Implantacio d’un nou pla d’estudis d’electricitat industrial i automatismes a un centre de formació professional a Conakry mitjançant el desenvolupament de nous laboratoris i la formació de professors i personal tècnic

ANEX A : PRÀCTIQUES REALITZADES A.1. LÒGICA CABLEJADA 1 Objectif: L’élève doit connaître comment connecter un magnétothermique et un différentiel. Aussi il doit connaître la différence entre les contacts normalement fermés et ouverts des boutons poussoirs et voir la différence de la connexion série et parallèle. Il doit savoir dessiner un schéma électrique facile. Matériel: Table de pratiques. Concepts théoriques : Disjoncteur magnétothermique : Le rôle principal assigné à un disjoncteur est de protéger l’installation électrique, et les conducteurs situés en aval, contre les conditions anormales de fonctionnement : les surcharges et les courts-circuits. Pour assurer efficacement cette fonction, le déclencheur du disjoncteur doit prendre en compte l’évolution des récepteurs. Le disjoncteur est un appareil mécanique de connexion capable : - d’établir, de supporter et d’interrompre des courants dans des conditions normales du circuit - d’établir, de supporter pendants une durée spécifiée et d’interrompre des courants dans des conditions anormales spécifiées telle que celle du court-circuit. Un « dispositif différentiel résiduel » (DDR) ou « différentiel » en langage courant, est un dispositif de protection associé à un capteur toroïdal entourant les conducteurs actifs. Sa fonction est la détection d’une différence de courants ou plus précisément d’un courant résiduel. L’existence d’un courant différentiel résiduel est significative d’un défaut d’isolement entre un conducteur actif et une masse ou la terre. Ce TP1 BOUTONS POUSSOIRS Symbole 2 courant emprunte un chemin anormal, généralement la terre, pour retourner à la source. Le « différentiel » est généralement associé à un appareil de coupure (interrupteur, disjoncteur, contacteur) pour réaliser la mise hors tension automatique du circuit en défaut. Contacts NO : C’est un contact qui est normalement ouvert au repos et qui se ferme lorsque la bobine est actionnée. On peut le présenter avec un bouton poussoir à impulsion aligné quand on ferme. Contacts NC : C’est un contact qui est normalement connecté au repos et qui s’ouvre lorsque la bobine est actionnée. On peut le présenter avec un bouton poussoir à impulsion dépassant quand on ouvre. Questions théoriques: Regardez les connections qu’il y a sur la table de pratiques, comment sont connectés le magnétothermique et le différentiel entre eux? Prof : D’abord le magnétothermique et après le différentiel. Le magnétothermique doit protéger le différentiel, pas au contraire. Est-ce que tu es capable de différencier le parti monophasé du parti triface? Prof : On peut différencier ces deux en regardant le nombre de phases qui a le magnétothermique. S’il en y a 4, c’est le triphasé (3 phases et le neutre), s’il en y a 2, c’est le monophasé. Comment est connectée la terre? Prof : La terre ne se connecte jamais dans le magnétothermique. Qu’est-ce qu’il passe si on appuis sur le bouton poussoir « a » à chacun de ces schémas électriques? NO NC 3 abL a b L Prof : Sur le premier schéma, si on prime le bouton poussoir «a», il ne passe rien parce que le «b» est ouvert et ne laisse pas passer le courant. Sur le deuxième, si on prime le bouton poussoir «a» la lampe de signalisation s’allume, parce qu’il y a un chemin où le courant peut circuler. Montage: Ne connectez jamais le courant avant que le montage soit vérifié par le professeur. Dessine et monte un schéma électrique que fait que quand on appuis le bouton poussoir s’allume la première lampe de signalisation. Quand ça c’est fait, dessine et monte un autre schéma électrique qui allume le voyant lumineux quand on appuie les deux boutons poussoirs au même temps, après dessine et monte un autre schéma qui allume la lampe témoin quand on appuis un bouton poussoir ou l’autre. Prof : Premier schéma Deuxième schéma Troisième schéma S R 323 324 423 424 101 102 -SB1 -H1 -SB1 -SB2 -H1 R S 323 324 423 424 101 102 -SB1 -H1 R S 323 324 101 102 -SB2 4 Objectif: L’élève doit connaître le fonctionnement d’un relais. Aussi, il devra connaître pour quoi on fait le démarrage et l’arrête dès plusieurs points. Matériel: Table de pratiques, deux boutons poussoirs, un relais. Concepts théoriques: Relais électromagnétiques : est un appareil qui fonctionne comme un interrupteur actionné électriquement. Les contacts changent d’état quand il y a de courrant qui passe à travers d’une bobine qui est dans le relais. Les bornes de cette bobine sont appelées A1 pour l’entrance et A2 pour la sortie. Quand il n’y a pas de courrant à travers de la bobine, les contacts revenant à leur position initiale. Symbole : -KA Bobine: Contacts: NO NC Le démarrage et l’arrêt dès plusieurs points s’utilisent pour actionner ou arrêter une machine dès différents lieus. Avec ça, différentes personnes TP2 DEMARRAGE ET ARRET DES PLUSIEURS POINTS 5 peuvent utiliser cette machine sans avoir de mouvoir de ces lieus. Un bon exemple est un ascenseur, parce qu’on peut actionner son moteur dès différents étages. Es a dire, on actionne la même machine dès différents lieus. Pour faire le montage est très important d’être ordonné. D’abord, on doit écrire sur le schéma les codes numériques de la table de pratiques et de tous les éléments qu’on utilisera. Quand ça est fait, on peut commencer le montage. On doit faire le montage en commençant le plus haut et le plus à gauche et aller en descendant. Quand on est arrivé en bas, on commence une autre fois d’en haut en suivent la ramage qu’il y a à droite de la qu’on a monté et fait une autre fois la même chois jusqu’à on a finit le montage. Regarde l’exemple suivant : D’abord, on doit monter la branche qu’il y a plus à gauche. Ça veut dire qu’on doit monter le pulsateur et la bobine du relais. Apres, on fait la branche suivante, le contact NO du relais. Finalement, on monte la dernière branche, le contact NO du relais et la lampe de signalisation. Est très important de suivre ces pas pour ne se tromper pas en montages plus difficiles. Questions théoriques: Qu’est-ce que ce schéma électrique fait si on appuie le bouton poussoir SB1? Comment est-ce qu’il fonction? Quelle est la fonction du relais? 6 Prof : Si on appuie le bouton SB1 on permet que la courant arrive à la bobine du relais. Ça fait que tous les contacts KA1 changeant leur position. Dans cet exemple tous les contacts KA1, qui sont NO, se ferment. Ça permit que la lampe témoin s’allume indéfiniment. La fonction du relais est de faire que la lampe s’allume indéfiniment en puissant une sole fois le bouton poussoir. S’il n’y avait pas le relais, la lampe s’allumerait uniquement l’instant en qu’on appuie le bouton poussoir. Ce schéma est très important de bien connaître. Comment est-ce que tu ajouterais sur le dernier schéma un bouton poussoir pour arrêter le voyant lumineux? Prof : On le doit ajouter en série avec l’autre bouton poussoir. Si on appuie SB2 quand le circuit est démarré, on arrête l’arrivé de courant à la bobine du relais et ça fait que tous les contacts changeant a ces positions initiales. Ça fait que le voyant lumineux s’éteint. 7 Montage: Ne connectez jamais le courant avant que le montage soit vérifié par le professeur. En utilisant le dernier schéma que tu as fait, dessine et fait le montage d’un autre schéma qui ajoute deux boutons poussoirs de plus, un pour démarrer et l’autre pour arrêter la lampe de signalisation. Ajoute aussi le bouton poussoir d’émergence. KA1 KA1 A1 A2 D1 D2 R S A_: BOUTON POUSSOIR D’ARRETTE D_: BOUTON POUSSOIR DE DEMARRAGE KA1 S1 611 612 311 312 411 412 13 14 3 4 3 4 A1 A2 43 44 101 102 8 Objectif : L’élève doit connaître le fonctionnement d’un contacteur. Il devra comprendre un schéma simple de puissance. Aussi, devra être capable de comprendre un circuit de control plus élaboré. Matériel : Table de pratiques, un contacteur, deux relais, une ampoule. Concepts théoriques : Contacteur: Le contacteur est un interrupteur qui s’actionne électriquement, comme le relais. Egalement, quand il passe courant à travers de la bobine, tous les contacts changeant d’état. Les NO passent a être NC et vice versa. La différence qu’il y a avec le relais est que dans un contacteur on peut trouver deux sortes de contacts, les contacts de puissance ou principaux, et les contacts de commande ou auxiliaires. Ça nos permit de séparer électriquement le circuit de commande du circuit de puissance. Avec ça, on peut surveiller une machine très puissant qui fonction en triphasé avec un circuit monophasé à plus moins voltage sans danger. - Les poules ou les contacts principaux sont les éléments qui permettent d’établir et d’interrompre le courant principal dans le circuit de puissance. Le pôle est défini par les valeurs nominales de courant et de tension en partie le contacteur. - Les contacts auxiliaires sont utilises dans le circuit de control. Ces contacts sont les mêmes que les contacts du relais. Symbole: -KM Contacts principaux: TP3 DEMARRAGE ET ARRET D’UNE AMPOULE AVEC UN SEUL BOUTON POUSSOIR Contact Principaux 9 On change les contacts de KA0, ça fait changer l’état de la bobine de KA1. SB1 KA0 KM2 KA0 KA1 KA0 KM2 KA0 KA1 KA0 KA1 KM2 R S On a changé les contacts de KA1 et le schéma arrive à son état final. SB1 KA0 KM2 KA0 KA1 KA0 KM2 KA0 KA1 KA0 KA1 KM2 R S Montage: Ne connectez jamais le courant avant que le montage soit vérifié par le professeur. Fais le montage du schéma initial et confirme les réponses que tu a donné en regardant qu’est-ce qu’il passe quand on appuie SB1 une fois. Attend quelques secondes et appuie une autre fois SB1. 16 Objectif : L’élève doit bien comprendre le fonctionnement des temporisateurs. Matériel : table de pratiques, deux temporisateurs à la connexion, deux relais. Concepts théoriques : Les temporisateurs sont des mécanismes qui s’assemblent sur les relais ou les contacteurs. S’utilisent pour ouvrir ou fermer un ou plusieurs contacts avec un retard réglable. Il y a deux types de temporisateurs: à la connexion (ON DELAY) et à la déconnexion (OFF DELAY). Les temporisateurs ont les deux types de contacts, les NO et les NC. Sur les graphiques suivantes on peut voire le fonctionnement des deux types de temporisateurs: Temporisateur à la connexion Temporisateur à la déconnexion En regardant les graphiques, on peut voire que le temporisateur à la connexion retarde t secondes le changement de ses contacts une fois que TP4 INTERMITANCE D’UNE LAMPE DE SIGNALISATION ON DELAY NC NO 56 55 67 68 OFF DELAY NC NO 58 57 65 66 17 la bobine est excitée. C’est à dire, quand le courant passe par la bobine, les contacts du temporisateur ne changent pas jusqu’à «t» seconds. Quand le courant qui passe pour la bobine s’arrête, les contacts changeant normalement. Pour les temporisateurs à la déconnexion, quand il arrive courant à la bobine les contacts changeant normalement, comme s’il n’avait rien. Mais quand la courent sur la bobine s’arrête, les contacts ne changent pas jusqu’à «t» seconds. On peut réguler le temps «t» de retard dès 0,1 à 30 seconds. Questions théoriques: Qu’est-ce qu’il passe si on excite pendant 2 seconds la bobine d’un relais temporisé à la connexion qui est réglé à 5 seconds? Et si le temporisateur est à la déconnexion? Prof : Dans le premier cas, les contacts temporisés du relais ne changeront pas, parce qu’il n’a passé le temps suffisant (5 seconds) pour l’actuation du temporisateur. Pour les contacts temporisés, ça serait comme si la bobine n’avait été excitée jamais. Pour le temporisateur à la déconnexion, les contacts changerait des que la bobine a été excite. Les contacts temporises changeant et resteront comme ça pendant 7 seconds. En les deux options, les contacts no temporises changeront d’état pendant les deux seconds qu’on excite la bobine, après ça ils revendraient à l’état initial. Explique comment fonctionnent les schémas suivants si on appuie pendant 10 seconds le bouton poussoir (les temporisateurs sont réglés à 3 seconds): 18 Prof : Sur le schéma 1, si on appuie le bouton poussoir il ne passe rien pendant 3 seconds, parce qu’il y a un temporisateur à la connexion. Quand les 3 seconds sont passés, le contact temporisé KA1 se ferme et permette que la lampe de signalisation s’allume. Quand les 10 seconds sont passés, on arrête d’appuyer le bouton poussoir et automatiquement la lampe s’éteint. Sur le schéma 2, au même temps qu’on appuie SB1, le voyant lumineux s’allume. Quand les 10 seconds sont passes, on arrête d’appuyer SB1 et le temporisateur à la déconnexion commence a fonctionner. Ça voit dire que la lampe de signalisation suive allumé pendant 3 seconds plus. Explique comment est-ce que le schéma suivant fonctionne (les temporisateurs sont réglés à 1 second): KA1 KA2 KA1KA2 KA2 H1 R S S1 Prof : Quand on prime l’interrupteur S1, on excite la bobine du relais KA1. Après d’un second, le contact temporisé KA1 se ferme et permit que la bobine du relais KA2 s’excite. Quand ça passe, le contact no temporisé KA2 allume la lampe de signalisation. Et après un second le contact temporisé KA2 s’ouvre. Ça fait que ne passe pas de courant à travers de la bobine de KA1 et automatiquement, le contact temporisé KA1 s’ouvre et fait que n’arrive pas de courent à la bobine de KA2. Avec ça, le contact no temporisé KA2 s’ouvre et la lampe s’éteint. Au même temps, le contact temporisé KA2 se ferme et on est à la situation initial. 19 Montage: Ne connectez jamais le courant avant que le montage soit vérifié par le professeur. Monte le dernier schéma sur la table de pratiques et vérifie que la dernière explication que as fait est correcte. Quel relais contrôle le temps de démarrage de la lampe de signalisation? Pour contester, mette différents temps dans chaque un des temporisateurs. Ne oublie pas d’écrire la numération sur le schéma avant de faire le montage. KA1 KA2 KA1KA2 KA2 H1 R S S1 55 56 A1 A2 A1 A2 67 68 101 102 67 68 523 524 20 Objectif: L’élève doit comprendre le principe de fonctionnement de la partie de potence d’un contacteur en utilisant le triphasé. Aussi il doit être capable de faire le démarrage direct d’un moteur d’induction en utilisant un relais thermique. Matériel: table de pratiques, un moteur d’induction, un contacteur, contacts additionnels et un relais thermique. Concepts théoriques: Les moteurs d’induction sont les moteurs plus utilisés dans l’industrie parce que ils sont simples, robustes et de facile entretien. Ils sont constitués par un stator et un rotor. Quand on donne tension sur le dévidage triphasé du stator se crée un champ magnétique constante et giratoire. Dans le rotor il y a uns conducteurs que quand le champ magnétique les croise se forment forces électromotrices d’induction qui font tourner l’axe du moteur. Pou faire le démarrage direct on doit seulement connecter le dévidage du stator au courant triphasé. Plaque de caractéristiques: Cette plaque s’utilise pour connaître toute l’information qu’on a besoin du moteur. Máxime voltaje triangle/étoile Puissance Intensité nominale triangle/étoile Vitesse giratoire Factor de puissance TP5 DEMARRAGE DIRECT D’UN MOTEUR D’INDUCTION 21 Connexion intérieure: Le moteur peut être internement connecté en étoile ou en triangle. On peut voir comment se connecte sur le dessin suivant: Connexion étoile et triangle Le démarrage direct d’un moteur d’induction consiste à connecter le stator directement au réseau électrique. Ça fait que par un instant, le courant qui passe à travers du moteur est très élevé. Cette intensité peut être de 5 à 8 fois le courant nominal et le par de démarrage peut augmenter aussi. Pour ces raisons, ce démarrage se peut faire uniquement aux moteurs de baisse puissance (moteurs qui ont une puissance inférieure à 5,5 KW) Le relais thermique est habituellement associé aux contacteurs. Ils sont destinés à la protection des circuits moteurs à courant alternatif contre les surcharges, le coupures de phase, les démarrage trop longs et les calages prolongés du moteur. Symbole : Relais thermique Télémécanique LAD7B106 1 3 5 2 4 6 95 96 9798 Test Stop 22 Eléments: 1. Bouton de réglage. 2. Bouton-poussoir Test 3. Bouton-poussoir Stop 4. Bouton-poussoir réarmer Reset 5. Visualisation de l’activation 6. Fermeture 7. Sélecteur manuelle/automatique On connectera habituellement le contact NC (95/96) en série avec le branche de le schéma ou il y a le bobine de le contacteur qui est associé avec le relais thermique. Et on mettra le contact NO (97/98) en série avec un pilot lumineux qui fonctionnera comme une alarme. Quand le relais thermique détecte une surcharge, il change les contacts, chose que provoque que l’automatisme s’arrête et que s’active l’alarme. Si il y a un bon fonctionnement de l’installation le relais thermique n’actu pas. Mais on peut forcer son actuation avec le bouton Test qui changera les deux contacts du relais thermique. Si on a le sélecteur en position manuel (H) quand on appuie Test on devra appuyer le bouton de Reset pour désactiver le relais. Par contre si quand on a appuie le Test le sélecteurs est en position automatique le relais se désactivera sol. Quand on l’appuie Stop, ça change l’état du contact NC, ça veut dire qu’étendra le contacteur mais l’alarme ne s’activera pas. Questions théoriques: Prend le moteur triphasé d’induction similaire au de la photo du première page de la pratique et regarde comment sont les connexions internes en ouvrent la carcasse supérieur d’où ils sortent trois câbles. Est il connecté en étoile ou en triangle? Prof : On doit ouvrir le couvercle et regarder les connexions: Si c’est comme ça il est connecté en étoile Si c’est comme ça il est connecté en triangle zx y uvw RST RST zxy uvw 23 Fait un schéma qui fait que en appuyant un bouton poussoir, s’allume une lampe de signalisation, et en appuyant un autre bouton poussoir l’éteint. Au lieu d’utiliser un relais utilise un contacteur. Prof : C’est comme le circuit de la deuxième pratique: R S -H1 -KM1 -SB1 -SB2 -H1 -KM1-KM1-SB1 323 324 13 14 53 54 101 102 A1 A2 411 412 Rappel que le contact 53/54 est un contact additionnel. Montage: Ne connectez jamais le courant avant que le montage soit vérifié par le professeur. Monte le schéma que tu as pensé à la dernière question théorique. A la partie de puissance du contacteur monte le schéma suivant: 24 Quand on a vu que le moteur démarre, on doit arrêter le courant et changer un peut le circuit de contrôle et de puissance, on doit additionner le relais thermique. Monte le relais comme au schéma suivant: KM1 KM1 SBA SBD R S KM1 H1 311 312 423 424 13 14 53 54 101 102 A1 A2 H2 201 202 95 96 97 98 M RST Circuit de puissance FR KM1 135 246 Circuit de contrôle 25 Objectif : L’élève doit être capable d’interpréter le fonctionnement d’un schéma complet et consolider ce qu’on a appris sur l’inversion du sens giratoire d’un moteur asynchrone triphasé. Matériel : table de pratiques, deux contacteurs, un moteur asynchrone, un relais thermique. Questions théoriques: Regarde les schémas suivants et pense comment se comporteront. SBARR SBA SBH SBH KA3 KA3 SBA KA4 KA4 KA3 KM2 KM1 KM2 KM1 KA4 R S SBARR: bouton poussoir d’arrete SBA: bouton poussoir de gir antihoraire SBH: bouton poussoir de gir horaire TP7 INVERSION DU SENS GIRATOIRE AUTOMATISE Schéma de contrôle 32 Schéma de puissance Prof : Si on appuie SBH, la bobine KA3 s’excite et fait que les deux contacts KA3 se ferment. Ça fait que la bobine KM1 s’excite et que le contact temporisé devient ouvert. Pendant que la bobine KM1 est excitée le moteur gire. Si maintenait on appuie SBA la bobine KA4 s’excite et la bobine KA3 lèse d’être excite. Ça fait ouvrir les contacts de KA3 et ferme les contacts KA4. L’ouverture des contacts KA3 fait que la bobine KM1 lèse d’être excite, ça arrête le moteur. Après passer le temps de déconnexion du temporisateur KM1, le contact temporise KM1 se ferme et le moteur commence à girer dans l’autre sens. Si les temporisateurs sont réglés à 5 seconds, explique qu’est ce qu’il se passe avec le moteur si on appuie SBH et 10 seconds après on appuie SBA. Prof : Le moteur commencera a girer des que on appuie SBH après de 10 seconds s’arrêtera pendant 5 seconds et après commencera a tourner dans le sens contraire. Montage: Ne connectez jamais le courant avant que le montage soit vérifié par le professeur. Fait le montage du schéma montré dans les questions théoriques 33 Objectif: L’élève doit savoir la raison pour laquelle on fait ce type de démarrage et doit être capable de faire le montage du circuit de contrôle et de puissance. Matériel: table de pratiques, trois contacteurs, un moteur d’induction, un temporisateur à la connexion, un relais thermique. Concepts théoriques : Comme on a dit à la pratique 5 «démarrage direct d’un moteur d’induction», quand on fait le démarrage direct il y a un instant où le courant qui passe à travers du moteur est très élevé. Cette intensité peut être de 5 à 8 fois le courant nominal du moteur. Une demande de courant si grand peut provoquer tombés de tension sur la ligne, faisant que d’autres appareils connectés sur la même ligne ne fonctionnent pas bien. On doit chercher la forme de faire le démarrage du moteur sans absorber trop de courant. Le démarrage étoile triangle permet de diminuer le courant de démarrage par 3 fois. On peut faire ce démarrage seulement à moteurs qui ont la possibilité de changer les connections intérieurs sur la plaque de bornes. Le moteur doit accomplir aussi que la connexion triangle est à la même tension que le réseau électrique. Maintenant, on imagine que doit démarrer un moteur d’induction de 380V en triangle et 660V en étoile (tensions nominales). Ce démarrage consiste en démarrer initialement le moteur connecté internement en étoile à 380V. Ça fait que la tension nominale en étoile soit 3 fois inférieure (660/ 3 = 380). Aussi, si on connecte le moteur en étoile, le courant qui passe à travers du moteur est 3 fois inférieure que si on le connecte en triangle. Ça fait que, d’un côté la tension est réduite de 3 et de l’autre côté le courant est réduit aussi de 3 fois ; par conséquence le courant final est 3 fois inférieur ( 3·3=3). Quand le démarrage est fait, on connecte automatiquement le moteur en triangle, qu’est comme on veut travailler. Avec ça, on a démarré le moteur d’induction en diminuant 3 fois le courant absorbé pendant le démarrage. TP 8 DEMARRAGE ETOILE TRIANGLE D’UN MOTEUR D’INDUCTION 34 Questions théoriques: Le schéma suivant est le schéma de puissance du démarrage étoile triangle. Quel contacteur connecte le moteur en étoile et quel le connecte en triangle? Explique la fonction du troisième contacteur. R S T KM3 KM1 KM2 u1 v1 w1 u2 v2 w2 F1 111 333 555 2 2 4 442 6 66 Prof : KM1 étoile, KM2 triangle. On peut les voir en suivant les connections qui sortent du moteur u2, v2 et w2. KM3 a la fonction d’alimenter le moteur. Explique comment fonctionne le schéma de contrôle en lui regardant. Comment on commence le démarrage? Comment on peut l’arrêter? Quelle est la fonction des contacts signalés? Pourquoi KM3 est temporisé? 35 SB1 SB2 KM1 KM1 KM1 KM2 KM2 KM3 KM3 KM3 KM3 R S 311 312 423 424 55 56 21 22 21 22 13 14 13 14 67 68 A1 A2 A1 A1 A2 A2 101 102 95 96 98 97 Prof : Quand on pousse SB2, commence le démarrage du moteur. Une fois on a appuyé SB2, on excite la bobine de KM1 et tous ses contacts changent, et permettent que le démarrage en étoile commence. Quand les contacts de KM1 changent, s’excite la bobine de KM3. Quand le temps fixé sur le temporisateur est fini, les contacts temporisés changent en permettant le changement d’étoile à triangle. KM3 est temporisé parce que on veut faire le changement d’étoile à triangle automatiquement. Les contacts signalés ont la fonction d’éviter la connexion étoile et triangle au même temps. En appuyant SB1 on peut arrêter le démarrage. Montage: Ne connectez jamais le courant avant que le montage soit vérifié par le professeur. Faites le montage des schémas de contrôle et de puissance et vérifie que tes réponses sont correctes. 36 Objectif : L’élève doit comprendre bien pourquoi on utilise un démarreur et savoir comment il fonctionne. Matériel : table de pratiques, moteur d’induction de 380V, démarreur progressif Altistart01, deux contacteurs, un relais thermique. Concepts théoriques : Comme on a dit à la pratique 5 «démarrage direct d’un moteur d’induction» et à la pratique 8 «démarrage étoile triangle d’un moteur d’induction», quand on fait le démarrage direct il y a un instant où le courant qui passe à travers du moteur est très élevé. Cette intensité peut être de 5 à 8 fois le courant nominale du moteur. Une demande de courant si grand peut provoquer tombés de tension sur la ligne en faisant que d’autres appareils connectés sur la même ligne ne fonctionnent pas bien. On doit chercher la forme de faire le démarrage du moteur sans absorber trop de courant. On a vu qu’une bonne forme de faire ça est le démarrage étoile triangle, mais il y a d’autres qui n’ont pas besoin de faire un grand montage. Le démarreur progressif est une machine qui permet faire le démarrage d’un moteur asynchrone de forme contrôlée et sans secousses, en contrôlant la tension de démarrage et en l’augmentent petit à petit. Cette machine permet de contrôler aussi le pair de démarrage et permet faire un arrêt progressif. Le pair est en relation avec la force qui donne le moteur. Dans l’industrie son utilisation permet éliminer les coups mécaniques qui causent les multiples démarrages du moteur ; la vie d’utilisation s’allonge. Le démarreur progressif se connecte à 380V triphasé. Est très important de suivre les normes de sécurité. Ne touches jamais une des phases, et quand on fait le montage on doit s’assurer qu’il n’y a pas de tension sur la table de pratiques en regardant que le magnétothermique est en position OFF (avec la pièce de plastique en bas). TP9 DEMARRAGE D’UN MOTEUR D’INDUCTION AVEC DEMARREUR PROGRESSIF ATS01N206 Q N 37 Ce démarreur est équipé avec: - Un potentiomètre d’ajustement du temps de démarrage (start time). - Un potentiomètre d’ajustement de la tension initiale de démarrage (initial voltage). - Un potentiomètre d’ajustement du temps d’arrêt (stop time). - Un LED vert qui signale que le produit est en tension (Power ON). - Un LED jaune qui signale que le moteur est déjà alimenté à sa tension nominale (full voltage). - Un connecteur qui a: o 2 entrées logiques pour démarrer/arrêter. o 1 entrée logique pour la fonction BOOST. o 1 sortie logique pour signaler la finalisation du démarrage. o 1 sortie de relais pour signaler un mauvais fonctionnement. Sorties du relais R1A R1C 0V alimentation externe COM Ordre d’arrête LI1 Ordre de démarrage LI2 Alimentation de control LI+ BOOST BOOST Fin de démarrage LO1 Pour démarrer le moteur, cette machine suit une rampe de tension. Ça consiste à donner chaque instant de temps plus de tension, en commençant de zéro et en finissant à la tension nominale. On peut varier cette rampe en modifiant la valeur du potentiomètre du temps de démarrage. On peut voir cette explication sur la graphique suivante: Tableau d’équivalences des noms des contacts du connecteur t U Un Start time 38 La fonction BOOST s’utilise pour fournir un «sur par» pour éviter la résistance mécanique. Quand l’entrée BOOST est activée, le démarreur applique au moteur une tension fixe pendant un intervalle de temps limité avant de faire le démarrage. Ça fonctionne de la manière suivante: On peut voir que les premiers 200 ms le démarreur alimente le moteur à la tension nominale, et après diminue la tension pour commencer avec la rampe de démarrage. La fonction LO1 a un contact NO qui se ferme quand le démarrage est fini. On peut le connecter, par exemple, à une lampe de signalisation qui s’allumera une fois le démarrage est fait. Les contacts R1A et R1C du relais de sentence se ferment quand on excite LI2 et s’ouvrent quand la tension est prochaine à 0 en un arrêt décéléré ou quand il y a une sentence. L’ordre d’arrêt (LI1) et l’ordre de démarrage (LI2) se peuvent connecter de deux formes différentes. En les deux formes, les contacts doivent être connectés toujours à l’alimentation de contrôle (LI+). Les deux schémas de démarrage et d’arrêt sont appelés «commande 2 fils» et «commande 3 fils». Les schémas sont les suivants: LI1 LI2 LI+ LI1 LI2 LI+ Commande 2 fils Commande 3 fils Regarde bien que sur la commande 2 fils on utilise un interrupteur et sur la commande 3 fils on utilise deux boutons poussoirs. Sur la commande 2 fils, l’état 1 de l’entrée logique LI2 contrôle le démarrage et l’état 0 l’arrête. Sur la commande 3 fils on utilise deux entrées logiques différentes, l’arrêt s’obtient avec l’ouverture de LI1 (état0). Si on excite t U 200ms 39 l’entrée LI2, ça se mémorise jusqu’à l’ouverture de LI1 et s’utilise pour le démarrage. Questions théoriques: Regarde le schéma suivant et explique comment est-ce qu’il fonctionne. Quelle est la fonction des deux lampes de signalisation? R S T 1/L1 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 R1A R1C COM LI1 LI2 LI+ BOOST L01 ALTISTART01 ATS01N206QN R S H1 H2 SB1 SB2 Prof : Ça c’est un schéma de commande 3 fils. Quand on appuie SB2 le moteur démarre, et quand on appuie SB1 le moteur s’arrête. La lampe H1 s’allume toujours sauf s’il y a quelque erreur. Alors, si la lampe H1 s’éteint ça veut dire qu’il y a quelque sentence. La lampe H2 s’allume quand le moteur est arrivé à sa vitesse nominale. Regarde le schéma suivant et explique comment est-ce qu’il fonctionne. 40 Prof : Le schéma est très pareil au schéma de la pratique 6. L’unique changement est qu’ici on a incorporé le démarrer progressif. Ça s’utilise pour faire tourner le moteur dans les deux sens de rotation.. 41 A.2. Autòmats programables A.2.1. WAGO 48 Objectif : L’élève doit commencer à apprendre la programmation des automates en diagramme de contacts (LD). Structure d’un programme d’automate en LD : Un programme en diagramme de contacts (ladder) est fait à base de lignes, où chacune peut avoir - Contacts normalement ouverts - Contacts normalement fermés - Bobines de relais - Blocs fonctionnels (temporisateurs, compteurs, comparaisons, etc.) Ouvrir Codesys : Démarrer Æ Wago software Æ Codesys for automation alliance Æ Codesys V2.3 Æ Codesys V2.3 Ouvrir un nouveau fichier : Fichier Æ Nouveau Il apparaît une fenêtre où l’on doit décider quel automate est-ce qu’on utilise: Vous devez choisir 750-841 Maintenant, on doit créer dans la nouvelle fenêtre le programme principal. TP1 PROGRAMATION EN LD 49 Le programme principal doit s’appeler PLC_PRG pour fonctionner correctement. On choisira le langage LD Après on doit cliquer sur la barre d’outils En ligne -> Simulation Eléments basiques pour la programmation en diagramme de contacts Instructions de relais Quand on met une instruction de type relais (contact NC, NO ou bobine) on doit mettre un nom et choisir le type de variable. Dans le cas des instructions du relais, ce sera booléenne (BOOL). Pour mettre un nom à l’élément, on doit cliquer sur les symboles d’interrogation qu’il y a sur l’élément, et après on peut écrire le nom désiré. Chaque élément avec un nom différent sera une variable. Quand on a fait ça, il apparaîtra une fenêtre comme la suivante: 50 On va voir un exemple d’un circuit de démarrage-arrêt. On a appelé le bouton poussoir de démarrage démarre et celui pour arrêter arrête. La bobine, qui en programmation indique une sortie, on l’a appelée bobine. Les noms que l’on a choisis sont seulement un exemple. On peut appeler les instructions de relais comme on veut. Exemple en LD (diagramme de contacts) Comparaison en logique câblée Faits le schéma de l’exemple en LD. Quand c’est fait, on doit cliquer (accéder au système) et après (démarrage). C’est une action qu’on doit faire chaque fois qu’on veut voir comment fonctionne un programme. On doit le faire dans touts les langages. Sur le schéma il y a une fenêtre qui indique l’état des variables. SBA SBD KM1 KM1 51 Si on veut changer l’état de quelque variable on doit cliquer deux fois sur la variable ou sur le schéma. On va voir comment à côté de l’état actuel de la variable apparaîtra le contraire (parce que comme on travaille avec les variables booléennes il n’y a que deux états possibles). Pour introduire le changement on doit appuyer sur Ctrl+F7 ou sur la barre d’outils En ligne->Ecrire valeurs de variables. Qu’est ce qu’il se passe avec les états des variables si on change l’état de la variable démarre de FALSE à TRUE ? Et si on la change une autre fois en FALSE ? Si quand le programme est démarré on veut faire quelque modification on doit cliquer sur (arrêter) et après (quitter le système). Instructions de relais de mémoire La différence avec les instructions de relais est que les relais de mémoire maintiennent leur état (activé, désactivé) encore que l’alimentation faille. Bobine d’activation Quand les conditions de la ligne sont certes la sortie (bobine) s’active et reste activée. Bobine de désactivation Quand les conditions de la ligne sont certes, la sortie se désactive et reste désactivée tant que les conditions lèsent d’être certes. Voici un exemple d’un circuit de démarrage-arrêt avec les relais de mémoire. On a appelé le contact pour démarrer demarre2 et le contact pou arrêter arrete2. Ce prog ramme n’est pas correct parce que si on active les deux contacts en même temps, on arrive à une situation indéterminée. La version correcte de ce programme doit décider si c’est le démarrage ou l’arrêt qui est prioritaire. Normalement c’est l’arrêt qui est prioritaire. Regar de 52 pourquoi on dit que dans le dernier schéma c’est l’arrêt qui est prioritaire. Faits le schéma précédent dans le même fichier que le programme de démarrage-arrêt. Pour ça, vous devez cliquer sur le bouton droit de la souris sur la ligne précédente de programmation et choisir l’option Réseau (après). Ça ajoute une nouvelle ligne de programmation. Regarde ce qu’il se passe quand on change l’état des variables demarre2 et arrete2. Faits la vérification que ça fonctionne correctement. 53 Objectif : L’élève doit apprendre la programmation des blocs fonctionnels (LD). Blocs fonctionnels Les blocs fonctionnels sont des petits programmes qu’inclue Codesys. Pour les mettre dans le schéma, on doit aller sur la barre d’outils et cliquer: Insérer Æ bloc fonctionnel ou cliquer sur le bouton droit de la souris Æ bloc fonctionnel. On va commencer avec les timer (blocs fonctionnels standard Æ Timer) TP Le bloc fonctionnel TP est un générateur d’impulsions. IN et PT sont des variables d’entrées, respectivement du type BOOL et TIME. Q et ET sont des variables de sortie, respectivement du type BOOL et TIME. Si IN a la valeur FALSE, alors les valeurs fournies sont FALSE. Dès que IN a la valeur TRUE, la valeur de temps de ET est incrémentée jusqu'à ce qu’elle soit égale à la valeur de PT. Dès lors, la valeur de ET reste inchangée. Q a la valeur TRUE si IN a la valeur TRUE et si ET est plus petit que PT. Dans tous les autres cas, Q a la valeur FALSE. Faites le programme suivant : Quand c’est fait, change l’état de la variable ON de FALSE à TRUE et regarde ce qu’il se passe avec les états des variables (clique sur le + à côte de la TT pour voir toutes les variables du TP). TON Ça s’utilise pour faire une temporisation à l’enclenchement. IN et PT sont des variables d’entrées, respectivement du type BOOL et TIME. Le type TIME s’utilise pour les variables de temps. Q et ET sont des variables de sortie du type BOOL. Si IN a la valeur FALSE, alors les valeurs fournies sont FALSE. Dès que IN a la valeur TRUE, la valeur de temps de ET est incrémentée jusqu’à ce qu’elle soit égale à la valeur de PT. Dès lors, la TP2 BLOCS FONCTIONNELS EN LD 54 valeur de ET reste inchangée. Q a la valeur TRUE si IN a la valeur TRUE et si ET est égal à PT. Dans tous les autres cas, Q a la valeur FALSE. A côté de PT apparaîtra des signes d’interrogation. C’est ici où on régule le temps du temporisateur ; on doit écrire t#5s. Le 5 est un exemple, on peut mettre le temps dont on a besoin. Le s qu’il y a après le 5 indique secondes, mais on peut mettre aussi m ou ms (minutes et millisecondes). Sur une nouvelle ligne de programmation, faites le programme suivant : Qua nd c’est fait, chan ge l’état de la variable SB de FALSE a TRUE et regarde ce qu’il se passe avec les états des variables (clique sur le + à côte de la T pour voir toutes les variables du TON). Si, par exemple, on veut que la sortie Q de TON active une autre sortie, différente de Conakry, on peut ajouter la ligne de programmation suivante : Quand on met T, on verra comment s’ouvre une liste avec le nom des variables du TON. On doit choisir Q. Ça fait que le contact reste ouvert quand la sortie Q n’est pas activée et se ferme quand Q s’active. Vérifie. TOF Réalise une temporisation au déclenchement. IN et TP sont des variables d’entrée, respectivement de type BOOL et TIME. Q et ET sont des variables de sortie du type BOOL. Si IN a la valeur TRUE, alors les valeurs fournies sont TRUE. Dès que IN a la valeur FALSE, la valeur de temps de ET est incrémentée jusqu’à ce qu’elle soit égale à la valeur de PT. Dès alors, la valeur de ET reste inchangée. Q a la valeur FALSE si IN a la valeur FALSE et si ET est égal à PT. Dans tous les autres cas, Q a la valeur TRUE. Q a donc un front descendant lorsque le temps spécifié dans PT est écoulé. Sur une nouvelle ligne de programmation, faites le programme suivant : 55 Regarde ce qu’il se passe quand on change l’état de la variable on de FALSE à TRUE et de TRUE à FALSE. COUNTER S’utilise pour compter combien de fois s’est passée une action. CTU (counter up) Ça s’utilise pour incrémenter. Les entrées CU et RESET ainsi que la sortie Q sont du type BOOL, l’entrée PV et la sortie CV sont du type WORD (ça veut dire que vous devez mettre un chiffre). Lorsque RESET a la valeur TRUE, la variable de comptage CV est remise à zéro. Si CV passe de FALSE à TRUE, CV s’incrémente d’une unité. Q prend la valeur TRUE si CV est supérieur ou égal à la limite supérieure de PV. Faites le programme suivant: Regarde comment la variable CV augmente d’une unité chaque fois que CU passe de FALSE à TRUE. Quand la variable CV arrive jusqu’au numéro qu’il y a à PV, la sortie A s’active. Faites la vérification. Pour continuer, ajoute la ligne de programmation suivante : Cett e ligne a la fonction de mettre le compteur à zéro. La sortie rst est en relation avec le RESET du compteur. Quand la sortie a la valeur TRUE, le RESET aussi. On peut aussi changer l’état de la variable rst directement sans avoir à faire la dernière ligne de programmation. Faites la vérification. CTD (counter down) Ça s’utilise pour décompter. 56 Les entrées CD et LOAD ainsi que la sortie Q sont de type BOOL, l’entrée PV et la sortie CV sont du type WORD. Lorsque LOAD a la valeur TRUE, la variable de compta g e CV est initialisée avec la valeur de la limite supérieure PV. Si CD change de FALSE à TRUE le bloc fonctionnel est décrémenté d’une unité, aussi longtemps que CV est supérieur à zéro. Q prend la valeur TRUE si CV est égal à 0. Faites le programme suivant: Pour initialiser le compteur on doit mettre LOAD en état TRUE, ça met la valeur 4 dans la variable CV. Après on doit mettre la variable LOAD en FALSE une autre fois sinon la valeur de CV va rester inchangée. Quand c’est fait, vérifie que chaque fois qu’on change l’état de CD de FALSE à TRUE la variable CV décrémente d’une unité. DETECTION DE FRONTS: On appelle front un changement d’état d’une variable de type BOOL. On peut détecter des fronts montants et des fronts descendants. La détection consiste à faire changer d’état la sortie de type BOOL du bloc fonctionnel pendant un instant. C’est-à-dire, la sortie du bloc (Q) a l’état TRUE pendant un instant. Ça s’utilise pour détecter quand il y a un changement d’état d’une variable de notre programme. R_TRIG Détecte un front montant, c’est-à-dire, détecte quand une variable change de FALSE à TRUE. Quand la CLK fournit la valeur TRUE, la sortie Q a la valeur TRUE pendant un instant et juste après prend la valeur FALSE une autre fois. Pour voir comment ça fonctionne, vous devez faire le programme suivant : 57 Objectif : L’élève doit être capable de faire un programme en langage GRAFCET. Concepts et questions théoriques : Dans cette pratique, on va programmer le fonctionnement d’un carrefour avec feux tricolores. Le carrefour qu’on va programmer a deux rues d’un sol senti. On va faire ce programme en GRAFCET (SFC), qui est un langage très utilisé dans la programmation des automates. Pour faire la pratique vous devez regarder le manuel (pages 7-9). Dès que vous avez bien compris la partie du manuel qui parle du GRAFCET (pages 7-9), répondez aux questions suivantes : 1. Programme le schéma qu’il y a sur la page 7 du manuel. Regarde comment est-ce que ça fonctionne. Quand vous avez fini avec la première question vous devez faire une visualisation où doit apparaître le carrefour et les lampes des deux feux tricolores. 2. Fais la visualisation. Quand vous avez fini les deux premières questions, vous devrez ajouter quelques modifications à votre programme. On doit donner la priorité à l’un des deux sens de circulation. Le feu tricolore qui régule le sens prioritaire changera de vert à jaune si il y a une voiture arrêtée à l’autre rue. Si il n’y a aucune voiture, il restera vert. Pour faire ça vous devrez ajouter quelques modifications sur une condition du programme. Pour faire ça vous devrez créer une variable qui indique le nombre de voitures qu’il y a dans la rue non prioritaire. Cette variable doit être modifiable dans la visualisation. Regarde la page 15 du manuel. 3. Ajoute les nouvelles modifications. On veut ajouter une nouvelle modification. On veut que la police soit capable de contrôler manuellement le carrefour. Pour faire ça, on peut mettre un bouton poussoir à chaque feu tricolore. Un des deux boutons s’utilise pour changer de mode manuel à automatique et vice versa. L’autre bouton est pour faire changer le feu tricolore quand on travaille en mode manuel. Les états rouge1/vert2 et vert1/rouge2, on les contrôlera avec le bouton, les autres états changeront automatiquement. 4. Ajoute les nouvelles modifications. TP 5 CARREFOUR AVEC FEUX TRICOLORES 64 Objectif : L’élève doit être capable de programmer en ST tous les blocs fonctionnels qu’on a apri. Concepts théoriques : Le ST est un autre langage très utilisé, et est le dernier qu’on va étudier. Ce langage est un texte structuré. Il faut connaître comment s’utilisent les blocs fonctionnels pour après apprendre à faire un petit programme. Regarde les pages 5 et 6 du manuel pour comprendre un peut comment fonctionne ce langage, et après de la page 9 jusqu’à la 14 pour voire comment introduire tous les blocs fonctionnels. Programme: On va commencer pour introduire les compteurs. Écrie le programme suivant qui est un CTD (count est une variable CTD). Le programme à gauche (ST) et à droite (CFC) est le même, il faut les comparer: count(CD:=entre1, LOAD:=load, PV:=numero); sortie1:= count.Q; valeur:= count.CV; Quand ça est fait, programme le CTU et le CTUD en ST. Maintenant on va programmer les temporisateurs. Écrie le programme suivant qui est un TP (temp est une variable TP). Le programme à gauche (ST) et à droite (CFC) est le même, il faut les comparer: TP 6 BLOCS FONCTIONNELS EN ST count 65 temp(IN := entre4, PT := T#5s) ; sortie4:=temp.Q; valeur4 :=temp.ET ; Quand ça est fait, programme le TON et le TOF en ST. Finalement on va programmer les générateurs d’impulsions. Écrie le programme suivant qui est un R_TRIG (imp est une variable R_TRIG). Le programme à gauche (ST) et à droite (CFC) est le même, il faut les comparer: imp(CLK:= VarBOOL1); sortie7:= imp.Q; Quand ça est fait, programme le F_TRIG en ST. temp imp 66 Objectif : L’élève doit être capable de faire un petit programme en langage ST. Concepts théoriques : Regarde le programme suivant pour comprendre comment fonctionne le langage ST. Il faut bien comprendre la fonction IF, parce qu’on la utilisera beaucoup. VAR Démarre, lampe: BOOL; Vitesse: INT; END_VAR IF démarre THEN Vitesse:= 100; Lampe: = TRUE; ELSE Vitesse:= 0; Lampe:= FALSE; END_IF D’abord on déclare les variables. On doit dire le nom et le type de la variable. Quand on finit chaque ligne on doit écrire «;». Après commence le programme. Ici le programme dit: Si (IF) la variable démarre est vraie (TRUE), après (THEN) la variable vitesse prend pour valeur (:=) 100 et la variable lampe prend pour valeur vraie (TRUE). Si la variable démarre n’est pas vraie (ELSE), la variable vitesse prend pour valeur 0 et la variable lampe est fausse (FALSE). Ce programme pourrait s’utiliser pour démarrer un moteur. Quand on veut le démarrer, on dit que la variable démarre est vraie, alors la vitesse doit être différente de zéro et il doit allumer une lampe pour voir que le moteur est démarré. Programme: Fait le dernier programme en ST et assure-toi que fonctionne comment on a expliqué. Une fois que ça est fait, il faut penser et réaliser un programme qui contrôle la porte d’un supermarché: Il y a un détecteur qui s’utilise pour connaître combien de personnes rentrent dans le supermarché chaque jour. Si le détecteur s’active la porte s’ouvre et reste ouverte pendant 5 seconds et après le détecteur se désactive. Utiliser un compteur et un temporisateur. TP 7 PORTE DE SUPERMARCHÉ EN ST 67 Objectif : L’élève doit être capable de contrôler un moteur pas à pas avec l’automate Wago Concepts théoriques : Les moteurs pas à pas sont des moteurs qui s’utilisent pour des installations où l’on a besoin d’un positionnement avec une grande exactitude et/ou une très bonne régulation de la vitesse. Le moteur pas à pas qu’on utilise est constitué par quatre bobines. Le numéro des bobines excitées et l’ordre qu’on suit pour exciter ces bobines déterminent comment se déplacera le moteur. Il y a trois séquences différentes pour mouvoir le moteur: TP 8 MOTEUR PAS À PAS Séquence de pas complet ou full step 68 On doit appeler les sorties de l’automate de la manière suivante: Bobine A moteur pas à pas: %QX2.0 Bobine B moteur pas à pas: %QX2.1 Bobine C moteur pas à pas: %QX2.2 Bobine D moteur pas à pas: %QX2.3 Programmation: 1.- Faits un programme en langage SFC qui contrôle un moteur pas à pas avec la séquence full-step. 2.- Comment on peut changer la vitesse du moteur? Essaye avec différentes vitesses (utilise une variable pour la vitesse qui te permet de changer sa valeur). 3.- Comment on peut changer le sens de rotation du moteur? Utilise une variable qui te dit le sens de rotation et fait que le programme ait la possibilité de faire tourner le moteur dans les deux sens possibles. 4.- Complète le programme en ajoutant la possibilité de faire la séquence half-step avec les possibilités de changement de vitesse et de sens de rotation. 5.- Faits une visualisation où l’on peut voir le sens de rotation, la séquence qu’on suit et la vitesse du moteur. 69 Objectif : L’élève doit être capable de faire un programme avec entrées et sorties externes à l’automate. Concepts théoriques: Pour faire cette pratique, on va utiliser les capteurs inductifs. Ils s’utilisent pour détecter quand est-ce qu’il y a un élément métallique proche de lui. Les capteurs se connectent à l’automate par les entrées digitales. Est une entrée parce que c’est une information que reçoit l’automate pour après agir en conséquence. On appellera les différentes entrées de la façon suivante: Détecteur à gauche moteur pas à pas : %IX2.0 Détecteur à demi moteur pas à pas : %IX2.1 Détecteur à droite moteur pas à pas : %IX2.2 Programme: 1.- Crée un programme qui fait que la « cinte » du moteur pas à pas se déplace entre le détecteur à gauche et celui à demi. C’est-à-dire, quand la « cinte » arrive au détecteur à gauche, le moteur change de sens de rotation et va au détecteur à demi ; et quand il y arrive change une autre fois de sens de rotation et se dirige au détecteur à gauche. Et comme ça jusqu’à ce qu’on arrête le programme. Utilise le programme que tu as fait dans la dernière pratique. TP 9 SÉQUENCE AVEC LE MOTEUR PAS A PAS Senseur inductive 70 Objectif : L’élève doit être capable de contrôler un moteur à courant continu avec l’automate Wago. Concepts théoriques : Pour contrôler la vitesse d’un moteur à courant continu on doit seulement changer la tension qu’on applique au moteur. On appliquera une tension de 0V jusqu’à 10V. Mais l’automate parle en points, alors on appliquera de 0 points (lorsque le moteur est arrêté) jusqu’à 32000 points (lorsque le moteur tourne à sa vitesse maximale). Pour changer le sens de rotation, on doit inverser la polarité de la tension appliquée à ses bornes. Pour faire ça avec l’automate on doit appliquer au moteur une tension négative, par exemple -7000 mV. On a ajouté une couronne, avec 6 composants métalliques, au rotor du moteur pour exciter un capteur. On appellera les différents éléments de la façon suivante: Tension appliquée au moteur CC: %QW0 Capteur moteur CC: %IX2.6 Programme: 1.- Faites un programme qui démarre le moteur CC à 8000 points et qui compte les fois où le capteur est excité par les composants métalliques de la couronne. Quand il a compté jusqu’à 6, faits que le moteur s’arrête pendant 5 secondes et après recommence à faire toute la séquence une autre fois. 2.- Complète le dernier programme en faisant que le moteur démarre à 8000 points. Quand il a compté jusqu’à 6 fois les composants métalliques de la couronne, faire que le moteur s’arrête 5 secondes, et après qu’il redémarre à 16000 points et compte jusqu’à 6 une autre fois. Après, il s’arrête 5 secondes et recommence la séquence une autre fois. TP 10 ACTIONNEMENT D’UN MOTEUR DE CC 71 Objectif : L’élève doit être capable de faire une séquence en utilisent le moteur pas à pas au même temps que le moteur de courant continu. Programme : 1.- La séquence à faire est la suivant : - Le moteur pas à pas se mouve jusqu’à le détecteur à gauche. - Le moteur pas à pas s’arrête. - Le moteur de CC se démarre à 20000 mV. - Le détecteur du moteur de CC détecte 6 fois les components métalliques de la couronne. - Le moteur de CC s’arrête. - Le moteur pas à pas se démarre avec le sentit de gire changé. - Le moteur pas à pas se mouve jusqu’à le détecteur à midi. - Le moteur pas à pas s’arrête. - Le moteur de CC se démarre à 20000 mV. - Le détecteur du moteur de CC détecte 6 fois les components métalliques de la couronne. - Le moteur de CC s’arrête. - Le moteur pas à pas se démarre avec le sentit de gire changé. - Le moteur pas à pas se mouve jusqu’à le détecteur à gauche. - La séquence commence une autre fois. TP 11 SÉQUENCE MOTEUR PAS À PAS ET MOTEUR DE COURANT CONTINU 72 Objectif : L’élève doit être capable de faire un programme ou il contrôle un moteur d’induction moyennant un variateur de fréquence à traverse de l’automate Wago Concepts théoriques : Le moteur électrique est une machine qui transforme l’énergie électrique du réseau en énergie mécanique. Le moteur est constitué par un stator et un rotor. Le principe de fonctionnement consiste que en donnant tension sur les enroulements du stator, se crée un champ magnétique qui croise les conducteurs du rotor et forme des forces électromotrices d’induction qui font tourner l’essieu du moteur. La vitesse d’un moteur asynchrone vient donnée par la suivant formule: Le glissement a une valeur fixe, égal que le nombre de paires de pôles. Comme ça, l’unique variable qui a la possibilité d’être changé facilement est la fréquence d’alimentation. Par cela, pour varier la vitesse d’un moteur asynchrone on doit varier sa fréquence d’alimentation. Pour varier la fréquence d’alimentation du moteur on doit ajouter un variateur de fréquence entre le réseau électrique et le moteur. La finalité de ce machine là est la de convertir l’énergie électrique de tension et fréquence constante en énergie électrique de tension et fréquence variables. n = vitesse du rotor f = fréquence d’alimentation p = nombre de paires de pôles s = glissement TP 12 MOTEUR D’INDUCTION p fs n ⋅ − =)1( 73 variables. Pour vérifier un projet on doit aller sur la barre d’icone et cliquer Si il y a quelque erreur apparaitra un message a la partie inferieur de l’é cra n. Décharge du programme dans l’automate Quand on a fait le programme et a vérifié qu’il n’y a pas d’erreurs on doit décharger le programme dans l’automate. Pour décharger le programme on doit cliquer d’abord sur et on verra que s’ouvre la suivante fenêtre Il faut choisir PC - >Automate et cliquer OK. Après s’ouvrira la suivante fenêtre où il faut cliquer OK. Après s’ouvrira la suivante fenêtre où il faut cliquer OK. Qu an d on a fait ça on doit cliquer sur et après sur . S’ouvrira une fenêtre où il faut cliquer Oui. 80 Quand on aura fait toute ça on pourra vérifier le fonctionnement du programme. Apelle des entrées et sorties Si vous regardez l’automate vous allez voire que c’est un automate modulaire. On a seulement un module de dans notre automate, qui est le module d’entrées et sorties digitales. Le module c’est divise en deux parties, la partie supérieur ou 1 pour les entrées et la partie inferieur ou 2 pour les sorties. C’est pour ça qu’on appellera les entrées comme %I1.a (ou a sera un numéro entre 0 et 15) et les sorties comme %Q2.b (ou b sera un numéro entre 0 et 11). La lettre I s’utilise pour les entrées et la lettre Q pour les sorties. On utilise aussi les positions de mémoire, on les peut utiliser comme entrée ou comme sortie, on le appelle %Ma (ou a c’est un numero). Module entrées Module sorties 81 Changement d’état des variables On peut changer l’état des variables avec le module de simulation d’entrées et sorties digitales ou avec une table d’animation. Le module de simulation perme changer l’état des entrées et visualiser l’état des sorties. Il y a 16 interrupteurs, chaque un a trois positions. Si on veut l’utiliser comme sortie il faut mettre l’interrupteur à gauche. Si on l’utilise comme entrée on peut mettre l’interrupteur en position central ou à droite, si on met en position central ça veut dire que la variable associé a ce interrupteur prendra état FALSE si on met a droite prendra l’état TRUE. Avec la table d’animation on peut changer l’état des positions de mémoire. Pour faire ça il faut cliquer le bouton droit de la sourie sur le dossier Tables d’animation qui se trouve dans le Navigateur Application. On choisira Créer et s’ouvrira la suivante fenêtre : 82 Objectif : L’élève doit apprendre la programmation des blocs fonctionnels en LD. Blocs fonctionnelles Les blocs fonctionnels sont petits programmes qu’inclues le PL7 PRO. Pour pouvoir les utiliser on doit cliquer sur configuration logicielle et fixer le numéro de blocs qu’on besoin. Normalement il y a 64 Timers et 0 Timers série7. Si on veut utiliser les Timers série7 il faut changer le nombre et mètre au moins 1, ça qu’il faut respecter c’est que entre Timers et Timers sèrie7 peut avoir 64 maximum. Pour ajuter un bloc fonctionnel en LD on doit cliquer sur. Apres de cliquer s’ouvre une fenêtre et on devra choisir quelle bloc fonctionnel on veut. Pour changer les paramètres des blocs fonctionnels on doit faire double clique dans le Navigateur Application sur FB prédéfinis et une fenêtre s’ouvrira. La fenêtre s’appelle Variables, et on doit cliquer sur un carré qu’il y a à coté du mot Paramètres. TP2 BLOCS FONCTIONNELS EN LD 83 Æ TIMER (TM) Le bloc Timer c’est un bloc fonctionnel qui peut travailler comme TON, TOF et TP. Quand on met un Timer dans un programme c’est un TON. Si on veut mettre un TOF ou un TP on doit changer ça dans la fenêtre Variable qu’on a vu avant. On peut changer aussi outres paramètres. On les représente avec le nom TMi, ou i c’est un numéro qui indique quel Timer on utilise. TON Le bloc fonctionnel a une entrée (IN) et une sortie (Q). MODE indique quel temporisateur on utilise. 84 TB indique en quelle échelle de temps on travaille. TM.P indique le temps de temporisation. TM.V incrément son valeur pendant on excite l’entrée. Si on active l’entrée, la sortie Q s’activera quand TM.V=TM.P Fait le suivant exemple TOF Le bloc fonctionnel a une entrée (IN) et une sortie (Q). MODE indique quel temporisateur on utilise. TB indique en quelle échelle de temps on travaille. TM.P indique le temps de temporisation. TM.V incrément son valeur quand on désexcite l’entrée. A l’exemple, si on désactive l’entrée la sortie reste activée jusque TM.V=TM.P Fait le suivant exemple : TP Le bloc fonctionnel a une entrée (IN) et une sortie (Q). MODE indique quel temporisateur on utilise. TB indique en quelle échelle de temps on travaille. TM.P indique le temps de temporisation. 85 TM.V incrément son valeur quand on excite l’entrée. A l’exemple, de que on active l’entrée, la sortie reste activé jusque TM.V=TM.P Fait le suivant exemple : SERIES 7 TIMER (T) On utilise les temporisateurs pour savoir le temps entre deux événements. On les représente avec le nom Ti, ou i c’est un numéro qui indique quel temporisateur on utilise. TB indique en quelle échelle de temps on travaille. T.P indique les unités de temps qu’on va conter. T.V décrémente son valeur jusque arrivé a 0. Les temporisateurs ont deux entrées et deux sorties. Pendant l’entrée E reste désactivé le temporisateur reste en l’état initial (Ti.V=Ti.P). Avec l’entrée E activée, l’entrée C contrôle l’évolution du temporisateur. Ça fonctionne come un chronomètre qu’on peut arrêter en désactivant C. La sortie D s’active quand le temporisateur a fini de conter (Ti.V=0) et la sortie R pendant le temporisateur est en train de compter. Fait le suivant exemple : 86 COUNTER On utilise le counter pour compter des événements. On les représente avec le nom Ci ou i c’est un numéro qui indique quel compteur on utilise. C.V c’est la valeur du compteur. Les compteurs ont 4 entrées et 3 sorties. Dès que l’entrée R reste activée la valeur du compteur (C.V) est 0. Dès que l’entrée S reste activée C.V=C.P. Chaque fois que l’entrée CU s’active la valeur de C.V s’incrémenta une unité. Chaque fois que l’entrée CD s’active la valeur de C.V décrémenta une unité. La sortie D s’active pendant que C.V=C.P. La sortie E s’active quand C.V passe de 0 à 9999. La sortie F s’active quand C.V passe de 9999 à 0. Fait le suivant exemple : 87 Objectif : L’élève doit être capable de connaître la différence entre entrés et sorties digitales et analogiques Matériel : un interrupteur, un bouton poussoir, une lampe de signalisation, une sonnerie et un capteur de fin de course avec roue. Concepts théoriques : Entré: introduction d’information dans l’automate. Sortie: donation d’ordres de l’automate vers quelque appareil. E/S Digital: information d’entré ou sortie booléenne, est à dire, a seulement deux valeurs possibles (vrai ou faux, oui ou non, 0 ou 1,…). Exemple : Bouton poussoir (ouvert ou fermé) E/S Analogique: information d’entré ou sortie avec diverses valeurs possibles. Plateforme des entrés et sorties digitales: ·Pivote à gauche: entré digitale ·Pivote au centre ou à droite: sortie digitale (0 ou 1 respectivement) ·Maximum de 12 sorties digitales Dans ce pratique, les entrés digitales ne s’utiliseront pas avec la plateforme, si no avec diverses appareils qu’on connectera à l’automate moyennant des câbles. Chaque câble a un numéro qui correspond au numéro d’entrée correspondant. TP 3 CONNECTION DES APPAREILS AU AUTOMATE 88 Entrés et sorties analogiques: On connectera la sortie et les entrés analogiques moyennant un connecteur qui se mette sur le composant du dernier dessine. Comme ça, on utilisera seulement la sortie 10 et les entrées 6 et 8. Il faut aussi connecter las sortie et l’entrée commune. Noms des entrés et des sorties: • Entrés digitales Æ %I1.num • Sorties digitales Æ %Q2.num • Entrés analogiques Æ %IW1.num • Sortie analogique Æ %QW1.10 • Position de mémoire Æ %Mnum Questions théoriques : Des appareils suivants, dit si il faut les connecter comme entré ou comme sortie, digital ou analogique: - Capteur fin de course: Entré digital - Capteur de proximité: Entré digital - Interrupteur: Entré digital - Bouton poussoir: Entré digital - Lampe de signalisation: Sortie digital - Moteur à courant continue (travaille à tension variable): Sortie analogique Sortie 10 Sorties communes Entré 3 Entré 5 Entré 7 Entré 9 NCP NCP NCP = Ne Connecter Pas NCP Entré 2 Entré 4 Entré 6 Entré 8 Entrés communes Sortie de référence de 10V 89 Chaque variateur a quelques paramètres qu’on peut varier pour avoir un fonctionnement correct avec chaque moteur. Tous les paramètres se fixent avec la console qu’il y a sur le variateur. Pour connaître quel paramètre il faut changer on doit consulter le manuel d’utilisation du variateur de fréquence. Chaque variateur a ses propres paramètres. Paramètres du moteur: La première chose à faire est fixer les paramètres du moteur dans le variateur: tension nominal, courant nominal, puissance, facteur de puissance (cos phi) et vitesse nominal. Paramètres du type de commande: On doit choisir entre commander le variateur en mode local (avec la console) ou le commander en mode distant. Si on utilise le mode distant on doit choisir si on veule travailler en mode 2 fils ou mode 3 fils. Paramètres de démarrage/arrête: On peut démarrer et arrêter le moteur de deux formes différentes: – En donnent ou en quittent toute la tension directement – En utilisent une rampe: augmenter ou diminuer petit à petit la tension qui va au moteur. Il faut fixer la durée de la rampe. Paramètres des sorties des relais: Les sorties de relais nos peuvent donner d’information sur le procès. On doit fixer quelle information est-ce qu’on veule connaître. Montage: Ne connectes jamais la courant jusqu’à le professeur a vérifié ton montage • Mette les paramètres du moteur dans le variateur • Essaye de démarrer le moteur en les deux sens de rotation en mode local (si est possible). Essaye différentes vitesses (5, 10, 20, 35 et 50Hz) • Essaye de démarrer le moteur en les deux sens de rotation en mode lointain. Essaye différentes vitesses (5, 10, 20, 35 et 50Hz). Fais en mode 2 et 3 fils UU tt Unom Unom Sense rampe Avec rampe 96 – 2 fils: connecte un potentiomètre au entré analogique et deux interrupteurs aux entrées digitales – 3 fils: connecte un potentiomètre au entré analogique et trois boutons poussoirs aux entrées digitales • Vous devez visualiser la fréquence pour l’écran de la console pour vérifier que la vitesse est la que vous voulez. Regardez aussi le courant. • Essaye de démarrer le moteur avec différentes rampes d’accélération (1s, 10s et 20s) et différentes vitesses (15 et 50Hz) en mode local et lointain. • Essaye d’arrêter le moteur avec différentes rampes de décélération (1s, 10s et 20s) et différentes vitesses (15 et 50Hz) en mode local et lointain. • Essaye de connecter la sortie du relais pour observer les différentes fonctions qu’elle peut faire. 97 Objectif : L’élève doit être capable de faire un petit programme pour contrôler un variateur de fréquence moyennant un automate. Matériel : Automate TSX MICRO, variateur de fréquence. Concepts théoriques : On connectera le variateur de fréquence au automate MICRO de la forme suivante: Sorties digitales: – Démarre/arrête – Sens de rotation Sortie analogique: – Vitesse ED 102 SD 103 ED 101 SD 104 SD 105 SD 106 SD 107 0V24V SA S COM EA E COM KA1 KA2 KA3 KA4 KA1 KA2 KA3 KA4 KA5 KA5 TP 2 CONTROL D’UN VARIATEUR DE FRÉQUENCE MOYENNANT UN AUTOMATE ( 1 ) 98 Il faut isoler électriquement l’automate du variateur de fréquence. On fait ça moyennant relais à 24V aux sorties digitales du automate. Isoler les sorties analogiques est beaucoup plus difficile et surtout plus chère, pour ce raison là, on isolera seulement les sorties digitales du automate. Montage: Ne connectes jamais la courant jusqu’à le professeur a vérifié ton montage Dessine un programme qui permit démarrer et arrêter le moteur ainsi que changer son sens de rotation et sa vitesse. La vitesse du moteur ne peut pas être plus petite que 0 ni plus grand que 10000. Rappel qu’il faut mettre les paramètres nécessaires sur le variateur de fréquence pour avoir un correct fonctionnement. 99 Objectif : L’élève doit être capable de faire un petit programme pour contrôler un variateur de fréquence moyennant un automate. Matériel : Automate TSX MICRO, variateur de fréquence. Concepts théoriques : On connectera le variateur de fréquence au automate MICRO de la forme suivante: Sorties digitales: – Démarre/arrête – Sens de rotation Sortie analogique: – Vitesse ED 102 SD 103 ED 101 SD 104 SD 105 SD 106 SD 107 0V24V SA S COM EA E COM KA1 KA2 KA3 KA4 KA1 KA2 KA3 KA4 KA5 KA5 TP 3 CONTROL D’UN VARIATEUR DE FRÉQUENCE MOYENNANT UN AUTOMATE (2) 100 Il faut isoler électriquement l’automate du variateur de fréquence. On fait ça moyennant relais à 24V aux sorties digitales du automate. Isoler les sorties analogiques est beaucoup plus difficile et surtout plus chère, pour ce raison là, on isolera seulement les sorties digitales du automate. Montage: Ne connectes jamais la courant jusqu’à le professeur a vérifié ton montage Dessine un programme qui démarre le moteur avec une rampe d’accélération et qui maintienne le moteur à sa maxime vitesse jusqu’à on l’arrête. Rappel qu’il faut mettre les paramètres nécessaires sur le variateur de fréquence pour avoir un correct fonctionnement. 101 Objectif : L’élève doit être capable de faire un petit programme pour contrôler un variateur de fréquence moyennant un automate. Matériel : Automate TSX MICRO, variateur de fréquence. Concepts théoriques : On connectera le variateur de fréquence au automate MICRO de la forme suivante: Sorties digitales: – Démarre/arrête – Sens de rotation Sortie analogique: – Vitesse ED 102 SD 103 ED 101 SD 104 SD 105 SD 106 SD 107 0V24V SA S COM EA E COM KA1 KA2 KA3 KA4 KA1 KA2 KA3 KA4 KA5 KA5 TP 4 CONTROL D’UN VARIATEUR DE FRÉQUENCE MOYENNANT UN AUTOMATE ( 3 ) 102 Il faut isoler électriquement l’automate du variateur de fréquence. On fait ça moyennant relais à 24V aux sorties digitales du automate. Isoler les sorties analogiques est beaucoup plus difficile et surtout plus chère, pour ce raison là, on isolera seulement les sorties digitales du automate. Montage: Ne connectes jamais la courant jusqu’à le professeur a vérifié ton montage Dessine un programme qui démarre le moteur avec une rampe d’accélération, quand le moteur arrive à sa maxime vitesse s’y maintienne pendant 10 secondes et après s’arrête moyennant une rampe de décélération. Rappel qu’il faut mettre les paramètres nécessaires sur le variateur de fréquence pour avoir un correct fonctionnement. 103 Objectif : L’élève doit être capable de faire un petit programme pour contrôler un variateur de fréquence moyennant un automate. Matériel : Automate TSX MICRO, variateur de fréquence. Concepts théoriques : On connectera le variateur de fréquence au automate MICRO de la forme suivante: Sorties digitales: – Démarre/arrête – Sens de rotation Sortie analogique: – Vitesse ED 102 SD 103 ED 101 SD 104 SD 105 SD 106 SD 107 0V24V SA S COM EA E COM KA1 KA2 KA3 KA4 KA1 KA2 KA3 KA4 KA5 KA5 TP 5 CONTROL D’UN VARIATEUR DE FRÉQUENCE MOYENNANT UN AUTOMATE ( 4 ) 104 Il faut isoler électriquement l’automate du variateur de fréquence. On fait ça moyennant relais à 24V aux sorties digitales du automate. Isoler les sorties analogiques est beaucoup plus difficile et surtout plus chère, pour ce raison là, on isolera seulement les sorties digitales du automate. Montage: Ne connectes jamais la courant jusqu’à le professeur a vérifié ton montage Dessine un programme qui fait la suivant séquence avec le variateur: – 10 secondes à maxime vitesse. – 7 secondes à une autre vitesse. – 7 seconds à une autre vitesse et en l’autre sens de rotation. – Commence la séquence une autre fois jusqu’à on arrête le moteur. Rappel qu’il faut mettre les paramètres nécessaires sur le variateur de fréquence pour avoir un correct fonctionnement. 105 GRAFCET (SFC) • Langage utilisé pour représenter séquences cycliques • Langage graphique basé sur l’évolution d’états • Formé par étapes et transitions • Fonctionnement: quand la transition est valide on évolue jusqu’à l’étape suivante • Chaque étape peut avoir des actions à réaliser GRAFCET (SFC) KM1 KM1 SB1 DFCO DFCF KM1 KM2 KM2 R S SB1 DFCO SB1 DFCF KM1 KM2 0 1 2 3 Étape initial Transition Action Étape : nouvelle étape avec sa transition : mettre des transitions en parallèle avec d’autres : mettre des transitions en parallèle, mais ici toutes les branches de la transition doivent s’accomplir pour changer d’état : pour faire un saut à une étape qui n’est pas la suivante dans le schéma : pour pouvoir ajouter une action à chaque étape LIBRAIRIES • Arbre de projet Æressources et double click sur gestionnaire de bibliothèqueÆinsérer Æautre bibliothèque ÆLibrariesÆIO_IPCÆIecsfc STRUCTURED (ST) • Langage similaire au langage de programmation des ordinateurs (C/C++…) • Utilisation de structures: IF…THEN/ELSE… WHILE… STRUCTURED (ST) IF SB2 THEN KM1:=TRUE; H1:=TRUE; END_IF IF SB1 THEN KM1:=FALSE; H1:=FALSE; END_IF 112 BLOCS FONCTIONELS nomR_TRIG(CLK:= VarBOOL1); VarBOOL2:= nomR_TRIG.Q;nomF_TRIG(CLK:= VarBOOL1); VarBOOL2:= nomF_TRIG.Q; R_TRIG F_TRIG TP TON nomTP(IN := VarBOOL1, PT := T#5s) ; VarBOOL2:=nomTP.Q; nomTON(IN :=VarBOOL1, PT := T#5s); VarBOOL2:= nomTON.Q; TOF nomTOF(IN:= VarBOOL1, PT:= T#5s); VarBOOL2:= nomTOF.Q; CTU CTD CTUD nomCTD(CD:=varBOOL1, LOAD:=varBOOL2, PV:=varINT1); varBOOL3:= nomCTD.Q; varINT2:= nomCTD.CV; nomCTUD(CU:= VarBOOL1, CU:= VarBOOL2, RESET:= VarBOO L LOAD:= VarBOOL4, PV:= VarINT1); VarBOOL5:= nomCTUD.QU; VarBOOL6:= nomCTUD.QD; VarINT2:= nomCTUD.CV; nomCTU(CU:= varBOOL1, RESET:= varBOOL2, PV:= varINT1) ; varBOOL3:= nomCTU.Q; varINT2:= nomCTU.CV; VISUALISATION • Changer la valeur des variables INT et REAL VISUALISATION 113 B.1.3. Sessió 3 114 L’AUTOMATE WAGO ET LE MOTEUR PAS A PAS AUTOMATE WAGO • Est un automate programmable avec le Codesys • Communiquant via Internet • Structure modulaire et amplifiable • Modules de E/S digitales, modules E/S analogiques MODULE ENTREES DIGITALES • 750-431 • 8 entrées à 24 V MODULE SORTIES DIGITALES • 750-530 • 8 sorties digitales 24 Vdc, 0,5 A • Protection contre les courts-circuits MODULE ENTREES ANALOGIQUES • 750-466 • 2 entrées analogiques • 4-20 mA • 12 bits résolution • Impédance d’entrée 220Ω MODULE SORTIES ANALOGIQUES • 750-550 • 2 sorties analogiques • Sorties de 0 à 10 V • Impédance minimale 5 kΩ • 12 bits résolution 115 PLATEFORME DE TRAVAIL • La plateforme est formée par: – Un moteur pas à pas – 3 détecteurs de proximité pour le moteur pas à pas – Un moteur à courant continu – Un détecteur de proximité pour le moteur à courant continu – Un moteur d’induction – Un variateur de fréquence NOMS DES ENTREES ET SORTIES • Entrés digitales: –%IX2.0: Détecteur à gauche moteur pas à pas –%IX2.2: Détecteur à midi moteur pas à pas –%IX2.4: Détecteur à droite moteur pas à pas –%IX2.6: Détecteur moteur à courant continu • Sorties digitales: –%QX2.0: Bobine A du moteur pas à pas –%QX2.1: Bobine B du moteur pas à pas –%QX2.2: Bobine C du moteur pas à pas –%QX2.3: Bobine D du moteur pas à pas –%QX2.4: Démarre moteur d’induction sens + –%QX2.5: Démarre moteur d’induction sens - • Entrés analogiques: –%IW0: Vitesse du moteur d’induction • Sorties analogiques: –%QW0: Référence vitesse du moteur à courant continu –%QW1: Référence vitesse du moteur d’induction LE MOTEUR PAS A PAS • Grande exactitude de positionnement • Très bonne régulation de la vitesse • Constitué par 4 bobines • En fonction de la manière dont on excite les bobines, le moteur tournera de différentes façons SEQUENCES DE MOUVEMENT (I) • Pas complet ou full step – 2 bobines excitées chaque fois – Avancement d’un pas chaque fois – Pas de fonctionnement grand Séquence de pas complet ou full step SEQUENCES DE MOUVEMENT (II) • Séquence Wave drive – Une bobine excitée chaque fois – Avancement d’un pas chaque fois – Fonctionnement plus doux, mais le pas est plus petit Séquence wave drive SEQUENCES DE MOUVEMENT (III) • Demi pas ou half step – Avancement de demi pas chaque fois – Meilleur contrôle de position du moteur – Excitation de deux et une bobine, alternativement Séquence demi pas ou half step 116 CONNEXION DU MOTEUR PAS A PAS AU WAGO Circuit de résistances limiteur de courant Module de sorties digitales 750-530 CONNEXION DES DETECTEURS AU WAGO Module d’entrées digitales 750-431 PRATIQUE 1 • Faites un programme en langage SFC qui contrôle un moteur pas à pas avec la séquence full-step. • SAUVEGARDER LE PROGRAMME PRATIQUE 1 Chaque étape doit contrôler l’excitation des deux bobines correspondantes, en utilisant les actions associées. Le moteur doit démarrer quand une variable qui s’appelle «démarre» est vrai. Pour passer d’une étape à la suivante, les bobines doivent être actionnées, par exemple 1 seconde. Pour faire ça on doit écrire à la transition le nom de l’étape + .t > t#1s. Exemple: PRATIQUE 2 • Créer un programme qui fait que la ruban du moteur pas à pas se déplace entre le détecteur à gauche et le détecteur à demi. C’est-à-dire, quand la ruban arrive au détecteur à gauche, le moteur change de sens de rotation et va au détecteur à demi; et quand il y arrive change une autre fois de sens de rotation et se dirige au détecteur à gauche. Utiliser le programme fait dans la dernière pratique. PRATIQUE 2 Pour faire fonctionner le moteur pas à pas, utiliser le programme de la dernière pratique, mais le programme doit s’appeler «pasapas». Après, on doit créer un nouveau programme en langage ST, qui s’appelle PLC_PRG, en allant à gauche et en haut de l’écran où il y a écrit «modules» et cliquer avec le bouton droit de la souris et choisir «insérer objet». Ici on contrôlera quand est-ce que le moteur doit s’arrêter et quand il doit changer de sens de rotation. 117 PRATIQUE 3 • Comment on peut changer la vitesse du moteur? Essayer avec différentes vitesses (utiliser une variable pour la vitesse qui permet de changer sa valeur). PRATIQUE 4 • Comment on peut changer le sens de rotation du moteur? Utiliser une variable qui indique le sens de rotation et fait que le programme a la possibilité de tourner dans les deux sens possibles. PRATIQUE 5 • Compléter le programme en ajoutant la possibilité de faire la séquence half-step avec les possibilités de changement de vitesse et de sens de rotation. PRATIQUE 6 • Compléter le programme en ajoutant la possibilité d’utiliser le moteur pas à pas en mode automatique ou manuel. PRATIQUE 7 • Faire une visualisation où on peut voir le sens de rotation, la séquence qu’on suit et la vitesse du moteur. 118 B.1.4. Sessió 4 119 LE MOTEUR A COURANT CONTINU LE MOTEUR A COURANT CONTINU • Pour actionner un moteur à CC on doit appliquer une tension entre ses bornes • Ne peuvent pas se positionner dans une position spécifique • Pour contrôler la vitesse d’un moteur il faut changer la tension qu’on lui applique entre ses bornes • Pour changer le sens de rotation on doit inverser la polarité de la tension appliquée entre ses bornes CONNEXION DU MOTEUR A CC AU WAGO 12V 0V 12V 0V 0V Module de sorties analogiques 750-550 Circuit électronique On doit mettre un circuit électronique entre le moteur CC et l’automate qui amplifie la valeur du courant de sortie de l’automate, parce que celui-là est trop petit pour faire fonctionner le moteur. Pour ça on doit aussi alimenter extérieurement le circuit à 12 V PRATIQUE 1 • Faire un programme qui démarre le moteur CC à 10000mV et qui compte les fois où le capteur s’excite pour les composants métalliques de la couronne. Quand il a compté jusqu’à 6, faire que le moteur s’arrête pendant 5 secondes et après commence à faire toute la séquence une autre fois. PRATIQUE 2 • Faire un programme en langage ST qui démarre le moteur CC à 10000mV et qui, quand la couronne a fait un tour, fait le suivant à 20000mV et après à 30000mV et commence une autre fois. PRATIQUE 3 • Compléter le dernier programme en faisant que le moteur démarre à 10000 mV. Quand il a compté jusqu’à 6 fois les composants métalliques de la couronne faire que le moteur s’arrête 5 secondes, et que après il redémarre à 20000 mV et compte jusqu’à 6 une autre fois. Après s’arrête 5 secondes et recommence la séquence une autre fois 120 B.1.5. Sessió 5 121 B.2.2. Sessió 2 128 PARAM PARAMÈ ÈTRES TRES PARTIE DE PUISSANCE • Entrée d’alimentation (triphasé ou monophasé): U1, V1, W1 • Sortie puissance d’alimentation triphasé du moteur: U2, V2, W2 PARTIE DE COMMANDE • Entrées et sorties analogiques • Entrées et sorties digitales • Sorties des relais ENTRÉE DE PARAMÈTRES • Tous les paramètres se fixent avec la console qu’il y a sur le variateur • Chaque variateur a ses propres paramètres PARAMETRES DU MOTEUR La première chose à faire est fixer les paramètres du moteur dans le variateur: – Tension nominal – Courant nominal –Puissance – Facteur de puissance (cos phi) – Vitesse nominal EXEMPLE (ABB ACS 400) 129 TYPE DE COMMANDE • On doit choisir entre commander le variateur en mode local (avec la console) ou le commander en mode lointain. • Si mode lointain ÆChoisir le type de commande: – 2 fils – 3 fils EXEMPLE (Telemecanique Altivar 11) DEMARRAGE/ARRETE • On peut démarrer et arrêter le moteur de deux formes différentes: – En donnent ou en quittent toute la tension directement – En utilisent une rampe: augmenter ou diminuer petit à petit la tension qui va au moteur • On doit fixer la durée de la rampe EXEMPLE (Bonfiglioli Vectron) SORTIES DE RELAIS • Les sorties de relais nos peuvent donner d’information sur le procès. On doit fixer quelle information on veule connaître. EXEMPLE (Fuji Frenic 5000) 130 B.2.3. Sessió 3 131 PRATIQUE PARAM PRATIQUE PARAMÈ ÈTRES TRES TYPE DE COMMANDE • Mette les paramètres du moteur dans le variateur • Essaye de démarrer le moteur en les deux sens de rotation en mode local (si est possible). Essaye différentes vitesses (5, 10, 20, 35 et 50Hz) • Essaye de démarrer le moteur en les deux sens de rotation en mode lointain. Essaye différentes vitesses (5, 10, 20, 35 et 50Hz). Fais en mode 2 et 3 fils – 2 fils: connecte un potentiomètre au entré analogique et deux interrupteurs aux entrées digitales – 3 fils: connecte un potentiomètre au entré analogique et trois boutons poussoirs aux entrées digitales • Vous devez visualiser la fréquence pour l’écran de la console pour vérifier que la vitesse c’est la que vous voulez. Regardez aussi le courant. RAMPES ACC/DEC • Essaye de démarrer le moteur avec différentes rampes d’accélération (1s, 10s et 20s) et différentes vitesses (15 et 50Hz) en mode local et lointain • Essaye d’arrêter le moteur avec différentes rampes de décélération (1s, 10s et 20s) et différentes vitesses (15 et 50Hz) en mode local et lointain SORTIES DE RELAIS • Essaye de connecter la sortie du relais pour observer les différentes fonctions qu’elle peut faire 132 B.2.4. Sessió 4 133 AUTOMATES ET AUTOMATES ET VARIATEURS DE VARIATEURS DE FREQUENCE FREQUENCE OBJECTIVES DE LA AUTOMATISATION • Elimination de travaux dangereuses • Elimination de travaux manuels – Meilleur précision – Permit faire travaux impossibles de faire manuellement • Meilleur qualité du produit • Diminution de la pression de travaille • Diminution de coûts • Réaliser une gestion précise DEFINITION D’AUTOMATE PROGRAMABLE • Est un ordinateur pensé tant en hardware comme en software pour l’automatisation industrielle. • Est un appareille électronique qui substitue les circuits auxiliaires des systèmes automatiques. ELEMENTS D’UN PROCES Eléments de sortie d’information Operateur Eléments d’entré d’ordres Automate Actionneurs Processus Eléments d’entré d’information ELEMENTS D’ENTRÉ ET SORTIE • Entré d’ordres – Digitales (Binaires) • Bouton poussoirs, interrupteurs… – Analogiques (Numériques) •Clavier… • Sortie d’information – Digitales (Binaires) • Lampes de signalisation, sirènes… – Analogiques (Numériques) • Display 7 segments, écrans LCD… ACTIONNEURS ET PREACTIONNEURS • Actionneurs: – Moteurs, cylindres pneumatiques,… • Preactionneurs: – Contacteurs, variateurs de fréquence,… 134 UTILISATION DE L’AUTOMATE • On utilisera l’automate TSX Micro Modicon de Telemecanique • Pour contrôler l’automate on utilisera un ordinateur avec le programme PL7 PRO CARACTERISTIQUES DU AUTOMATE • Entrés et sorties digitales • Entrés et sorties analogiques PLATEFORME D’ENTRÉS ET SORTIES DIGITALES • Pivote à gauche: entré digitale • Pivote au centre ou à droite: sortie digitale (0 ou 1 respectivement) • Maximum de 12 sorties digitales • On connecte la plateforme avec le variateur moyennant les connecteurs situés en bas ENTRÉS ET SORTIES ANALOGIQUES Sortie 10 Sorties communes Entré 3 Entré 5 Entré 7 Entré 9 NCP NCP NCP = Ne Connecter Pas NCP Entré 2 Entré 4 Entré 6 Entré 8 Entrés communes Sortie de référence de 10V CONNEXION DU VARIATEUR AU AUTOMATE • Sorties digitales: – Démarre/arrête – Sens de rotation • Sortie analogique: – Vitesse SCHÉMA DE CONNEXION ED 102 SD 103 ED 101 AUTOMATE TSX MICRO VARIATEUR ABB SD 104 SD 105 SD 106 SD 107 0V24V SA S COM EA E COM AGND AGND DCOM2 DCOM1 SCR EA1 AGND +10V EA2 SA2 24V ED1 ED2 ED3 ED4 ED5 RO1C RO1A RO1B RO2C RO2A RO2B KA1 KA2 KA3 KA4 KA1 KA2 KA3 KA4 KA5 KA5 135 UTILISATION DU PL7 PRO • Appuyer sur l’icône • Apparaîtra la fenêtre suivant: • On y doit sélectionner le même qu’il y a sélectionné sur le dernier dessine CONFIGURATION MATERIELLE • On doit cliquer 2 fois sur configuration matérielle. S’ouvrira une fenêtre ou on doit sélectionner TSX DMZ 28 DTK COMMENCER LE PROGRAMME • On doit cliquer 2 fois sur Programme Æ tâche mast Æmain. Sur la nouvelle fenêtre on doit choisir langage LD LANGAGE LD • Représentation graphique d’expressions booléens en combinant contacts (conditions) et bobines (résultats) de manière similaire à un diagramme de contacts électriques • Eléments: contacteurs et bobines • Permet l’activation de blocs fonctionnelles NOMS DES ENTRÉS ET SORTIES • Entrés digitales %I3.num • Sorties digitales %Q4.num • Entrés analogiques %IW1.num • Sortie analogique %QW1.10 FONCTIONES PRINCIPALES •Ça s’utilise comme un contact NO d’un bouton poussoir •Ça s’utilise comme un contact NC d’un bouton poussoir •Ça fonctionne comme la bobine d’un relais où contacteur •Ça fonctionne comme la négation de la bobine d’un relais où contacteur •Ça s’utilise pour comparer deux variables entre elles •Ça s’utilise pour insérer un bloc fonctionnel •Ça s’utilise pour faire une opération avec quelque variable 136 EXEMPLE • Automatisme pour une porte automatique KM1 KM1 SB1 DFCO DFCF KM1 KM2 KM2 R S SB1 bouton poussoir DFCO détecteur fi de cours ouverture DFCF détecteur fi de cours fermeture K1 contacteur ouvrir K2 contacteur fermer EXEMPLE SB1 KM1 DFCO KM2 KM1 SB1 DFCF KM1 KM2 KM1 KM1 SB1 DFCO DFCF KM1 KM2 KM2 R S BLOCS FONCTIONNELS • Configuration logicielle: – On doit fixer le numéro de blocs qu’on a besoin. Double click sur configuration logicielle On doit mettre quelque Time séries 7. La configuration sur le dessine est bonne BLOCS FONCTIONNELS •Séries 7 timer: On peut considérer le temps entre deux événements. On les appellera %Ti (ou i est un numéro entier) TB est l’unité de temps T.V est l’évolution du temporisateur T.P est le numéro d’unités de temps qu’il doit conter. • Counter: S’utilise pour conter événements. On les appellera %Ci (ou i est un numéro entier) CP est un valeur présélectionné SÉRIES 7 TIMER • TB est l’unité de temps • T.V est l’évolution du temporisateur • Position initiale: T.V=T.P • Pour le faire fonctionner on doit activer l’entré E • L’entré C contrôle l’évolution du temporisateur (fonctionne comme un chronomètre) • En désactivant C on arrête le chronomètre • En activant C on le re-démarre pour continuer ou on l’avait arrêté • La sortie D s’active quand le temporisateur est fini de conter (T.V=0) • La sortie R s’active pendant le temporisateur est en train de conter COUNTER • C.V est l’évolution du conteur • C.P est la présélection • Entré R activé Æle conteur reste à 0 (C.V=0) • Entré S activé Æle conteur reste à la présélection (C.V=C.P) • Chaque fois que l’entré CU s’active, C.V s’incrémente en une unité • Chaque fois que l’entré CD s’active, C.V se décrémente en une unité • La sortie D s’active pendant que C.V=C.P • La sortie E s’active quand le conter décrémente un zéro (passe de 0 à 9999) • La sortie F s’active quand le conteur incrémente un 9999 (passe de 9999 à 0) 137 ANNEX D: ARXIUS DE SUPORT TEÒRIC D.1. SECURITE Il y a deux formes de contact entre la tension et le corps. Le contact direct et l’indirect : Contact direct: quand on touche directement une des phases L’intensité que circule à traverse du corps est 220/Rc où Rc est la résistance qu’offre le corps Contact indirect : quand on touche la carcasse de quelque appareil électrique qui a eu une fuite. L’intensité que circule à traverse du corps est plus petit ici que dans le contact directe parce que ici il y a d’abord la résistance interne de la machine qui diminue la tension de UL = 380 V A B C Uc = 220 V Rc A B C Rc Ic UL = 380 V UL = 380 V Ri RT Uc Rc A B C A B C Ri RT Rc ID Ic ID UL = 380 V 144 contact. Après il y à aussi la résistance du terre qui absorbé part de la intensité qui passerait à traverse du corps. La résistance qu’offre le corps à la tension est variable selon la tension qu’il y a, et dépends de si la peau est mouillée ou non. Sur la table suivant on peut voire les différents valeurs que ce résistance peut prendre: TENSION ETAT DE LA PEA U Sèche Humide Mouillé Immergé 25V 5000 Ω 2500 Ω 1000 Ω 500 Ω 50V 4000 Ω 2000 Ω 875 Ω 440 Ω 250V 1400 Ω 1000 Ω 650 Ω 325Ω A moins de résistance, plus d’intensité passera à travers du corps. On doit faire attention à l’intensité qui passe à travers du corps et du temps qu’on y est exposé. Sur la table suivant on peut voire les différents damages qu’on peut souffrir avec différents tipes de contact: Effets de l’intensité sur le corps humain De 1 à 3 mA On perçoit une petite démangeaison sans danger À partir de 5 mA Un contact prolongé peut provoquer mouvements brusques sur les personnes À partir de 8 mA Contraction musculaire et possibilité d’être accroché sur les points de contact qui sont en tension Sur les 25 mA Un contact de plus de 2 minutes peut provoquer asphyxie Entre 30 et 50 mA Si la courant passe à travers du coeur peut provoquer la mort si l’accidenté n’est pas attendu médicalement rapidement Entre 2 et 3 A Arrête respiratoire, inconscience et appaireront marques visibles Sur les 3 A Graves brûlures et possible mort 145 Quand on doit arranger quelque appareil qui est connecté à la tension on doit suivre, par ordre, les suivants 5 normes de sécurité: 1.- Couper tous les fonts de tension 2.- Bloquer les appareils utilisés pour couper les fonts de tension 3.- Assurer qu’il n’y a pas de tension en mesurant avec un voltmètre 146 4.- Connecter à terre et en court-circuit 5.- Signaler la zone de travail Aussi, on doit suivre quelques conseils: - On ne doit travailler jamais en tension Risque d’électrocution Risque de court-circuit - Le scotch adhésif ne peut substituer jamais le scotch isolant. - Ne peler pas les câbles avec le feu ou avec les dents. - Surveiller la puissance maxime qu’on peut connecter sur chaque multiprise. - Désenrouler le câble des allongeurs. - Ne débrancher jamais en tirant du câble - Les prises ne sont pas interrupteurs, ne branche ni débranche pas pour démarrer ou arrêter quelque chose. - Ne laisse jamais des câbles libres ni quand on fait l’installation ni surtout quand on fait la vérification. 147 - Connecte la tension après d’avoir fait une vérification visuel de qu’il n’y a pas de câbles libres et de que personne est en train de toucher le montage. - On doit démonter dès la source d’alimentation jusqu’aux éléments. - Si on a utilisé des condensateurs, rappeler de les décharger et vérifier qu’ils sont sans tension. Rappel-toi que quand on travaille avec tensions de 220V et plus grands, une petite erreur peut être fatal. 148 D.2. L’automatisation OBJECTIFS • Elimination de travaux dangereux • Elimination de travaux manuels – Meilleure précision – Permet de faire des travaux impossibles à faire manuellement • Meilleure qualité du produit • Diminution de la pression de travail • Diminution des coûts • Réaliser une gestion précise DEFINITION D’AUTOMATE PROGRAMMABLE • Est un ordinateur pensé tant en hardware comme en software pour l’automatisation industrielle. • Est un appareil électronique qui substitue les circuits auxiliaires des systèmes automatiques. ELEMENTS D’UN PROCES INDUSTRIEL 149 Eléments d’entrée et sortie • Entrée d’ordres – Binaires • Boutons poussoirs, interrupteurs… – Numériques • Clavier… • Sortie d’information – Binaires • Lampes de signalisation, sirènes… – Numériques • Display 7 segments, écrans LCD… Actionneurs et preactionneurs • Actionneurs: – Moteurs, cylindres pneumatiques… • Préactionneurs: – Contacteurs, variateurs de fréquence… Eléments de sortie d’information Opérateur Eléments d’entrée d’ordres Automate Actionneurs Processus Eléments d’entrée d’information 150 Entrée d’information • Détecteurs et capteurs – Binaires – Numériques – Analogiques Entré: introduction d’information dans l’automate. Sortie: donation d’ordres de l’automate vers quelque appareil. E/S Digital: information d’entré ou sortie booléenne, est à dire, a seulement deux valeurs possibles (vrai ou faux, oui ou non, 0 ou 1,…). Exemple : Bouton poussoir (ouvert ou fermé) E/S Analogique: information d’entré ou sortie avec diverses valeurs possibles. Exemple: potentiomètre BLOCS FONCTIONNELS Compteurs: CTU: CU, RESET et Q sont variables de type BOOL. PV et CV sont variables de type INT. Dès que CU devienne TRUE, CV incrémente son valeur en une unité. Quand le valeur de CV est égal ou plus grand que le valeur de PV, la sortie Q devienne TRUE. Pour mettre le compteur à zéro, il faut mettre RESET à TRUE et une autre fois à FALSE CTD: 151 CD, LOAD et Q sont variables de type BOOL. PV et CV sont variables de type INT. Le fonctionnement est le même, mais le compteur en lieu d’incrementer une unité, commence au valeur de PV et decremente une unité chaque fois que CD devienne TRUE. Quand le valeur de CV arrive à zéro, la sortie Q devienne TRUE. Temporisateurs: TP: IN et Q sont variables de type BOOL. PT et ET sont variables de type TIME. Dès que IN devienne TRUE, Q devienne TRUE pendant le temps qu’on a fixé à PT. Quand ET a le même valeur que PT, Q devienne FALSE. TON: IN et Q sont variables de type BOOL. PT et ET sont variables de type TIME. Dès que IN devienne TRUE, Q s’attend à FALSE pendant le temps fixé à PT. Quand le valeur de ET est le même que le de PT, Q devienne TRUE. TOF: IN et Q sont variables de type BOOL. PT et ET sont variables de type TIME. Dès que IN devienne TRUE, Q devienne TRUE. Quand IN 152 devienne FALSE, Q reste TRUE pendant le temps fixé à PT. Quand le valeur de ET est le même que le de PT, Q devienne FALSE. Générateurs d’impulsions: R_TRIG: CLK et Q sont des variables de type BOOL. Dès que CLK devienne TRUE, Q passe à TRUE et immédiatement après à FALSE. F_TRIG: CLK et Q sont des variables de type BOOL. Dès que CLK devienne TRUE, Q reste à FALSE. Quand CLK passe à FALSE, Q passe à TRUE et immédiatement après à FALSE. LANGAGES Diagramme de contacts (LD) • Représentation graphique d’expressions booléennes en combinant contacts (conditions) et bobines (résultats) de manière similaire à un diagramme de contacts électriques. • Eléments: contacteurs et bobines. • Permet l’activation de blocs fonctionnels. Exemple: automatisme pour une porte automatique SB1 bouton poussoir DFCO détecteur fin de course ouverture DFCF détecteur fin de course fermeture KM1 contacteur ouvrir KM2 contacteur fermer 153