DSC1 2ste Atc 2016 2017 Lavage Automatique de Vehicules [PDF]

Zitiervorschau

‫ثانوية اإلدريسي التقنية‬ ‫اكادير‬

Sciences et Technologies Electriques

‫المملكة الغربية‬

DEVOIR SURVEILLE COMMUN N° 1 2STE Unité : ATC

LYCEE TECHNIQUE AL-IDRISSI AGADIR

11/11/2016

‫وزارة التربية الوطنية‬ ‫األكاديمية الجهوية للتربية و التكوين‬

‫جهة سوس ماسة درعة‬

‫نيابة اكادير اداوتنان‬

LAVAGE AUTOMATIQUE DE VEHICULES I

PRESENTATION DU SYSTEME

Les systèmes de lavage de véhicules permettent de gagner du temps et d’obtenir une meilleure finition tout en libérant le personnel.

II

DESCRIPTION

Le système comporte essentiellement :  Un portique entraîné par un moteur électrique M3 à deux sens : avant et arrière ;  Un moteur électrique M1 pour la montée et la descente du rouleau horizontal ;  Un moteur électrique M2 associé à un mécanisme permettant la rotation de ces trois rouleaux.  Un capteur de proximité CP détectant la présence d’un véhicule ;  Des capteurs détectant les positions : haute du rouleau horizontal (Ch) et avant(Cv)/arrière(Cr) du portique.  Un dispositif de séchage formé par un turbo ventilateur M4 et des résistances chauffantes;  Un dispositif de compression de l’eau (non indiqué sur le schéma)  Un dispositif de prélavage, lavage et rinçage constitué d’une pompe P et 2 électrovannes V1 pour l’eau pure et V2 pour l’eau savonneuse;  Un automate programmable Zelio pour traiter l’ensemble ;  Un pupitre de commande contenant le départ cycle DCY, un arrêt d’urgence Au et un voyant V. Le déplacement du portique sur les rails est assuré par des roues lisses. Page 1/8

DEVOIR SURVEILLE COMMUN N°1 2STE 11/11/2016

III

FONCTIONNEMENT

A l’état initial, le portique est en position arrière, le rouleau horizontal est en position haute et ’un véhicule est présent. Un opérateur lance le cycle de lavage suivant (décrit aussi par le GRAFCET fonctionnel):  un voyant s’allume pendant 10 secondes indiquant le départ cycle;  descente du rouleau horizontal pendant 5 secondes ;  mise en rotation des trois rouleaux ;  avance du portique en arrosant avec de l’eau (prélavage);  retour du portique en arrosant avec de l’eau savonnée (lavage);  avance du portique en arrosant le véhicule avec de l’eau (rinçage);  arrêt de la rotation des trois rouleaux ;  montée du rouleau horizontal ;  retour du portique et séchage du véhicule. NB : Le mécanisme d’éloignement et de rapprochement des rouleaux verticaux n’est pas étudié. GRAFCET FONCTIONNEL :

1

Conditions Initiales et départ cycle 2

Voyant Allumé Temporisation 10s Fin temporisation 10s

3 3

Descente rouleau horizontal Temporisation 5s Fin temporisation 5s

5

4

Rotation des 3 rouleaux

Avance portique Prélavage Fin Avance portique

6

Retour portique Lavage Fin Retour portique

7

Avance portique Rinçage

Fin Avance portique 8

Montée rouleau horizontal

Fin Montée rouleau horizontal 9

Retour portique Séchage Fin Retour portique

Page 2/8

DEVOIR SURVEILLE COMMUN N°1 2STE 11/11/2016

IV

SITUATIONS D’EVALUATION SEV1 ANALYSE FONCTIONNELLE

En vous aidant de la description et du fonctionnement du système : Q1- Compléter l’Actigramme A-0.

2pts

Q2- Compléter le diagramme FAST partiel.

3pts

SEV2 ETUDE DU COMPRESSEUR HYDRAULIQUE Le dispositif d’arrosage est constitué d’un compresseur hydraulique à haute pression. Ce qui permet d’économiser la quantité d’eau utilisée tout en assurant un bon lavage. La pression de l’eau doit être maintenue entre 100 et 160 bars. Pour cela, on utilise le montage suivant pour commander la pompe P1 à travers le pré actionneur KMP1 qui alimente le réservoir: +Vcc = 5V R

Rp R

+ AOP1

R

+ V1 AOP2

VP

AOP4

R3

+

VH R2 I

VL R1

Bloc 1

Bloc 2

+

D

KMP1

VR R Q VS

V2

T

Rb

S

AOP3

Bloc 3

Bloc 4

PS : Les amplificateurs opérationnels, supposés parfaits ; AOP1 et AOP2 sont alimentés entre ± 12 V ; AOP3, AOP4 et la bascule RS sont alimentés entre +5V et 0V.

Tâche 1 : Etude du capteur Le capteur de pression est une jauge de contrainte sous forme de pastille circulaire de diamètre D et d’epaisseur E dont la résistance change suivant la relation suivante : RP =  E/S avec  : résistivité en Ω.m ; E : epaisseur en m et S : section en m²(S=ΠD²/4) Q3- Sachant que le volume du capteur V = SxE, montrer que RP =  V/S²

1pt

La résistance du capteur dépend de la variation de pression ΔP comme suit : RP = RP0 (1+βcXΔP) βc est le coefficient de variation thermique isochore (en bar-1) et ΔP=P-P0 est la différence entre la pression interne du compresseur P et la pression atmosphérique (P0 =1 bar) Q4- βc = (1/325) bar-1 et RP0=10KΩ, Calculer RPL si P=PL=100 bars et RPH si P=PH=160 bars

2pts

Tâche 2 : Etude du conditionnement Le Bloc1 permet d’obtenir une tension Vp proportionnelle à la pression P. Q5- Montrer que VP = −(

𝐕𝐜𝐜 𝐑

)x RP

Q6- En déduire l’expression de VP en fonction de la pression P Q7- Avec R= 20 KΩ Calculer les valeurs VPL et VPH de VP si P=PL=100 bars et P=PH=160 bars

Page 3/8

DEVOIR SURVEILLE COMMUN N°1 2STE 11/11/2016

2pts 2pts 2pts

Le Bloc 2 permet d’inverser la tension VP. Q8- Montrer que V1 = -VP Le Bloc 3 permet de comparer V1 à deux seuils VH=3,72V et VL=3,26V pour déclencher le compresseur si la pression P est inférieure à 100 bars et l’arrêter si elle dépasse 160 bars. Q9- Sachant que R1=1KΩ, calculer la valeur du courant I Q10- En déduire les valeurs des résistances R2 et R3

2pts

1pt 1pt

Q11- Tracer la fonction de transfert du bloc 3 V2=f(V1)

2pts

Q12- Compléter le tableau d’état de la bascule RS, du transistor T et du contacteur KMP1

2pts

Q13- Quelle est la fonction du bloc 3 ?

2pts

Tâche 3 : Etude du traitement Q14- Compléter le GRAFCET point de vue capteurs/pré-actionneurs en se référant au GRAFCET fonctionnel (page 2) et aux affectations des entrées et sorties de l’API (page5).

4pts

Q15- Compléter le programme partiel de l’automate ZELIO en langage LADDER (on se limite aux étapes 3 et 8 ainsi qu’à leur traitement postérieur). 2pts

Page 4/8

DEVOIR SURVEILLE COMMUN N°1 2STE 11/11/2016

DRES1 MODULE LOGIQUE ZELIO SR3B261BD Alimentation : 24VDC Entrées TOR : 10 Entrées Mixtes TOR/Analogiques : 6 (0-10V) Sorties tout ou rien : 10 relais Ecran/Clavier : Oui Horloge : Oui Langage : LADDER / FBD Affectation des entrées et des sorties Action Allumer Voyant Temporisation 10 s

Pré actionneur KAV

Actionneur V

Sortie API Q1

T1

Temporisation 5 s

T2

Descendre rouleau horizontal Monter rouleau horizontal

KM1 KM2

M1 M1

Q2 Q3

Rotation des trois rouleaux Avancer portique

KM3 KM4

M2 M3

Q4 Q5

Retour portique

KM5

M3

Q6

KM6 KM7 KEV1 KMP2 KEV2 KMP2

M4 Rch V1 P V2 P

Q7

Sécher du véhicule Prélavage ou Rinçage

Vanne1 pompe Vanne2 pompe

Lavage

Fonction

Cp

Entrée API I1

Départ cycle Arrêt d’urgence Rouleau horizontal en haut

Dcy Au

I5 I6

Ch

I4

Portique en avant Portique en arrière

Cv Cr

I2 I3

Présence véhicule

Capteur

Q8 Q10 Q9 Q10

RÉALISATION DE GRAFCET EN LANGAGE LADDER La programmation du GRAFCET en langage LADDER dans l’API consiste à associer à chaque étape i du GRAFCET un bit interne de l’API Mi. Le programme est alors constitué de 2 traitements : 



Traitement séquentiel : décrit l’activation des étapes SMi et leur désactivation RMi selon les règles d’évolution du grafcet : o une étape est activée par les étapes précédentes ET leur réceptivité (SMi+1 = Mi.Ii) o une étape est désactivée par les étapes suivantes (RMi = Mi+1) Traitement postérieur : affectation des sorties Qi aux étapes Mi. (Qi = Mi)

Qi

i

Mi

Ii i+1

SMi+1 Qi+1

Ii+1

Page 5/8

Mi

Ii

Mi+1

Qi Mi+1

RMi

DEVOIR SURVEILLE COMMUN N°1 2STE 11/11/2016

Qi+1

Note Finale

Nom : ………………………………….…….……

Signature

30

Classe : 2STE……

DREP1 R1- Actigramme A-0

…………………………

Consignes 2pts

………………………………… ………………………………… Eau Savon

………………………………………… ………………………………………… ………………………………………… A-0 ……….

………………………………… ………………………………… Information Eau usée

Lavage automatique R2- FAST

3pts Fonctions techniques

Fonction de services

Déplacer le portique

Laver automatiquement un véhicule

Solutions constructives

Convertir l’énergie électrique en énergie mécanique

Moteur asynchrone triphasé

Adapter vitesse et couple

Réducteur

Guider le portique en translation

Rails

Tourner les rouleaux

……………………………………

Arroser le véhicule

……………………………………

…………………………………

Turbo ventilateur et résistances chauffantes

Détecter véhicule

……………………………………

…………………………………

Voyant lumineux

…………………………………

Automate API

R3- Expression de RP : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1pt Page 6/8

DEVOIR SURVEILLE COMMUN N°1 2STE 11/11/2016

R4- Calcul de RPL et RPH : ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2pts ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------R5- Expression de VP en fonction de Vcc, RP et R: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2pts

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------R6- Expression de VP en fonction de P : ----------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------- 2pts ---------------------------------------------------------------------------------------------------R7- Valeurs de VPL et VPH : ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2pts R8- Expression de V1 en fonction de VP : -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------- 2pts R9- Calcul de I : ---------------------------------------------------------------------------------------------------R10- Calcul de R2 et R3 :

1pt

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1pt

R11- Fonction de transfert du bloc 3 V2=f (V1) : V2 (V) 5

2pts 0

Page 7/8

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

V1(V)

DEVOIR SURVEILLE COMMUN N°1 2STE 11/11/2016

R12- Tableau d’état :

V1

VR

VS

VH

0V

5V

Q 0

T

KMP1

Bloqué

Activé Désactivé

2pts

R13- Fonction du bloc 3 : -----------------------------------------------------------------------

2pts

R14-GRAFCET point de vue partie opérative 1 Cp.Dcy.Cr.Ch KAV T1

2

t1/2/10s 3 3

KM1 T2 ………………

KM4 ……….. KMP

5 Cv 4

………

4pts

KM5 KEV2 KMP

6 Cr 7

………. KEV1 KMP

……. KM2

8 …….

KM5 KM6

9 Cr

R15- Programme partiel en langage LADDER …..

…..

M4

…..

…..

M7

SM3

…..

RM3 SM8

…..

Page 8/8

RM8

Traitement postérieur des étapes 3 et 8 M3

….. T2

M8

…..

DEVOIR SURVEILLE COMMUN N°1 2STE 11/11/2016

2pts