III. Etude logique et l'etude dynamique des systemes

L'étude logique est complémentaire de l'étude dynamique des systèmes linéaires ou asservis. Un système automatisé est constitué de plusieurs chaînes d'actions. [16]

1. L'etude dynamique

L'étude dynamique des asservissements consiste à étudier une seule chaîne d'action afin d'optimiser les différents éléments de cette chaîne pour qu'elle réponde au cahier de charges.

Exemple d'un asservissement en vitesse d'un moteur électrique :

Il s'agit d'étudier l'état transitoire entre l'arrêt et le régime permanent

2. L'etude logique

L'étude logique consiste à étudier et décrire l'évolution de l'état du système dans sa globalité, il s'agit de tenir compte de l'état de toutes les chaînes d'actions en même temps. [16]

Dans ce cas on considère que l'état du système ne sera décrit que par des variables binaires :

C'est cette étude (étude logique) que nous mènerons tout au long de ce rapport.

Exemple : pour un moteur électrique,

On ne tiendra pas compte du régime transitoire du moteur. On considèrera que le `'problème» a été réglé par l'étude de la commande.

IV. Systeme automatise de production (S.A.P)

Un système automatisé est un ensemble d'éléments en interaction, et organisés dans un but précis : agir sur une matière d'oeuvre afin de lui donner une valeur ajoutée. [5]

1. Structure d'un systeme automatise :

Tout système automatisé peut se décomposer selon le schéma ci-après :

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

21



Figure 3: Structure d'un système automatisé [5]

o Partie opérative : Elle agit sur la matière d'oeuvre afin de lui donner sa valeur ajoutée.

o Partie commande : Coordonnant la succession des actions sur la partie opérative avec la finalité d'obtenir cette valeur ajoutée.

o Poste de contrôle : Composé des pupitres de commande et de signalisation, il permet à l'opérateur de commander le système (marche, arrêt, départ cycle ...). Il permet également de visualiser les différents états du système à l'aide de voyants.

V. Partie Operative

Le déplacement d'un élément de machine outil, de mécanisme ou d'appareillage, actionné électriquement, est du à l'un des organes moteurs suivants : moteur électrique, vérin électro-hydraulique ou électro-pneumatique. [2]

1. Machines electriques (Moteurs)

Une machine électrique est un dispositif électromécanique permettant la conversion d'énergie électrique en énergie mécanique. Les machines électriques produisant une énergie électrique à partir d'une énergie mécanique sont appelées dynamos, alternateurs ou générateurs suivant la technologie utilisée. Les machines électriques produisant une énergie mécanique à partir d'une énergie électrique sont appelées des moteurs. [6]

Les machines tournantes

Les machines tournantes sont constituées de deux parties principales. Le stator est la partie fixe du système. Il entoure la partie tournante, appelée rotor. On distingue :



Les machines à courant continu

La machine à courant continu est une machine électrique tournante qui fonctionne, comme son nom l'indique, à partir de tensions et de courants continus.

Machines à courant alternatif

Ces moteurs alternatifs se déclinent en deux types :

· Les moteurs asynchrones

· Les moteurs synchrones : souvent utilisé comme génératrice. Comme le nom l'indique, la vitesse

de rotation de ces machines est toujours proportionnelle à la fréquence des courants qui les traversent. [6]

Demarrage des moteurs asyn chrones

Lors de la mise sous tension d'un moteur asynchrone, celui-ci provoque un fort appel de courant qui peut provoquer des chutes de tension importantes dans une installation électrique. Pour ces raisons en autres, il faut parfois effectuer un démarrage différent du démarrage direct. Il est donc logique de limiter le courant pendant le démarrage à une valeur acceptable. [5]

Outre le démarrage direct, nous pouvons citer le démarrage étoile- triangle



Figure 4: Démarrage étoile-triangle

2. Les Verins

Ils transforment l'énergie d'un fluide sous pression en énergie mécanique (mouvement avec effort). Ils peuvent soulever, pousser, tirer, serrer, tourner, bloquer, percuter, ...

Leur classification tient compte de la nature du fluide, pneumatique ou hydraulique, et du mode d'action de la tige : simple effet (air comprimé admis sur une seule face du piston), double effet (air comprimé admis sur les deux faces du piston)... [5]



Figure 6:Vérin simple effet classique rappel par ressort

Figure 5:Vérin double effet

VI. Les automates programmables industriels

1. Definition

L'Automate Programmable Industriel (API) est un appareil électronique programmable, adapté à l'environnement industriel, qui réalise des fonctions d'automatisme pour assurer la commande de préactionneurs à partir d'informations logiques, analogiques ou numériques. [5]

Les API sont spécialement conçus pour traiter, par un programme, des problèmes de logique séquentielle (ou combinatoire) afin de remplacer les commandes d'automatismes en logique câblée réalisée avec des circuits logiques ou des relais.

2. Avantages

- emploi facile par des personnes non qualifiés en informatique, grâce à des langages de programmation de type langage à relais, équations booléennes ou GRAFCET.

- Conçus pour fonctionner en milieu industriel, afin de remplacer les armoires à relais.

3. Nature des informations traitees par l'automate :

Les informations peuvent être de type :

- Tout ou rien (T.O.R.) : l'information ne peut prendre que deux états (vrai/faux, 0 ou 1 ...).

- Analogique : l'information est continue et peut prendre une valeur comprise dans une plage bien déterminée.

- Numérique : l'information est contenue dans des mots codés sous forme binaire ou bien hexadécimale.

4. Architecture des automates Aspect exterieur :

Les automates peuvent être de type compact ou modulaire.

De type compact, Il intègre le processeur, l'alimentation, les entrées et les sorties. Ces automates, de fonctionnement simple, sont généralement destinés à la commande de petits automatismes.

Généralités sur l'automatique



De type modulaire, le processeur, l'alimentation et les interfaces d'entrées / sorties résident dans des unités séparées (modules) et sont fixées sur un ou plusieurs racks contenant le "fond de panier" (bus plus connecteurs).

Ces automates sont intégrés dans les automatismes complexes où puissance, capacité de traitement et flexibilité sont nécessaires.

Structure interne :

Module d'alimentation : il assure la distribution d'énergie aux différents modules.

Unité centrale : à base de microprocesseur, elle réalise toutes les fonctions logiques, arithmétiques et de traitement numérique (transfert, comptage, temporisation ...).

Le bus interne : il permet la communication de l'ensemble des blocs de l'automate et des éventuelles extensions.

Mémoires : Elles permettent de stocker le système d'exploitation (ROM ou PROM), le programme (EEPROM) et les données système lors du fonctionnement (RAM).

Interfaces d'entrées / sorties :

· Interface d'entrée : elle permet de recevoir les informations du S.A.P. ou du pupitre et de mettre en forme (filtrage, ...) ce signal tout en l'isolant électriquement (optocouplage).

· Interface de sortie : elle permet de commander les divers préactionneurs et éléments de signalisation du S.A.P. tout en assurant l'isolement électrique [5]

5. Criteres de choix d'un automate

Un automate utilisant des langages de programmation de type Grafcet est préférable pour assurer les mises au point et dépannages dans les meilleures conditions.

La possession d'un logiciel de programmation (PL7 Junior/Pro...) est aussi source d'économies (achat du logiciel et formation du personnel). Des outils permettant une simulation des programmes sont également souhaitables. [5]

Ensuite les besoins doivent être quantifiés.

m Nombre d'entrées/sorties : le nombre de cartes peut avoir une incidence sur le nombre de racks dès que le nombre d'entrées/sorties nécessaires devient élevé.

m Type de processeur : la taille mémoire, la vitesse de traitement et les fonctions spéciales offertes par le processeur permettront le choix dans la gamme souvent très étendue.



0 Fonctions ou modules spéciaux : certaines cartes (commandes d'axe, pesage...) permettront de

`'soulager» le processeur et devront offrir les caractéristiques souhaitées (résolution,...)

0 Fonctions de communication : l'automate doit pouvoir communiquer avec les autres systèmes

de commande (API, supervision...) et offrir des possibilités de communication avec des standards

normalisés (Profibus...)

6. Langages de programmation pour API

La norme IEC 1131-3 définit entre autres choses, cinq langages qui peuvent être utilisés pour la programmation d'applications d'automatisme. [10]

Les cinq langages sont :









SFC (« sequential function char ») : issu du langage GRAFCET, ce langage, de haut niveau, permet la programmation aisée de tous les procédés séquentiels ;

FBD (« function block diagram », ou schéma par blocs) : ce langage permet de programmer graphiquement à l'aide de blocs, représentant des variables, des opérateurs ou des fonctions. Il permet de manipuler tous les types de variables ;

LD (« ladder diagram », ou schéma à relais) : ce langage graphique est essentiellement dédié à la programmation d'équations booléennes (true/false) ;

ST (« structured text » ou texte structuré) : ce langage est un langage textuel de haut niveau, particulièrement adapté à la programmation de fonctions arithmétiques complexes, manipulations de tableaux, gestion de messages...



Chapitre

3

CHAPITRE 3 :

.2)emarche de resolution du problem~

Introduction :

Le but de ce chapitre est de presenter la methode adoptee pour la resolution du probleme, mais avant cela il semble interessant de presenter :

o les avantages et inconvenients qu'offrent la logique cablee et la logique programmee o une methode d'etude des systemes sequentiels.



La logique programmée est à définir par opposition à la logique câblée, qu'elle soit combinatoire ou séquentielle.

I. Partie commande

1. La logique cablee

L'automatisme est obtenu en reliant entre eux les différents constituants de base ou fonctions logiques par câblage. La logique câblée correspond à un traitement parallèle de l'information. Plusieurs constituants peuvent être sollicités simultanément. [8]

Elle est étudiée et réalisée une fois pour toutes sur un schéma donné : Les fonctions sont réalisées par voie matérielle. Elle exige un grand nombre de composants et rend les montages encombrants et chers. Enfin, elle n'offre guerre de souplesse : la durée des études pour réaliser un montage donné (et donc pour le modifier le cas échéant) est longue.

- les applications nouvelles

Le gain : le micropresseur est d'une grande souplesse, car les fonctions sont réalisées par voie logicielle, et sont modifiables à tout moment en un temps réduit. De plus, le nombre de composants est réduit à sa plus simple expression.

Les limites :

- Limite inférieure : si la fonction à réaliser est trop simple, il est plus économique de conserver une logique câblée.

- Limite supérieure : si le nombre d'unités à réaliser est très important, il est plus économique de la fabriquer en circuits intégrés à la demande ou en logique câblée pour des fonctions simples.

2. Logique programmee

Elle correspond à une démarche séquentielle, seule une opération élémentaire est exécutée à la fois, c'est un traitement série. Le schéma électrique est transcrit en une suite d'instruction qui constitue le programme. En cas de modification des équations avec les mêmes accessoires, l'installation ne comporte aucune modification de câblage seul le jeu d'instructions est modifié. [8]

Si un circuit est réalisé en logique programmée, il utilisera moins de composants puisque ceux-ci réalisent directement les fonctions logiques désirées. Un circuit ayant moins de composants sera habituellement moins coûteux à concevoir, réaliser et distribuer. La réduction du nombre de composants électroniques tend aussi à augmenter la fiabilité des circuits et à réduire la consommation énergétique.



L'automate simplifie grandement le schéma de la logique câblée prenant en compte tout ce qui est extérieur à la programmation, comme les voyants. Il sert pour se substituer à une partir commande complexe qu'on programmera dans un automate.

Automatiser avec les automates pour :

- réduire les coûts d'ingénierie

- réduire les coûts de maintenance

Le choix du type d'une logique pour résoudre un problème, dépend de plusieurs critères :

Complexité ; coût ; évolutivité ; rapidité.

3. Logique cablee v.s programmee

Logique câblée

n Inconvénients

o Volume du contrôleur proportionnel à la complexité du problème

o Des modifications de la commande impliquent des modifications de câblage

n Avantages

o Vitesse car fonctionnement simultané des opérateurs [7]

Logique programmée

n Avantages

o Banalisation du matériel : même matériel quel que soit la fonction logique à réaliser

o Facilité de modification de la loi de contrôle : il suffit de modifier le programme. Simplification de la maintenance !

o Faible liaison entre le volume matériel et la complexité du problème (effet simplement

sur les entrées/sorties et taille mémoire)

n Inconvénients

o Vitesse inversement proportionnelle à la complexité du problème.

Ceci peut être une limitation pour les processus électromécaniques rapides [7]

II. Mod~lisation des systemes sequentiels

La modélisation d'un système séquentiel est la traduction de son cahier de charge (suite de phrase décrivant le fonctionnement désiré du système) en un formalisme qui ne permet aucune erreur d'interprétation. [9]

Comme modèle nous pouvons citer : le chronogramme (diagramme des temps), le graphe de fluence, les tableaux d'état, le graphe d'état, le graphe d'événement, le GRAFCET, les Réseaux de Pétri.



Nous nous intéresserons plus particulièrement au Grafcet car il permet de représenter le fonctionnement de la partie commande des systèmes automatisés de production.

III. Une méthode d'étude des systemes séquentiels : le GRAFC ET

L'AFCET (Association Française pour la Cybernétique Economique et Technique) et l'ADEPA (Agence nationale pour le DEveloppement de la Production Automatisée) ont mis au point et développé une représentation graphique qui traduit, sans ambiguïté, l'évolution du cycle d'un automatisme séquentiel.

Ce diagramme fonctionnel: le GRAFCET (Graphe Fonctionnel de Commande, Etapes Transitions) permet de décrire les comportements attendus de l'automatisme en imposant une démarche rigoureuse, évitant ainsi les incohérences dans le fonctionnement. [5]

1. De'initions

Le Grafcet est défini par un ensemble constitué :

- d'éléments graphiques de base comprenant : les étapes, les transitions, les liaisons orientées.

- d'une interprétation traduisant le comportement de la partie commande vis-à-vis de ses entrées et de ses sorties, et caractérisée par les réceptivités associées aux transitions et les actions associées aux étapes.

- de 5 règles d'évolution définissant formellement le comportement dynamique de la partie commande. (voir annexe 1)

- d'hypothèses sur les durées relatives aux évolutions.

-		Etape initiale
0



Transition

Liaison

2

1

Fin de perçage

Déplacer

Percer

Action

Récéptivité associée à la transistion

Figure 7: Grafcet

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

30



Tableau 1: Parties du Grafcet [5]

Etape:	une étape représente une situation stable de la PC Une étape est soit active soit inactive. On peut associer à chaque étape i une variable Xi image de son activité. ex: Etape 2 active 4 X2 = 1 Etape 2 inactive 4 X2 = 0
Etape initiale:	étape active au début du fonctionnement. Elle se représente par un double carré.
Liaisons orientées:	Elles relient les étapes aux transitions et les transitions aux étapes. Le sens général d'évolution est du haut vers le bas. Dans le cas contraire, des flèches doivent être employées
Transitions :	une transition indique une possibilité d'évolution d'activité entre deux ou plusieurs étapes. Cette évolution s'accomplit par le franchissement de la transition.
Réceptivité :	La réceptivité associée à une transition est une fonction logique : - des entrées (capteurs, commande opérateur) - des activités des étapes (Ex : X1 pour étape 1 active.) - des variables auxiliaires (Ex : [C1=10] pour un test sur compteur C1)
Action:	L'action indique, dans un rectangle, comment agir sur la variable de sortie, soit par assignation (action continue), soit par affectation (action mémorisée)

2. Construction des grafcets

La construction des grafcets peut se faire avec ou sans méthode. [13]

1. Sans méthode = « A l'intuition »

Envisageable pour des automatismes simples, à faible taux de parallélisme.

2. Avec méthode = approche basée sur les fonctions

Il exprime les fonctions à assurer auxquelles sont associées des contraintes.

Avec méthode = approche basée sur une analyse fonctionnelle

> Conception mécanique

· La décomposition fonctionnelle conduit à choisir des constituants physiques (un vérin, un capteur inductif, une butée, un convoyeur ...)

· Les constituants sont « localisés » dans l'espace

> Automatisation

· La décomposition fonctionnelle conduit à définir des actions (actionner un vérin, mise en route d'un moteur, déclenchement d'une alarme ...)

· Les actions sont « synchronisées » dans le temps (=> grafcet)



3. Les differents points de vue du GRAFCET

Il existe 3 représentations du fonctionnement d'un système par le GRAFCET :

- le GRAFCET point de vue système qui représente le fonctionnement du système tel que le voit quelqu'un d'extérieur à celui-ci.

- le GRAFCET point de vue Partie Opérative qui représente le fonctionnement du système tel que le voit quelqu'un connaissant la PO de celui-ci.

- le GRAFCET point de vue Partie Commande qui représente le fonctionnement du système tel que le voit quelqu'un connaissant tout le système.

VI. Methodologie

La méthode adoptée pour la résolution du problème est la suivante :

=> Une analyse du système automatisé existant

=> Une analyse de ces différentes fonctionnalités qui sera suivie de la modélisation du système

=> La programmation des séquences de fonctionnement qui s'articulera comme suit :

o Le choix de l'automate

o Sa configuration matérielle et logicielle

o La mise en oeuvre des séquences de fonctionnement

o Le câblage des entrées / sorties

=> Une simulation

=> Le choix des appareillages électriques

=> Une analyse financière du projet

Conclusion :

La logique programmée a de nombreux avantages par rapport à la logique câblée. Toutefois le choix du type d'une logique pour la résolution d'un problème dépend de plusieurs critères.



Chapitre

4

CHAPITRE 4 :

_cAnalyse du systeme automatise existant

Introduction :

Le traitement des donnees au niveau de la trancheuse verticale est effectue par des contacteurs auxiliaires et des relais d'automatisme.

Le fonctionnement des equipements en logique cablee est defini par le schema de cablage qui n'existe pas pour cette machine. Nous nous proposons dans ce chapitre de faire une analyse du systeme automatise.



I. Etat des lieux

Type : Machine américaine type « capital »

De seconde main et de plus de 50 ans [17]

1ère mise en service à la SCTB : 1^er juillet 2002

Prix d'achat : 120 000 000 FCFA

Alimentation générale : réseau triphasé 380 V

Caractéristiques du disjoncteur : de type Merlin Gerin, Compact

NS 250 N



Figure 8:Trancheuse verticale TRV03

II. Description

C'est une machine américaine type « Capital » qui produit des placages par déplacement de la grume (dosse) devant le couteau. La grume est fixée sur un bâti en fonte à l'aide des griffes (petites et grandes griffes) et elle se déplace verticalement, tandis que le couteau de 3 à 4 m de longueur est fixé sur un chariot mobile. La cadence peut aller jusqu'à 30 coups minute. C'est une machine adaptée pour trancher les placages de bois tropicaux à fil droit. Elle fonctionne à poussée par bielle.



Figure 9: Bâti en fonte

III. Constitution

Comme toutes les autres trancheuses, elle est constituée d'un bâti en fonte et d'un couteau. En plus de ces éléments on retrouve : une centrale hydraulique, une centrale de lubrification, le moteur trancheur (moteur principal), un chariot mobile, une table élévatrice, un circuit pneumatique.

1. La centrale hydraulique

Elle permet aux vérins hydrauliques (où en bout de tige sont montées des griffes : petites et grandes griffes) d'assurer leur fonctionnalité qui est de maintenir solidaire la grume (dosse) sur le bâti en fonte. La pression exercée sur le fluide (huile 40) est transmise à travers le système par ce dernier.

Elle comporte quatre composants mécaniques : réservoir (50 litres), filtre, pompe, valves de commande. Le fluide hydraulique (huile 40) qu'elle contient remplit quatre fonctions simples :

· transmission d'énergie

· lubrification des composants - pompe, valves et joints

· protection du système, par élimination des contaminants

o humidité

o souillures

o chaleur

o air

· étanchéité entre les composants internes





Figure 10: Circuit hydraulique

2. Centrale de lubrifi cation

Nous avons dit précédemment que la grume se déplace verticalement. En effet elle est fixée sur le bâti en fonte ou « bâti porte grume ». Ce dernier monté sur des glissières effectue un mouvement rectiligne sinusoïdal (bas-haut). La lubrification de ces glissières est assurée par cette centrale.

3. Moteur tran cheur

C'est le moteur principal de la trancheuse. C'est un moteur à courant continu. Il dispose :

- D'une plage de vitesse étendue permettant d'optimiser la vitesse de coupe

- D'un couple élevé à base vitesse, pour pouvoir soulever la grume

Son mouvement de rotation est transmis à un arbre (arbre de transmission) sur lequel est monté un pignon par un système poulie-courroie. Le pignon engraine sur deux grandes roues dentées qui par un système bielle- manivelle transmet leur mouvement de rotation au « bâti porte grume ».

Pour son fonctionnement une génératrice produit le courant continu (In = 240 A) dont il a besoin et un ventilateur assure son refroidissement.

Sa vitesse de rotation est variable :

N = 0/ 1 25 / 75 0

Max : 2250tr /min

Pour cela un dispositif permet de faire varier le courant de l'inducteur.
Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand	36



Figure 11: Synoptique moteur trancheur

Figure 12: Moteur trancheur	Figure 13: Génératrice

4. Chariot porte couteau

Le chariot est monté sur une vis sans fin et porte le couteau qui attaque la grume (production des tranches).

Pour une production continue (épaisseur des tranches fixe) le mouvement d'avance du chariot est synchronisé avec le déplacement du « bâti porte grume ».

En effet un arbre est lié à l'une des grandes roues dentées et il transmet son mouvement de rotation à l'arbre du chariot grâce à un système d'embrayage. Cet arbre transmet son mouvement de rotation à la vis sans fin (par pignon conique) sur laquelle est monté le chariot.

Pour avance/recule rapide du chariot un moteur transmet son mouvement à l'arbre du chariot à l'aide d'un système poulie-courroie.



Figure 14: Chariot porte couteau

5. Table elevatrice

C'est à ce niveau qu'est réceptionnée la tranche. La tranche est transportée par un tapis roulant monté sur le chariot jusqu'à la table élévatrice.

6. Circuit pneumatique

Il assure le conditionnement de l'air et alimente les vérins pneumatiques. Ensemble de conditionnement d'air :

Lors du passage de l'air du compresseur à son lieu d'utilisation, l'air "s'enrichit" en eau due à la condensation de l'eau dans la cuve du compresseur, et en poussière, rouille des tuyaux des canalisations. Il est donc nécessaire de le filtrer pour retirer ces éléments nuisibles au bon fonctionnement des composants, de le lubrifier pour faciliter le déplacement des organes mobiles des composants pneumatiques et d'en contrôler la pression. A cet effet une succession de composants est utilisé : un filtre, un détendeur de pression et un graisseur à goutte.



Figure 15: Conditionnement d'air

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

38



IV. Procedures avant le tranchage

Nous avons identifié quatre systèmes qui fonctionnement indépendamment les uns des autres, à savoir :

- Le bloc de tranchage

· La centrale hydraulique

· La génératrice

· La centrale de lubrification

· Le moteur trancheur

· Embrayage

· Le tapis

- Le chariot mobile

- Les grandes griffes

- La table élévatrice Mais avant de commencer le tranchage proprement dit (production du placage tranché) des réglages

doivent être effectués :

- Serrage de la grume par les petites et grandes griffes

- Positionnement du chariot

- Positionnement de la table élévatrice

1. Procedure de grillage (serrage de la grume)

Après l'étuvage et le nettoyage, la dosse est apportée au niveau des petites griffes de la trancheuse au moyen d'un palan 5 tonnes.

Les opérations suivantes sont alors effectuées :

1) Actionner l'ouverture des petites griffes

2) Bien positionner la dosse

3) Actionner la fermeture des petites griffes

4) Enlever doucement le palan tout en vérifiant que la dosse a été bien retenue par les petites griffes

5) Actionner la fermeture des grandes griffes afin de bien saisir la dosse.

6) Démarrer le moteur trancheur

7) Passer à une vitesse assez élevée afin de vérifier que la dosse a été bien fixée sinon reprendre depuis le début (saisie de la grume à l'aide du palan)



2. Procedure du positionnement chariot

Après avoir maintenu solidairement fixe la grume du `'bâti porte grume», le chariot mobile doit être bien positionné, c'est-à-dire : le couteau fixé sur le chariot doit être à quelques centimètres de la grume avant de commencer le tranchage, ceci pour des raisons simples : éviter l'affûtage du couteau, éviter les chocs au moment où le couteau attaque la grume.

3. Positionnement de la table elevatrice Afin d'éviter que les tranches ne finissement au sol, la table élévatrice doit être bien positionnée.

V. Systemes de variation de vitesse du moteur trancheur et de freinage

1. Variation de vitesse du moteur tran cheur

Rappels :

Notons :

U, I : la tension et le courant dans l'induit

Ue, Ie : la tension et le courant dans l'inducteur

E : la fem (force électromotrice) induite

Cem : le moment du couple électromagnétique souvent appelé, par abus de langage `'couple électromagnétique»

Pe : la puissance électrique fournie

: la vitesse de rotation

K : une constante qui dépend des paramètres de constitution de la machine (construction, géométrie, matériaux...)

R : la résistance de l'induit



E = K ÖÙ

Cem = KÖI (²) Pe = U.I +Ue.Ie (3)

(1)



Ù

U = KÖÙ + RI (4)

U - RI (5)

K Ö

Pour un moteur à excitation séparée, U = E + RI soit :



Pour faire varier la vitesse d'un moteur à courant continu, on peut soit agir sur :

· la tension U aux bornes de l'induit :

La tension d'induit est directement proportionnelle à la vitesse de rotation (voir équation 5).

La puissance varie mais le couple reste constant (voir équations 2 et 3). On dit alors que l'on fait de la variation de vitesse à couple constant.

· le flux produit par l'inducteur (1) :

Lorsque le flux d'excitation (produit par l'inducteur) diminue (équation 5), le moteur accélère mais le couple diminue (équation 2). On dit alors que l'on fait de la variation de vitesse à puissance constante.

Le moteur trancheur est à excitation séparée, pour faire varier sa vitesse il faut agir sur le flux produit par l'inducteur.



Figure 16: Synoptique du bloc de variation de vitesse du moteur trancheur

Au démarrage, l'inducteur (circuit d'excitation) est traversé par le courant maximum (rhéostat d'excitation Re au minimum de résistance).

Pour varier la position du curseur du rhéostat, un moteur triphasé à deux sens de marche transmet son mouvement à l'arbre de rotation du curseur par pignons.

Ce moteur fonctionne comme suit :

- sens d'accélération moteur trancheuse : sens n° 1

- sens décélération moteur trancheuse : sens n° 2

2. Systeme de freinage

Nous avons dit précédemment que la grume maintenue fixe par les griffes sur un bâti se déplace verticalement (bas en haut). Imaginez un instant qu'elle soit entrain de monter et que survient une coupure d'alimentation. Elle retombera aussitôt sous l'action de son poids et peu ainsi causer sans doute des dégâts importants au niveau de la machine.

Pour pallier à ce problème un système de freinage a été prévu (voir figure : moteur trancheur). Il est situé au niveau de l'arbre de transmission (le moteur trancheur transmet son mouvement de rotation à



cet arbre qui permet à la grume de se déplacer) et est constitué de garnitures montées sur un tambour sur lequel est fixé un vérin pneumatique simple effet.

- Lorsque le moteur trancheur est mis en marche, le distributeur commandant le vérin pneumatique est alimenté et le frein se libère (rentrée de la tige du vérin)

- A l'action sur le bouton d'arrêt du moteur trancheur ou sur l'une de ses sécurités d'arrêt, ou lorsque survient une coupure d'alimentation électrique, ce distributeur n'est plus alimenté (commande monostable) et le frein est activé.

VI. Organes de commandes et capteurs

1. Boutons poussoirs

Lorsque nous analysons les rôles des différents boutons poussoirs sur les pupitres de commande (voir tableau ci-dessous), il en ressort que :

Tableau 2: Boutons poussoirs

DESIGNATION	TYPE		FONCTIONS	bp1
NO	Mise en marche centrale hydraulique		bp2
NO	Mise en marche génératrice		bp3
NC	Arrêt centrale hydraulique		bp4
NO	Mise en marche moteur trancheur		bp5
NO	Embrayage chariot et mise en marche Tapis		bp6
NC	Débrayage chariot		bp7
NC	Arrêt moteur trancheur et tapis avec temporisation (pour le tapis)		bp8
NO	Accélération moteur trancheur		bp9
NO	Décélération moteur trancheur		bp10
NO	Mise en marche avance chariot		bp11
NO	Mise en marche recule chariot		bp12
NC	Arrêt moteur chariot		bp13
NO	Mise en marche griffage (grande griffe)		bp14
NO	Mise en marche dégriffage (grande griffe)		bp15
NO	Mise en marche montée table élévatrice		bp16
NO	Mise en marche descente table élévatrice



2. Leviers de commande mecanique

La machine dispose de deux rangées de petites griffes commandées par des leviers mécaniques. Nous tenons à signaler que le couteau se fixe sur le bâti du chariot à l'aide des vérins hydrauliques alimentés par des distributeurs à commande mécanique.

Tableau 3: Commandes mécaniques

DESIGNATION		FONCTIONS	lc1
Mise en marche 1^ère rangée de griffe (petites griffes)		lc2
Mise en marche 2^ème rangée de griffe (petites griffes)		lc3
Mise en marche ^1ère fixation du couteau		lc4
Mise en marche ^2ème fixation du couteau

3. Capteurs et securites

La machine dispose de plusieurs organes de sécurité pour la protection de la machine ou de l'opérateur au cours de son fonctionnement. Nous avons :

- Un détecteur photoélectrique (ph) qui signale la présence d'une personne entre le bâti et le chariot au moyen d'un faisceau lumineux et arrête immédiatement le moteur trancheur. Ses deux constituants de base sont un émetteur et un récepteur. Actuellement il est endommagé (problème de sécurité humaine).

- Trois capteurs de fin de course ou capteurs de contact ou interrupteurs de position électromécanique qui permettent de localiser la position du chariot.

· Le premier (fc1) lorsqu'il n'est pas actionné verrouille le maintien du moteur trancheur

· Le second (fc2) arrête le moteur trancheur et le mouvement avant du chariot

· Le troisième (fc3) arrête le mouvement arrière du chariot



fc3 fc1 fc2

Figure 17: Capteurs de contact

- Un capteur (nv) de contrôle de niveau d'huile dans la centrale de lubrification, utilisé pour commander le démarrage et l'arrêt.



- Un pressostat pour le contrôle de la présence d'air surpression : qui ne permet le démarrage de la machine qu'en cas de présence d'air au dessus de 5 bars.

Tableau 4: Capteurs et sécurités

DESIGNATION	FONCTIONS
AU1	Arrêt d'urgence moteur trancheur
AU2	Arrêt d'urgence moteur trancheur et génératrice
ph (détecteur photoélectrique)	Arrête le moteur trancheur
fc1	Fin de course verrouillage du maintien du moteur trancheur
fc2	Fin de course arrêt du moteur trancheur
fc3	Fin de course arrêt recule chariot
Nv	Détection du niveau d'huile dans la centrale de lubrification
Pa	Détection de la présence d'air surpression (supérieur à Pmin = 5 bar)
bcp (bouton coup de point)	Coupure alimentation générale de la machine

4. Commutateur

C : blocage et déblocage de l'accélération moteur trancheur

VII. Actionneurs

Dans sa constitution, la machine dispose d'un ensemble de vérins (simple effet et double effet) à la fois hydraulique, et des vérins simples effets pneumatiques.

1. Verins Les types de vérins utilisés sont les suivants :

Tableau 5: Vérins

DESIGNATION		FONCTIONS	1V
vérin hydraulique à double effet commande grandes griffes		2V
vérin pneumatique d'embrayage simple effet		3V
vérin pneumatique de freinage simple effet		4V
vérin hydraulique simple effet table élévatrice

2. Moteurs La machine dispose des moteurs asynchrones et à courant continu :

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

44



Tableau 6: Machines à courant continu

MACHINES A COURANT CONTINU
Désignation	Moteur	Rôle	Puissance (KW)	Vitesse de rotation (tr/min)		Induit			Inducteur
						U (V)	I (A)		U (V)	I (A)
M1	Génératrice	Transforme l'énergie mécanique reçue en énergie électrique	55	1445		230	239		220	2,1
M2	Moteur trancheur	Permet le déplacement de la grume devant le couteau	45	0/125/750 Max : 2250		220	240		220	7,7
Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand					45



Tableau 7: Moteurs à courant alternatif

MOTEURS ASYNCHRONES
Désignation	Moteur	Rôle	Puissance (kW)		Vitesse de rotation (tr/min)	Facteur de puissance	Intensité I (A)		Tension (triangle) U (V)	Tension (étoile) U (V)
M0	Moteur d'entraînement génératrice	Fournie l'énergie mécanique à la génératrice	55		1445	0,87	107		380	-
M3	Moteur centrale lubrification	Moteur pompe pour la lubrification des glissières	0,09		1350	0,65	0,21		380	220
M4	Moteur centrale hydraulique	Moteur pompe pour le circuit hydraulique des vérins (grandes griffes)	7,5		1455	0,80	16,5		380	-
M5	Moteur accélération/décélération chariot porte couteau	Moteur avance/recule rapide chariot porte couteau	9		1455	0,9	15,5		380	-
M6	Moteur tapis	Moteur d'entraînement du tapis	5,5		956	0,79	12		380	-
M7	Moteur ventilation moteur trancheur	Assure le refroidissement du moteur trancheur	0,18		4320	0,75	0,36		380	220
M8	Moteur table élévatrice	Moteur pompe pour la table élévatrice	2,5		-	-	-		380	-
M9	Moteur rhéostat	Moteur pour la variation de la position du curseur du rhéostat	0,5		-	-	-		380	-
Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand				46



3. Voyants

Tableau 8: Voyants

Designation	Fonctions
V1	Signalisation présence tension
V2	Signalisation marche moteur trancheur
V3	Signalisation mise en marche embrayage
V4	Signalisation fonctionnement centrale hydraulique
V5	Signalisation fonctionnement génératrice (allumé au passage en triangle)
V6	Signalisation présence d'huile dans la centrale de lubrification (absent sur le pupitre de commande)
V7	Montée table
V8	Avance chariot

VIII. Probleme rencontre au niveau de la centrale hydraulique

Il peut arriver que la pompe de la centrale hydraulique tourne mais ne débite pas, ou alors la pression du fluide n'a pas atteint une valeur seuil pour permettre un fonctionnement acceptable de la machine. Le technicien pilotant la machine ne prend pas en compte ces informations capitales, permettant de s'assurer que l'énergie est disponible au niveau des griffes.

1. Solution proposee

Nous proposons d'insérer dans le circuit hydraulique à la sortie de la centrale hydraulique, un pressostat électro-hydraulique.

C'est un capteur destiné à contrôler la pression dans les circuits pneumatiques ou hydrauliques. Lorsque la pression atteint la valeur de réglage, le contact NO/NC à action brusque change d'état. Dès que la valeur de la pression diminue, compte tenu de l'écart réglable sur certains modèles, les contacts reviennent à leur position initiale.

Ce pressostat sera utilisé pour :

- commander la mise en marche de la génératrice,

- s'assurer de la circulation de l'huile dans le circuit hydraulique.

Nos critères de choix sont les suivant :

- Type de fonctionnement : surveillance d'un seuil



- Nature du fluide : huile hydraulique

- Valeur de la pression à contrôler : P = 25 bars

- Environnement : poussière, humidité

- Nature du circuit électrique : circuit de commande

La pression nominale de la pompe est : 70 bars

Le pressostat choisi appartient à la gamme de détection de pression Nautilus. Type : XML - A à écart fixe sans affichage

Plage de réglage (bar) : 5...70

Gamme de température (° C) : -25 à 70

Dimension (mm) H (hauteur) * l (largeur) * L (longueur) : 113*35*73 Référence : XML - A070D2S11

Conclusion :

Cette analyse nous a permis de comprendre d'une maniere globale la constitution de cette machine, son utilité, de déceler un probleme majeur rencontré au niveau de la centrale hydraulique et proposer ainsi une solution.



Chapitre

5

CHAPITRE 5 :

411jodelisation

Introduction :

Ce chapitre est réservé a la modélisation du système. Tout d'abord, nous analyserons ses différentes fonctionnalités et par la suite apres avoir présenté le cahier de charge, nous le traduirons en un formalisme qui ne permet aucune erreur d'interprétation.



I. Analyse des differentes fonctionnalites de la machine

Une étude rigoureuse de la trancheuse verticale, nous emmène à recenser ses différentes fonctionnalités à savoir :

1. Déplacement vertical du bâti porte grume (qui peut être accéléré)

2. Déplacement horizontal du chariot porte couteau (qui peut être accéléré)

3. Griffage / dégriffage de la grume

4. Montée / descente de la table élévatrice

1. Fonctionnalite no 1 : deplacement vertical du bati porte grume

Après avoir déverrouillé le bouton coup de poing (bcp) et fermer le sectionneur, les opérations suivantes sont à effectuées :

Mise en marche

- Démarrage de la centrale hydraulique (moteur M4) par l'action sur le bouton bp1

- Démarrage de la génératrice (M1) après confirmation du démarrage de la centrale hydraulique (action sur bp2)

- Après passage en triangle de la génératrice, libération du frein (rentrée du vérin 3V), démarrage de la centrale de lubrification (M3), démarrage du moteur trancheur (M2) et du moteur ventilation (M7) (après action sur bp4)

- Après démarrage du moteur trancheur, trois options sont possibles :

o Accélération du moteur trancheur (action sur bp8)

o Décélération du moteur trancheur (action sur bp9)

o Maintenir la vitesse initiale

- Mise en marche de l'embrayage (vérin 2V) par l'action sur bp5 et le tapis est automatiquement mis en marche (M6)

Nous rappelons que l'embrayage permet de synchroniser le mouvement d'avance du chariot avec le déplacement vertical de la grume sur le bâti.

m le chariot avance et lâche la 1^ère fin de course fc1. cette fin de course verrouille le maintien du moteur trancheur. A ce stade, la grume est presque qu'entièrement tranchée.

m Entre fc1 et fc2 le moteur trancheur fonctionne par à coup

Mise à l'arrêt

- l'action sur le bouton bp3 arrête toutes les fonctionnalités du système



- l'action sur le bouton bp7 arrête le moteur trancheur et le tapis (après une temporisation de 5 secondes)

2. Fonctionnalite n° 2 : deplacement du chariot

- l'action sur le bouton bp10 met en marche le moteur (M5) sans maintien, la fin de course fc2 verrouille le mouvement avant du chariot.

- l'action sur le bouton bp11 met en marche le mouvement arrière avec maintien, le bouton poussoir bp12 ainsi que la fin de course fc3 met en arrêt le mouvement arrière.

3. Fonctionnalite n° 3 : grandes griffes

- L'action sur bp3 actionne la fermeture des griffes (distributeur bistable 1D à la position N°1) NB : la pression de l'huile doit être supérieure à 25 bars dans les vérins.

- L'action sur bp14 actionne l'ouverture des griffes (distributeur 1D à la position N°2)

4. Fonctionnalite n° 4 : table elevatrice

- l'action sur bp15 met en marche le moteur pompe M8 pour la montée (et sans maintien)

- l'action sur bp16 actionne le distributeur 4D pour le retour d'huile et donc la descente de la table (moteur M8 en arrêt) et sans maintien électrique.

5. Verrouillage

- L'arrêt de la centrale hydraulique verrouille la génératrice

- L'arrêt de la génératrice verrouille le moteur trancheur

- L'arrêt du moteur trancheur verrouille l'embrayage et le tapis

6. Choix du modele

Il ressort de ces fonctionnalités que le système est séquentiel. La suite de phrases décrivant le fonctionnement de ce système constitue pour nous le cahier des charges.

Afin d'analyser et de valider ce cahier de charges, il doit être traduit en un formalisme qui ne permet aucune erreur d'interprétation. On parle de modélisation.

Le modèle choisi est le GRAFCET : outil d'analyse de la commande séquentielle d'un processus. Dans la suite il sera présenté les grafcets :

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

51



- point de vue système qui décrit littérairement avec plus ou moins de précision les fonctions principales assurées par le système automatisé. Il fait abstraction des technologies qui seront utilisées sur la partie opérative.

- point de vue partie commande qui exprime avec précision les spécifications fonctionnelles qui permettront de concevoir la partie commande.

II. Grafcet point de vue systeme
1. Grafcet principal

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

52



Bouton 5

6

Bouton 8 relâché

Bouton 8

Accélération

10

11

13

14

12

4

0

2

3

5

8

9

1

Fin de course n°1 relâchée

Contacteur triangle ouvert

Bouton 5

Bouton 4 et fin de course n°1 relâchée

Bouton 4

Bouton 4 et bouton 5

Fin de course n°2 relâchée

Bouton 1

Bouton 2

Fin temporisation

Fin temporisation

Fin temporisation

Libération du frein	Mise en marche centrale de		Mise en marche trancheur moteur			Mise en marche ventilation moteur	voyant
	lubrification					trancheur
Libération	Mise en marche de centrale		Mise en marche			Mise en marche ventilation moteur
du frein	lubrification		moteur trancheur			trancheur	voyant
Mise en marche de l'embrayage		Mise en marche du tapis		voyant

Mise en marche de
l'embrayage

Mise à l'arrêt de tous
les dispositifs

Mise en marche
centrale hydraulique

Passage en triangle
de la génératrice

Arrêt du tapis

Contacteur de ligne

Activation du frein, arrêt de la centrale
de lubrification, du moteur trancheur,
du moteur ventilation

Démarrage étoile
de la génératrice

Activation du frein, arrêt de la centrale
de lubrification, du moteur trancheur,
du moteur ventilation

7

Bouton 9

Bouton 9 relâché

Décélération

Mise en marche
du tapis

Temporisation

voyant

voyant

voyant

Temporisation

Temporisation

Figure 18: Grafcet principal point de vue système

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

53



2. Grafcet Chariot



Figure 19: Grafcet 1 chariot

3. Grafcet grandes griffes



31

Bouton 13 relâché

Bouton 13

Serrer la grume

30

32

Bouton 14

Bouton 14 relâché

Desserrer
la grume

Figure 20: Grafcet 1 grandes griffes

4. Grafcet table elevatrice

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

54



Figure 21: Grafcet 1 table élévatrice

III. Grafcet Partie commande

Pour une bonne lisibilité des différents Grafcet, nous adoptons les notations suivantes :

Tableau 9: Notation préactionneurs

Preactionneurs et voyants
KM1 L	Contacteur de ligne du moteur n^°1
KM1 Y	Contacteur étoile du moteur n^°1
KM 1Ä	Contacteur triangle du moteur n^°1
KM^5 d · ( KM 9 d)	Contacteur « marche avant » moteur n^°5 (idem moteur n^°9)
KM 5 g · ( KM 9 g )	Contacteur « marche arrière » moteur n^°5 (idem moteur n^°9)
KMi	Contacteur « moteur n^°i »
iD	Distributeur « vérin n^°i »
Vi	Voyant n^°i
Notation Preactionneurs et voyants
KMi +		Mise en marche « moteur n^°i »
KM^-i^-		Mise à l'arrêt « moteur n^°i »
iD +		Mise en marche « distributeur n^°i »
iD^-		Mise à l'arrêt « distributeur n^°i »
Vi +		Mise sous tension « voyant n^°i »
Vi^-		Mise hors tension « voyant n^°i »

1. Grafcet principal

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

55



bp 5 . KM 2 . bp 6

bp

bp8

8

KM 9

d

bp 4. fc 1. fc 2

bp 1 . bp 3

1 0 s / X 2

bp 4 . KM 1 _Ä . fc 1 . fc 2 . nv . pa . bp 7

bp 5 . KM 2 . bp

bp5 .KM2.bp4.fc1.fc2

bp 2 . pr

KM1 Y

fc2

fc1

5 s / X 10

5 s / X 14

KM1

KM1

L

Y

KM1

L

KM 1Ä

KM 2 +

KM 3 +

KM 7 +

3D +

2D

2D

KM 6 +

KM 3

KM 7

3D

KM 2 -

- KM 3

-

3D -

KM 7

KM 2 +

KM 3 +

KM 7 +

3D +

KM 4 +

KM1 L

KM 2

KM 6

6

bp9

KM 6 +

bp

9

KM9

g

Figure 22: Grafcet principal point de vue partie commande



2. Grafcet chariot



KM5 _g

bp1 0 .fc2

KM5_d

bp1 0

bp1 1 .bp1 2.fc3

bp 12 + fc3

Figure 23: Grafcet 2 chariot

3. Grafcet grandes griffes



30

bp 1 3.pr

bp1 4

31

1D +

32

bp1 3

bp1 4

1D -

Figure 24: Grafcet 2 grandes griffes

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

57



4. Grafcet table elevatrice

bp1 5

bp1 5

KM8

bp1 6

bp1 6

Figure 25: Grafcet 2 table élévatrice

Conclusion :

Nous avons modélisé le système et réalisé les différents grafcets (point de vue système et partie commande). Ces grafcets doivent être traduits en un langage compréhensible par l'automate : c'est l'objectif du prochain chapitre.



Chapitre

6

CHAPITRE 6 :

programmation des séquences de

fonctionnement et coblage entrées / sorties

Introduction :

Dans ce chapitre, il sera abordé en premier lieu la programmation des séquences de fonctionnement qui regroupe une étude architecturale de l'automate choisi et la mise en oeuvre des séquences de fonctionnement. En second lieu nous présenterons les schémas de cablage des entrées / sorties de l'automate.

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

59



I. ETUDE ARCHITECTURAL

1. Choix de l'automate

Nous allons utiliser dans ce projet un automate de marque Télémécanique et ceci pour les raisons suivantes :

· Il est le plus utilisé dans les industries camerounaises

· Nous possédons son logiciel de programmation

· Nous ne trouvons pas d'inconvénient pouvant nuire à notre projet

Panorama de l'offre de Schneider Electric : TSX Nano, TSX Micro, TSX Premium, TSX Quantum donc les caractéristiques principales s'articulent comme suit :

Tableau 10 : Comparaison TSX [3]

	TSX Nano	TSX Micro	TSX Premium	TSX Quantum
Particularites et caracteristiques	0 compact 0 rapide 0 convient pour les petits automatismes 0 E/S TOR = 24	0 compact 0 modulaire 0 jusqu'à 248 E/S TOR `'in rack» 0 programmation : langage Grafcet	0 architecture distribuée 0 modulaire 0 jusqu'à 2048 E/S `'in rack» 0 langage Grafcet	0 architecture modulaire et évolutive 0 sur châssis unique 448 E/S
besavantages	Langage : 0 Ladder 0 List (inadapté au langage Grafcet)	7 lignes maximum pour un réseau de contacts	0	0

Nous choisissons la gamme TSX Premium et ceci pour des raisons suivantes :

- Le nombre d'entrées / sorties élevé (25 entrées et 17 sorties)

- Il utilise le langage de programmation de type Grafcet qui nous permettra d'assurer les dépannages dans les meilleures conditions

- Nous disposons au sein du laboratoire d'automatique et de productique de l'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique d'un TSX premium pour des essais et simulation.



2. Presentation

Les automates TSX Premium sont entièrement modulaires. Une station automate est construite à partir des éléments de base suivants : [3]

o Racks (standard ou extensibles),

Les racks TSX RKY... constituent l'élément de base des automates TSX Premium. Deux familles de racks sont proposées en 3 modularités (6,8 et 12 positions).

n Modules alimentation,

Les alimentations se présentent sous la forme de modules et sont choisies en fonction du réseau distribué (continu ou alternatif) et de la puissance nécessaire :

Le module alimentation TSX PSY .... est destiné à l'alimentation de chaque rack TSX RKY... et des modules.

n Modules processeur,

Chaque station automate est pourvue d'un processeur, choisi en fonction de la puissance de traitement nécessaire. Un module processeur TSX P57.. s'implante sur un rack TSX RKY ... en position 00 ou 01 selon que le rack est équipé d'un module alimentation de type standard ou double format.

NB : le rack sur lequel est implanté le processeur a toujours l'adresse 0.

o Entrées/sorties TOR,

Les modules E/S TOR du TSX Premium sont au format standard (1 position). Ils se positionnent indifféremment sur le rack standard ou sur un rack extensible.

Une large gamme d'entrées et de sorties tout ou rien (TOR) permet de répondre aux besoins rencontrés au niveau :

· Fonctionnel : entrées/sorties continus ou alternatives, logique positive ou négative,

· Raccordement par borniers à vis ou connecteurs HE10,

· Modularité : 8, 16, 32, 64 voies/module

o Entrées/sorties analogiques,

Les modules d'entrées/sorties analogiques de l'offre TSX 57 sont des modules au format standard (qui occupent une seule position), équipés soit d'un connecteur SubD 25 points (TSX AEY 800), soit de deux connecteurs SubD 25 points (TSX AEY 1600), soit d'un bornier à vis (TSX AEY 414 et TSX ASY 410).

Ils peuvent être implantés dans toutes les positions des racks TSX RKY.., à l'exception de la première position réservée à l'alimentation du rack.



o Modules métiers (comptage, commande d'axes, commande pas à pas, communication, pesage, ventilation).

3. Configuration materielle

Notre station automate sera constituée :

· 1 rack standard 6 positions : TSX RKY 6

· 1 processeur : TSX P57 352M

Capacité de traitement:

- 1024 E/S TOR

- 128 E/S analogiques

- 32 voies metier

Capacité mémoire

- intégrée processeur : 80 K mots

- extension PCMCIA : 256 K mots maximum

· 1 module d'entrées `'Tout ou Rien» - Type du module : entrées à connecteurs - Modularité : 32 entrées

- Tension : 24 VCC

- Logique positive

- Raccordement : connecteurs HE 10 Référence : TSX DEY 32D2K

· 1 module de sorties `'Tout ou Rien» - Type du module : soties statiques à connecteurs

- Modularité : 32 sorties

- Tension : 24 VCC

- Courant puissance : 0,1 A

- Logique positive

- Raccordement : connecteurs HE 10 Référence : TSX DSY 32T2K

· 1 module d'alimentation

La puissance nécessaire à l'alimentation de chaque rack TSX RKY est fonction du type et du nombre de modules implantés dans celui-ci. De ce fait, il est nécessaire d'établir un bilan de consommation rack par rack afin de définir le module d'alimentation TSX PSY adapté à chaque rack.



Tableau 11: Bilan de consommation

Référence		Consommation en mA			puissance (W)
		tension continue 24 V
TSX P57 352M	500	-		2,5	Entrées "Tout ou Rien"
TSX DEY 32D2K	135	160		4,515	Sorties "Tout ou Rien"
TSX DSY 32T2K	140	-		0,7	Total 7,715

D'après ce tableau, la puissance nécessaire est de 7,72 W.

Nous choisissons de préférence un module alimenté à partir d'un réseau à courant alternatif et possédant une alimentation capteur 24 VCC.

Référence : TSX PSY 2600M

Alimentation : 100...240 VCA

Puissance utile totale : 26 W

Accessoires

Une pile de sauvegarde mémoire RAM interne

Référence : TSX PLP 01

NB : Tension continue 5 V destinée à l'alimentation des modules TSX Premium Tension continue 24 V destinée à l'alimentation des capteurs d'entrées



Tableau 12: TSX Premium



4. Codage des entrees sorties de l'automate

L'adressage des voies est géographique ; c'est-à-dire qu'il dépend :

· De l'adresse du rack,

· De la position physique du module dans le rack,

La syntaxe de l'adresse d'une entrées / sortie TOR est la suivante :

Tableau 13: Codage des entrées / sorties automate [3]

%		I ou Q		adresse rack x		position module y		.		numéro de voie i
Symbole		I = entrée Q = sortie		x = 0 à 7		y = 00 à 10		Point		i = 0 à 63

Exemples :

(1) %Q7.3 signifie : sortie 3 du module placé en position 07 dans rack 0

(2) %I102.5 signifie : entrée 5 du module placé en position 02 dans rack adresse 1 Application

Le module d'entrées sera en position 01 et le module de sorties en position 02.

5. Configuration logi cielle

Comme plusieurs automates disponibles sur le marché, l'automate TSX Premium de la société Télémécanique possède son propre logiciel de programmation.

Le logiciel de programmation utilisé ici est le PL7 Pro V3.1

Apres le démarrage du logiciel, nous créons une nouvelle application de nom `'TRANCHEUSE»

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

64



Figure 26: Navigateur d'application

Une configuration matérielle est nécessaire car elle assure l'interface et la cohérence entre l'environnement externe et l'application logicielle.



Figure 27: Configuration matérielle

La configuration logicielle permet d'ajuster les éléments logiciels tels que temporisateur, compteur ... aux besoins de l'application. En effet il n'est pas nécessaire que le processeur scrute des éléments qui ne sont pas utilisés par le programme, gain de temps d'exécution.



Figure 28:Configuration logicielle

6. Programmation sous PL7 Pro

6.1 Procedure pour une programmation sous PL7 Pro

1) La première étape, consiste à transformer le GRAFCET de manière à ce qu'il soit compréhensible par l'automate. En langage automate on appelle cette étape « CHART ».

2) La deuxième étape consiste à traiter les transitions. On appelle cette partie PRELIMINAIRES.

3) La troisième consiste à affecter les sorties correspondantes aux étapes de notre GRAFCET. Cette partie est appelée POSTERIEUR.

4) La quatrième et dernière étape consiste à faire « dérouler » le GRAFCET. En effet, il faut indiquer à l'automate quand passer d'une étape à l'autre.

6.2 Table d'animation

Afin de suivre l'évolution des variables et de valider le bon fonctionnement, il nous faut définir la table d'animation. Elle est indispensable pour diagnostiquer les disfonctionnements durant la phase de mise au point du programme.

6.3 E crans d'exploitation

La plate forme logicielle PL7 Pro propose aussi un outil de conception d'écran d'exploitation du système automatisé. Ces pages écrans constituent l'équivalent d'un terminal de dialogue interactif.

7. Notion de cycle de s crutation

On appelle scrutation l'ensemble des quatre opérations réalisées par l'automate et le temps de scrutation est le temps mis par l'automate pour traiter la même partie de programme.



1) Traitement interne

- surveillance de l'automate

- Détection RUN / STOP

- Echange avec le terminal de programmation

2) Acquisition des entrées

- écriture en mémoire de l'état des informations présentes sur les entrées des modules TOR

3) Traitement du programme

- Traitement séquentiel des opérations logiques du programme en utilisant l'état des entrées disponibles en mémoire

4) Mise à jour des sorties

- affectation sur les sorties présentes sur les modules TOR

8. Les objets adressables

Les objets booléens dits bits peuvent se résumer comme suit :

· Bits d'entrée/sortie : %I, %Q sont les images des bornes d'entrées et de sorties.

· Bits internes %M : permettent de mémoriser les états intermédiaires durant l'exécution du programme.

· Bits système %S : qui indiquent les états de l'automate ou permettent d'agir sur le fonctionnement de celui-ci.

· Bits de blocs fonctions : temporisateurs, compteurs, monostables, registres à décalages, séquenceurs.

· Bits d'état des étapes Grafcet : %X qui mémorisent l'état des étapes actives ou inactives.

Récapitulatif des bits système

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

67



Tableau 14: Bits système

U : géré par l'utilisateur

S : géré par le système

U->S : mise à 1 par U, mise à zéro par S
S->U : mise à 1 par S, mise à zéro par U

II. Mise en oeuvre des sequences du systeme automatise 1. Entrees API

Tableau 15 : Entrées API

Mnetnoniques	Affectation API
bp1	I1.0
bp2	I1.1
bp3	I1.2
bp4	I1.3
bp5	I1.4
bp6	I1.5
bp7	I1.6
bp8	I1.7
bp9	I1.8
bp10	I1.9
bp11	I1.10
bp12	I1.11
bp13	I1.12
bp14	I1.13
bp15	I1.14
bp16	I1.15
ph	I1.16
pr	I1.17
fc1	I1.18
fc2	I1.19
fc3	I1.20



Mnemoniques	Affectation API
nv	I1.21
Pa	I1.22
Kmly	I1.23
AUl	I1.24

NB :

Pr : pressostat

2. Sorties API

Tableau 16 : Sorties API

Mnemoniques	Affectation API
Km4 - v4	Q2.0
Kml2	Q2.1
KmlY	Q2.2
Kmla - v5	Q2.3
Km2 - Km7 - v2	Q2.4
Km3	Q2.5
Km9d	Q2.6
Km99	Q2.7
Km5d - v8	Q2.8
Km59	Q2.9
Km6	Q2.10
Km8 - v7	Q2.11
3b	Q2.12
lb+	Q2.13
lb-	Q2.14
2b - v3	Q2.15
4b	Q2.16

3. Grafcet point de vue API 3.1 Grafcet principal

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

69



Figure 29: Gracet principal point de vue API

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

70



3.2 Grafcet chariot



Figure 30: Grafcet 3 chariot

3.3 Grafcet grandes griffes



Figure 31: Grafcet 3 grandes griffes

3.4 Grafcet table elevatrice

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

71

Programmation des sequences de fonctionnement et cablage entrees / sorties





40

I1.14

I1.15

41

Q2.11

42

I1.14

Figure 32 : Grafcet 3 table élévatrice

I1.15

Q2.16

3.5 Programmation des sequences sous PL7 Pro

Voir annexe pour la programmation des séquences de fonctionnement sous PL7 Pro. 3.6 Traitement sur Coupure et Reprise Se cteur

Lors d'une coupure du secteur, le bit %S1 se positionne à 1.

Pour réinitialiser toutes les variables lors du retour du secteur, le bit %S1 doit positionner à 1 par programme le bit %S0.





Figure 33 : Traitement sur coupure et reprise secteur

%S1 et %S0 sont remis à zéro automatiquement après une scrutation complète du programme.

Programmation des sequences de fonctionnement et cablage entrees / sorties



III. Cablage des entrees / sorties

1. Alimentation de l'automate

L'automate sera alimenté par le réseau monophasé 230V ; 50 Hz. La protection sera de type magnéto-thermique.

Il est souhaitable d'asservir l'alimentation de l'automate par un circuit de commande spécifique (contacteur KM0).

De même, les sorties seront asservies au circuit de commande et alimentées après validation du chien de garde (vérification du temps de scrutation à chaque cycle automate).



PE

L1

N

1

3

PE

4

2

1

2

3

7 F3

7 2 x F2

7 KA1

230 / 110 V

4

7 T1

e

Alimentation
commande

f

5

6

7

8

7 2 x F4

9

230 / 24 V

1 2

7 F5

7 T2

7 KM0

7 S2

7 Bcp

10

7 S1

11

12

7 KM0

13

7 KA1

14

15

Chien de
garde

16

7 2 x F6

7 F7

13 14

17

7 KA1

AL

18

24 VDC

d

Vers sorties
automate

Alimentation
commande

7 Q1

7 KM0

7 Q2

N

I >

a

b

c

Alimentation de l'automate Sorties automate

Alimentation de l'automate

Sorties automate

AUTOMATE

Alimentation des capteurs

0 V 24 V

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Entrées automate





Figure 34: Alimentation automate
Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand	73



2. Alimentation des entrees de l'automate

Le module TSX DEY 32D2K comporte des entrées alimentées en 24 VCC et est équipé de 2 connecteurs HE10 male : [3]

Connecteurs A et B associés au raccordement des entrées :

A (0 à 15)



74

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

Figure 35: Entrées connecteur A

Figure 36: Entrées connecteur B

B (16 à 31)

Programmation des sequences de fonctionnement et cablage entrees / sorties



3. Alimentation des sorties de l'automate :

Le module TSX DSY 32T2K comporte des sorties statiques de type source logique positive et équipé

de connecteurs HE10 male : [3]

connecteur A pour les sorties 0 à 15

connecteur B pour les sorties 16 à 31 Nous avons que représenté le connecteur A



Figure 37: Sorties connecteur A

7 RE1 7 RE2 7 RE3 7 RE4 7 RE5 7 RE6 7 RE7 7 RE8 7 RE9 7 RE10 7 RE11 7 RE12

7 KM4

7 KM1L

7 H4

7 KM1Y

7 H5

7 KM1.

7 H2

7 KM7 7 KM2

7 KM3

7 KM9D

7 KM9G

7 H8

7 KM5D

7 KM5G

7 KM6

7 KM8

7 H7

d

c

Figure 38 : Alimentation bobines contacteurs et voyants

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

75

Programmation des sequences de fonctionnement et cablage entrees / sorties



7 RE13

1 4

7 RE14 7 RE15

1 4

f

e

4

Figure 39: Alimentation bobines distributeurs

Conclusion :

Au terme de ce chapitre, nous avons choisi l'automate programmable qui remplacera la partie commande de notre système. La programmation des séquences de fonctionnement a été faite avec le logiciel PL7 Pro. Par ailleurs nous avons réalisé les schémas pour l'alimentation de l'automate, ses entrées et ses sorties. Le prochain chapitre porte sur la simulation de l'automatisme



Chapitre

7

CHAPITRE 7 :

Simulation

Introduction :

Ce chapitre presente les resultats des tests effectues au sein du Laboratoire d'Automatique et de Productique de l'Ecole Nationale Superieure Polytechnique.



Il existe deux façons de tester le fonctionnement d'un automatisme [9] :

· En simulation (sans partie opérative)

Le fonctionnement est vérifié en simulant le comportement de la Partie Opérative, c'est à dire l'état des capteurs et des actionneurs, en validant uniquement les entrées.

· En condition réelle (avec Partie Opérative) Le fonctionnement est vérifié en suivant le comportement de la Partie Opérative

La simulation a été effectuée sans partie opérative dans le laboratoire d'automatique et de productique de l'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique qui dispose de deux automates TSX Premium.

La configuration matérielle de ces automates est différente de celle utilisée dans notre projet (position des modules E/S sur le rack), une adaptation a été nécessaire afin de pouvoir tester notre programme. Ce qui fait qu'au lieu de %I1.x nous aurons %I4.x, de même %Q2.x sera remplacé par %Q5.x



Figure 40: Configuration automate du laboratoire

I. Test du programme : simulation 1. Principe

Les tests des programmes passent nécessairement par le transfert du programme vers l'automate. Pour ce faire nous allons passer par le lien série qui relie l'ordinateur au module processeur. La seule condition pour pouvoir transférer le programme en cours est qu'il soit entièrement validé, c'est-à-dire qu'il ne contienne pas de partie non validée (en rouge). Lorsque c'est le cas :

· Sélectionner le menu AP

· Dans le menu déroulant, sélectionner Transférer programme

- Choisir le sens du transfert PC --> Automate



- Valider par OK (le transfert s'opère sans surprise si le câble de liaison PC - automate est en place)

NB : pour que le transfert se déroule il faut au préalable préciser le driver de communication utilisé et l'adresse de l'automate.

Lorsque le transfert est terminé, il nous faut établir explicitement la connexion à partir du menu AP et choisir l'action Connecter, un petit rectangle bleu se déplace de gauche à droite signifiant que la scrutation est en cours. A partir de ce moment, si nous entrons dans une fenêtre de programmation, nous verrons plusieurs cases. Cette couleur indique la validité de la condition en question.

Le programme transférer et nous sommes connecté, il s'agit maintenant de lancer l'exécution du programme dans l'A.P.I

· Sélectionner dans le menu AP l'action Init... cette action force toutes les étapes initiales à la valeur 1. c'est l'initialisation de tous les grafcets.

· Sélectionner dans le menu AP l'action Run... cette action active toutes les sorties.

2. Application

Le driver utilisé est : UNTLW01 disponible sur le net [14] Et l'adresse automate : SYS

Après l'action sur Init... nos différents grafcets sont initialisés.





Figure 41: Initialisation grafcet principal





Figure 42: Initialisation grafcet grandes griffes

Maintenant vient la phase de test de notre programme. Nous devons respecter scrupuleusement les changements d'états des variables du système, conformément à l'évolution de la partie opérative. Pour cela nous nous servons de la table d'animation, les variables d'entrées sont forcés à l'état 1 et nous contrôlons l'état des variables de sorties.

Nous vous présentons ci-dessous les résultats obtenus à l'étape 5 du grafcet principal.



Figure 43: Table d'animation entrée

Nous forçons à 1 les variables d'entrées intervenant dans la transition X4 ? X5 à savoir : %I4.3, %I4.19, %I4.22, %I4.16, %I4.6 (%I4.18 et %I4.21 sont par défaut à l'état 1) (voir figure ci-dessus)



L'étape X4 étant déjà active



Figure 44: Etape X4 validée

et la transition X4 ? X5 venant d'être validée, l'étape X5 s'active et l'étape X4 se désactive.



Figure 45: validation de la condition



Figure 46: Activation de l'étape X5

L'étape X5 s'active on constate sur le tableau ci-dessous que les actions associées sont actives à savoir : la centrale hydraulique a démarré (%Q5.0 = 1), le contacteur de ligne est fermé (%Q5.1 = 1),



de même le contacteur triangle (%Q5.3 = 1), le frein s'est libéré (%Q5.12 = 1), la centrale de lubrification a démarré (%Q5.5 = 1) et le moteur trancheur et son moteur ventilation sont lancés (%Q5.4 = 1).



Figure 47: Table d'animation sortie

La figure ci-dessus montre bien qu'à l'étape X5, la sortie %Q5.0 est active. Cette sortie est celle de la centrale hydraulique.



Figure 48: Sortie active

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En ce qui concerne les grandes griffes, à l'activation de l'étape X31 (figure ci-dessus)



Figure 49: Activation de X31

La figure ci-dessous montre bien que la sortie %Q5.13 actionnant le serrage est active.



Figure 50 : Sortie %Q5.13

En somme, plusieurs tests et ceci pour tous les grafcets ont été effectués, afin de valider notre programme.

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

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II. Ecrans d'exploitation

Les écrans d'exploitation vont nous permettre de faciliter l'exploitation du processus automatisé (comprendre facilement l'état du procédé et d'intervenir rapidement en cas de problème).

1. Principe

Le principe des objets est qu'ils sont disposés les uns par dessus les autres. Le premier sera affiché lorsque la variable associée sera à 0 et le second lorsqu'elle sera à 1.

Nous indiquons ci-dessous sommairement la procédure de création d'un écran, pour plus d'explications voir référence [15].

· Double cliquez sur « écrans d'exploitation » dans le navigateur.

· Cliquez avec le bouton droit sur écran et choisissez créer.

· Cliquez sur « nouvel_ecran_0 »

· Placez un objet `'voyant» par exemple en sélectionnant l'onglet « objet ». Cliquez sur la page

`'voyant» dans « Afficheur » et faites un copier coller d'un voyant vers votre écran.

Le voyant est composé des 2 objets animés par la variable %MW0:X0, il va falloir remplacer cette adresse par celle appropriée.

Nous avons réalisé quatre écrans d'exploitation :

- L'écran d'accueil

- L'écran pour l'exploitation des grandes griffes, chariot et table élévatrice

- L'écran pour l'exploitation du grafcet principal

- L'écran pour visualiser l'état des différents capteurs

2. Application Ecran d'accueil

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

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Figure 51: Ecran d'accueil

Ecran principal

Cet écran est obtenu après l'initialisation des grafcets.



Figure 52: Ecran principal en mode stop

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Lorsqu'un objet représentant soit un moteur, une pompe ou un voyant est n'est pas actif, une couleur rouge apparaît sur une partie de l'objet. Et une couleur verte dans le cas contraire.

Il est présenté ci-dessous, l'écran principal à l'étape X5. Nous rappelons qu'à ce niveau les sorties suivantes sont actives :

· Centrale hydraulique

· Démarrage étoile-triangle effectué

· Centrale de lubrification

· Frein libéré

· Moteur trancheur



Figure 53: Ecran principal à l'étape X5



Figure 54: Etat des capteurs

NB : Capteurs actifs en vert clair et inactifs en vert foncé.

Conclusion :

Cette simulation nous a permis de déceler des erreurs de programmation qui ont été toutefois corrigées. Notre programme est testé et entièrement validé, il ne reste plus qu'à éditer le dossier de l'application qui sera disponible en annexe 2.



Chapitre

8

CHAPITRE 8 :

_cAnalyse financiire

Introduction :

L'objectif de ce chapitre est d'effectuer une analyse financiere par l'estimation des différents couts du projet. Par ailleurs il serait judicieux de faire une présentation sur le choix des appareillages électriques.



NB : les références ci-dessous sont tirées du catalogue 1999/2000 de Schneider Electric, sauf indication contraire.

I. Choix des appareillages electriques

1. Conta cteurs

Le contacteur est un appareil de commutation, de connexion qui permet à partir de la commande en tout ou rien d'un électro-aimant d'établir ou d'interrompre par l'intermédiaire de contacts le circuit entre le réseau d'alimentation et le récepteur.

Les contacteurs utilisés pour ce projet ont été choisis en général en fonction :

- De la nature de la tension du réseau : 380 v

- Des caractéristiques de la charge (puissance et courant d'emploi)

- De la catégorie d'emploi du contacteur (AC3, DC5)

2. Transformateurs

Le transformateur d'alimentation à ce niveau assure la transformation de la tension du secteur, en diminuant sa valeur de façon à obtenir les tensions d'alimentation des différents circuits.

o Choix du transformateur T1 (sortie : 110 VCA/ 2A)

Puissance nominale : 110 × 2 = 220 VA

Référence : ABL - 6TD25G

Fusible du primaire F2 : 2 A aM

Fusible du secondaire F3 : 10 A gG

o Choix du transformateur T2 (sortie 24 VAC / 2A)

Puissance nominale : 24 × 2 = 48 VA

Référence : ABL - 6TD06B

Fusible du primaire F4 : 0,5 A aM

Fusible du secondaire F5 : 2A Gg

3. Alimentation redressee, monophasee

L'alimentation redressée nous permet d'obtenir à partir de la tension du secteur, une tension diminuée et continue.

Nous avons besoin pour alimenter les sorties de l'automate d'une tension continue de 24 V et d'une puissance de 24 W.

L'alimentation choisie à pour caractéristiques :



Tension nominale de sortie : 24VDC Référence : ABL - 6RF2401 Fusible en amont F6 : 2A aM Fusible en aval F7 : 2A gG 4. Relais electroniques Les relais utilisés permettent de commuter la puissance pour les bobines des contacteurs. Référence : KA4474-1 Bobine : 24 VDC Contact : 7,5 A 120 VCA / 5A 28 VDC 3.P.D.T 11 pins
	Figure 52 : Relais 11 pins

5. Disjon cteur magneto-thermique unipolaire + neutre

Il assure une protection contre les surcharges et les courts-circuits d'un récepteur électrique.

Pour choisir le calibre du disjoncteur on prend en compte les trois caractéristiques suivantes du module d'alimentation TSX PSY 2600 :

- Le courant nominal d'entrée : Ieff = 0,3 A

- Le courant d'appel : I = 75 A

- Le It = 0,067 As

Le choix du calibre minimum du disjoncteur se fait de la façon suivante :

- Calibre disjoncteur IN > Ieff alimentation,

- I max. disjoncteur > I appel alimentation,

- It disjoncteur au point A de la courbe (des caractéristiques fournies par le constructeur de disjoncteurs) > It alimentation.

Référence : GB2 - CD12

Calibre : 6A

6. Fusible Fl de l'interrupteur se ctionneur

Le calibre du fusible F1 doit être supérieur ou égal à la somme des calibres des fusibles et disjoncteur aval.

Calibre F1 > = 0,5 + 2 + 2 + 6 = 10,5



Soit : F1 = 12 A aM

7. Interrupteur se ctionneur

Calibre : 12 A

Référence : VCDN 12

Eléments additifs

Référence : VZN 11 et VZN 14

II. Devis estimatif


· Equipements

Tableau 17 : Références contacteurs

Contacteurs	Références [4]	Caractéristiques électriques	Quantité	Prix unitaire €	Référence prix
1	LC1-D6511B5	440V 65 A - bobine 24 V CA	2	288,21	Internet Catalogue en ligne de Schneider Electric [11]
2	LC1-D4011B5	440V 40 A - bobine 24 V CA	1	169,80
3	LC1-F265B7	440V 265 A - bobine 24 V CA	2	856,38
4	LC1-K0610B7	440V 6 A - bobine 24 V CA	5	23,51
5	LC1-D1810B5	440V 18 A - bobine 24 V CA	1	73,95
6	LC1-D2500B5	440V 25 A - bobine 24 V CA	2	91,40
7	LC1-K1210B7	440V 12 A - bobine 24 V CA	1	28,02
8	LC1-K0910B7	440V 9 A - bobine 24 V CA	1	24,67
Total 1 2885,97



Tableau 18 : Autres références

Autres	Référence [4]	Caractéristiques électriques	Quantité		Prix unitaire €	Référence prix
KA1	CA2-DN31B5	3 F + 1 O - instantané - 10 A - 24 V CA	1		41,56	Internet Catalogue en ligne de Schneider Electric [11]
Transformateur Ti	ABL - 6TD25G	230..400 V - 2 x 115 V - 250 VA	1		101,32
Transformateur T2	ABL - 6TD06B	230..400 V - 2 x 24 V - 63 VA	1		68,60
Alimentation redressee	ABL - 6RF2401	230-400-24V 1A	1		119,00
bisjoncteur magneto-thermique	GB2 - CD12	6 A 1P plus N 1d	1		21,58
Voyant lumineux vert	XB4 - BVB3	DEL intégrée 24 V bornes	3		11,80
Voyant lumineux rouge	XB4 - BVB4	DEL intégrée 24 V bornes	3		11,80
Voyant lumineux bleu	XB4 - BVB^6	DEL intégrée 24 V bornes	2		11,80
Relais	KA4474 - 1	Bobine : 24 VDC	17		3,99
Sectionneur	VCDN 12	690 V 12 A	1		17,76
pressostat	XML - A070D2S11	70 bar écart fixe	1		101,52
bisjoncteur moteur MO	GV7 - RS150	90 à 150 A	1		726,23
M3	GV2 - M03	0,25 à 0,4 A	1		48,66
M4	GV2 - M20	13 à 18 A	1		61,40
M5	GV2 - M21	17 à 23 A	1		69,38
M6	GV2 - M16	9 à 14 A	1		56,66
M7	GV2 - M04	0,4 à 0,63 A	1		48,66
M8	GV2 - M10	4 à 6,3 A	1		48,66
M9	GV2 - M06	1 à 1,6 A	1		48,66
Rack standard 6 positions	TSX RK 6	-	1		129,61	Internet [12]
processeur avec carte extension memoire	TSX P57 352M	-	1		2782,90
Module d'entries A'TOR''	TSX DEY 32D2K	-	1		363,00
Module d'entries A'TOR''	TSX DEY 32D2K	-	1		363,00
Module d'alimentation	TSX PSY 2600 M	-	1		337,05
Pile de sauve garde memoire	TSX PLP 01	-	1		13,60
Total 2 5731,04
Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand				92



Tableau 19 : Références fusibles

Fusibles
Calibre (A)	Type	Quantité	Prix unitaire FCFA	Référence prix
0,5	aM	1	400	FOKOU - MOKOLO
2	aM	2	300
2	gG	2	300
6	gG	1	600
12	aM	1	725
Total 3 2925

NB : les taxes à la SCTB représentent 33% du prix de l'équipement (logistique exclue) Ainsi donc, le prix de l'ensemble des équipements est estimé à 7.521.566,33 Fcfa

Et le prix du logiciel PL7 est de 2.552.709,14 Fcfa


· Câblage

Dans un processus automatisé, les câblages prennent du temps et coûtent cher (30 % de l'équipement au minimum). [1]

Tableau 20 : Devis estimatif

Articles	Prix (Fcfa)
Equipements	7.521.566,3
Logiciel PL7 Pr0	2.552.709,1
Cablages (30% des Equipements)	2.256.469,9
Imprevus (2% du total)	246.614,9
TOTAL	12.577.360,3

Conclusion :

Il faudra donc investir la somme de 12.577.360 (douze millions cinq cent soixante dix-sept mille trois cent soixante) francs pour ce projet. Sachant que l'immobilisation financiere due aux défaillances au niveau de la trancheuse verticale en une année est de 8.218.368 francs (684.864 francs/mois), le temps de retour sur investissement est de 18 mois.

Conclusion



2onctUsion

Le travail qui s'achève portait sur l'amélioration des performances de la trancheuse verticale TRV 03 de la SCTB Sarl. Il s'agissait principalement d'une reconception de la partie commande de cette machine en migrant vers la logique programmée. Pour y parvenir, cette machine ne disposant pas d'une documentation technique complète, nous avons en premier lieu décri et analysé le système automatisé existant, ressorti ses différentes fonctionnalités, et le modéliser sous la base du GRAFCET. L'automate programmable choisi est un TSX Premium, il remplace la partie commande. Les séquences de fonctionnement ont été programmées, testées et validées.

Par ailleurs, ce travail qui avait aussi pour objectif de faciliter la maintenance corrective de cette machine permettra ainsi au service maintenance, en cas de panne accidentelle, une meilleure aide au diagnostic. Pour ce faire il n'aura qu'à repérer sur l'écran de contrôle le niveau d'évolution du grafcet ou se servir des écrans d'exploitation que nous avons développé.

La SCTB dispose à présent de toutes les informations techniques et financières lui permettant de mettre en oeuvre ce projet qui a été estimé à 12.577.360 (douze millions cinq cent soixante dix-sept mille trois cent soixante)

En perspectives nous proposons :





Un suivi de la maintenance pour cette machine.

Après acquisition par la SCTB de l'automate programmable et des différents appareillages électriques, une autre simulation : cette fois avec la partie opérative et en se servant du logiciel PL7 Pro, une vérification du raccordement des capteurs aux entrées de l'automate.

Que ce travail effectué pour la trancheuse verticale TRV 03 soit étendu aux autres trancheuses TRH 01 et TRV 02.



ooforences bibliographiques

References Bibliographiques

[1] Jean - Claude Humblot. 1993. Automates programmables industriels.- Ed Hermes : Paris ; 139p

[2] Maurice Milsant. 1976. Automatismes d sequences.- Ed Eyrolles : Paris ; pp 35

[3] GROUPE SCHNEIDER. Modicom Telemecanique : TSX Premium, Automates TSX 57 Manuel demise en ceuvre

[4] Schneider Electric : Controle industriel, Catalogue 1999/2000

Documents Electroniques

[5] Genie electrique electrotechnique automatisme [en ligne]. Disponible sur Internet : http://www.geea.org/IMG/pdf/

[6] Wikipedia. Machine electrique [en ligne]. Disponible sur internet : http://fr.wikipedia.org/wiki/Machine_/0C3/0A9lectrique

[7] Pierre Duysinx, Henri Lecocq. Structure des Automates Programmables. [en ligne]. [Universite de Liege] 15p. Disponible sur Internet : http://www.ingveh.ulg.ac.be/fr/cours/Notes_de_cours_Syst_0015/Chapitre/0202.pdf

[8] Automate programmable industriel [en ligne]. 10 p. Disponible sur Internet : http://michel.all.free.fr/Fichierstexte/Automate/020(APO1.pdf

[9] Introduction a la logique sequentielle [en ligne]. 41 p. Disponible sur Internet : http://auto.polytech.univ-tours.fr/automatique/AUS/ressources/Poly1.pdf

[10] Nicolas Jouvray. Langages de programmation pour systemes automatises [en ligne]. Disponible sur Internet : http://www.techniquesingenieur.fr/dossier/langages_de_programmation_pour_api_norme_iec_1131_3/S8030?Jsessionid= D45C616F089551FDA EB6BD952AA047E6gresourceName=true

[11] e-Catalogue Schneider Electric France [en ligne]. Disponible sur Internet : http://www.e-catalogue.schneider-electric.fr/

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[12] Automatismes Industriel [en ligne]. Disponible sur internet : http://sylvain.marsol.free.fr/index_fichiers/premium.htm

[13] Automates programmables Programmation du Grafcet [en ligne]. [Universite catholique de Louvain] 43 p. Disponible sur Internet : http://www.prm.ucl.ac.be/cours/meca2755/05- 06/Automate2forweb.pdf

[14] Telechargement Drivers UNITELWAY SCHNEIDER [en ligne]. Disponible sur Internet : http://www.irai.com/ta7_fichiers/page0002.html

[15] A. THIERRY. Doc ecrans d'exploitation [en ligne]. P.S. :2006 . 6 p. Disponible sur Internet : http://wwwphp.ac-orleans-tours.fr/lyc-augustin-thierryblois/bts_mai/doc/doc_ecran_exploitation.pdf

[16] Logique appliquee aux Systemes Automatises [en ligne] . 4 p. Disponible sur Internet : http://lyc-francois1-lehavre.ac-

rouen.fr/public/si/telecharger/cours/logique°/020appliqu°/0 E9e°/020au°/020syst°/0 E8mes.pdf

[17] About Capital [en ligne]. disponible sur Internet : http://www.capitalmachineco.com/about.asp

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