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Le cahier des charges ci-dessous est relatif à l'automatisation à l'aide de vérins pneumatiques d'une machine de recette pour puits de mine d'apès un cahier des charges de la Société LECQ (Douai)
Les vérins sont pilotés par des distributeurs à commande électrique, ces commandes étant élaborées par un dispositif programmé : automate programmable. Les notations relatives à ces organes seront les suivantes :
Suivant les applications, il peut se faire que l'on n'utilise pas de capteurs de fin de course ou que l'on n'en utilise qu'un seul.
Outre ces vérins à double effet, on dispose pour des raisons de sécurité de vérins à rappel par ressort pilotés par des distributeurs eux aussi rappelés par un ressort de sorte que le vérin revienne de lui-même en position de repos lors de la disparition de la commande ou en cas de manque d'air moteur. Il n'y a qu'une seule commande pour ce type de vérins: c'est une commande de sortie (respectivement de rentrée) si la position de repos est tige rentée (respectivement tige sortie). Sur les vérins à deux positions, par contre, il n'est nullement obligatoire de maintenir les commandes car le distributeur réalise une mémorisation de l'ordre envoyé.
La recette d'un puits de mine comporte deux parties fonctionnant de façon symétrique, l'une au fond représentée document I et l'autre à la surface ("au jour"). Elle est destinée à remonter les wagonnets ("berlines") pleins de charbon et à faire l'échange avec les berlines vides. Les deux cages d'ascenseur ont un fonctionnement alternatif inversé : lorsque la cage Sud est au fond, la cage Nord est au jour et réciproquement. Pour optimiser le rendement de l'installation, il faut donc assurer une bonne synchronisation des actions au fond et au jour pour réduire les temps morts. L'unité d'encagement-décagement étant une rame de trois berlines, des systèmes d'accumulation sont chargés de composer ces rames en regroupant les berlines trois par trois.
Suivons au fond de la mine le parcours d'une berline pleine. Elle arrive par gravité des galeries d'extraction et se trouve tout d'abord ralentie par serrage entre deux mâchoires de frein (F8) pendant un temps prédéfini de façon à arriver avec une vitesse convenable sur la chaîne releveuse. En outre, ce frein F8 sert à espacer les berlines arrivant trop groupées pour obtenir un freinage constant au niveau du frein statique (F10) et éviter des chocs trop violents pouvant causer des déraillements. La chaîne releveuse a pour rôle de remonter les berlines sur le plan incliné afin qu'elles repartent par gravité vers le rebrousseur. Cette chaîne fonctionne continuellement sauf en cas de saturation du système d'engagement. Pendant sa redescente, la berline est tout d'abord ralentie par le frein F6 qui, en cas de bourrage en aval, peut également l'immobiliser. Par l'action combinée des freins F5 et F69 on est en mesure d'envoyer vers le rebrousseur une suite de berlines réguliàrement espacées. A l'entrée du rebrousseur, un taquet d'arrêt de sécurité (T5) coordonné aux freins F5 et F6 commande l'alimentation des voies d'encagement. La berline libérée par le taquet T5 arrive sur le rebrousseur qui la renvoie vers l'aiguillage d'encagement Nord-Sud. Les deux voies étant identiques, nous suivrons par exemple la voie Sud. On y trouve d'abord deux freins (F4 et F2) qui servent à ralentir les berlines ou à les retenir en cas de saturation puis un taquet d'arrêt avant ravanceur (T4).
Ce taquet sert à composer une rame de trois berlines qui, une fois préparée, se retrouve arrêtée par te taquet d'arrêt avant puits (T2). Lorsque la cage se trouve au bon niveau, que les barrières sont ouvertes et les ponts mobiles abaissés, la rame peut être libérée. Entrainée par le ravanceur elle pénètre dans la cage en poussant la rame de trois berlines vides, arrivée de la surface, vers l'évacuation qui se fait par gravité et nécessite donc un système de freinage (F7 et F9).
Ce sont des freins à action automatique. Ils se trouvent normalement au repos en position serrée car les vérins V9et V8 qui les commandent sont à rappel par ressort et à échappement rapide. L'action sur la pédale PF9, (respectivement PF8) entraîne par la commande RV9 (respectivement RV8) l'ouverture des mâchoires du frein correspondant après une temporisation t9 (respectivement t8). La berline est donc freinée pendant un temps t9 (respectivement t8) puis libérée, ce qui l'amène à une vitesse convenable.
Elle a pour rôle de pousser une ou plusieurs berlines en direction du rebrousseur à inertie. Les berlines viennent perdre leur vitesse sur le frein statique (F10) après avoir été libérées par le frein F8. La chaîne qui fonctionne lorsque la commande CR est appliquée vient, à chaque passage de son pousseur, entraîner les berlines présentes. Une pédale de bourrage PBCR est située en haut de la rampe : si cette pédale est abaissée pendant un temps supérieur au temps normal de passage tp d'une berline sur cette pédale, cela signifie qu'il y a bourrage et la chaîne releveuse s'arrête. La remise en route de la chaîne releveuse se fait automatiquement dès la libération de la pédale PBCR.
Une berline arrive dans le premier frein F6 actionné par le vérin V6, Ce vérin est à double effet mais un système de ressort permet, en l'absence de commande, de le maintenir dans une position intermédiaire correspondant à un ralentissement. L'action sur la pédale d'occupation du frein PF6 provoque le serrage des mâchoires qui se fait en maintenant la commande SV6 sur le vérin. Le desserrage se fera à l'issue d'un délai t6 en maintenant la commande RV6 à condition toutefois que le frein F5 soit libre.
Lorsque les berlines sont suffisamment espacées, le serrage de F6 s'effectue de la même façon, sur la berline suivante. Lorsque les berlines se suivent à se toucher, l'action de la première sur PF6 provoque le serrage du frein, sur elle-même. A l'issue du délai t6 et si F5 est libre, le frein F6 se desserre. Cette première berline, libérée, passe ensuite sur la pédale P4, située juste derrière le frein F6t provoquant ainsi le serrage du frein F6 sur la suivante qui ne sera libérée à son tour que si le frein F5 est libre et si la temporisation t6 est écoulée. Le frein F5 est d'une technologie identique au frein F6. Son serrage est commandé dès qu'une berline actionne la pédale PF5. Son desserrage se fait à l'issue d'une temporisation t5 s'il manque des berlines sur les voies d'encagement ou si aucune berline n'est arrêtée par le taquet d'arrêt avant rebrousseur T5.
L'effacement de ce taquet est commandé pour alimenter les voies d'encagement. Il aura lieu si :
- une berline est présente devant le taquet;
- le frein F4 ou le frein F3 sont libres;
- l'aiguillage est bien positionné côté Sud (contact V 29S) ou côté Nord (contact V 29R);
- ET à condition qu'il n'y ait pas déjà une berline engagée sur le rebrousseur. .
Il est à noter que s'il y a une berline arrêtée par le taquet T5 et une autre retenue dans le frein F5f l'effacement du taquet et le desserrage de frein sont simultanés. Le retour du taquet en position sortie est obtenu par l'action de la berline éclusée sur la pédale P6 située immédiatement à l'aval du taquet. Le vérin V10 de commande du taquet étant à rappel par ressort, il suffit pour cela de supprimer la commande SV10.
Le positionnement de l'aiguillage, commandé par le vérin V29, se fait de façon à assurer en premier lieu l a formation de la rame de trois berlines à utiliser au prochain encagement; puis, si cela est fait, à assurer de même celle de l'encagement de l'autre voie. Lorsque les deux rames sont constituées, le remplissage des voies se fait de façon à obtenir le même nombre de berlines en attente sur chaque voie. En. cas d'égalité, priorité est donnée à la voie qui doit faire l'encagement suivant.
Les deux côtés Nord et Sud étant identiques, les descriptions contenues dans les 6 à 10 porteront essentiellement sur le côté Sud.
Les berlines descendant du rebrousseur arrivent dans un premier frein F4 maintenu en position intermédiaire (les freins F4 et F2 sont identiques comme technologie aux freins F5 et F6), L'action de la berline sur la pédale d'occupation du frein PF4 provoque son serrage. Le desserrage ne se fera qu'à l'issue de la temporisation t4 pour autant que le frein F2 soit libre. Si le frein F2 est encore occupé à cet instant, le desserrage de F4 ne se fera qu'après la libération de F2, le frein F4 pouvant alors se resserrer sur la berline suivante.
Le frein F2 fonctionne comme F4 et son desserrage s'effectue à l'issue d'un délai t2 pourvu qu'il n'y ait pas de berline arrêtée par le taquet avant encageur T4. S'il y a une berline en attente devant T4, le desserrage de F2 ne pourra se faire qu'après libération de cette dernière et si la temporisation t2 est écoulée.
L'effacement de ce taquet d'arrêt T4, commandé par l'ordre SV12 appliqué au vérin V12 à rappel par ressort ne se produit que:
Le taquet T4 se refermera dès que la berline aura quitté la pédale correspondante.
La mise en marche avant du ravanceur est soumise aux mêmes conditions que l'effacement du taquet avant puits T2 avec en plus un contrôle de la position, effacée de ce taquet. Au départ, le frein du ravanceur est serrét le système d'entraînement commandé par le moteur M32 (ordre de marche avant CAM32, de marche arrière CRM32) se trouve dans une position où le contact M32R est fermé.
Pour effectuer la mise en marche., il faut donc desserrer le frein (commande RV16) et commander la marche avant jusqu'à ce que l'on atteigne le contact de fin de course M32S qui provoquera le retour en marche arrière jusqu'au contact M32R puis le serrage du frein contrôlé par le vérin V16 à rappel par ressort.
L'effacement de ce taquet obtenu par la commande SV14 ne peut se produire que si les conditions suivantes sont réalisées :
Le relevage du taquet T2 se fera par l'arrivée du ravanceur en fin de course avant.
Lorsque la cage est présente (CPS pour la cage Sud, CPN pour la cage Nord) les barrières s'ouvrent et restent ouvertes pendant toute la durée de l'encagement. Elles sont actionnées par les vérins à double effet V18 et V20. Lorsque les barrières sont ouvertes, les ponts mobiles d'encagement et de décagement peuvent être abaissés (vérins à double effet V22 et V24) après avoir été le verrouillage pont levé (vérins à double effet V26 et V28). Une fois l'opération de décagement-encagement terminée (passage à 1 de M32S), les ponts seront relevés puis verrouillés dès que l'on atteindra respectivement les contacts V22S et V24S. Les barrières seront alors fermées et il sera possible, une fois les barrières fermées (contacts V18S et V20S) de lancer la remontée de la cage (ordre MO). On peut noter que si l'ordre MO correspond effectivement à la montée de la cage Sud, il fait descendre la cage Nord.
Réciproquement un ordre DE fera, monter la cage Nord et descendre la cage Sud.
Les berlines arrivent après décagement dans le frein F7. L'action des berlines sur la pédale PF7 provoque le serrage du frein. Le desserrage se fait après une temporisation t7. Si le frein F7 est occupé lors de l'arrivée d'une cage contenant une nouvelle rame de berlines vides, le décagement ne pourra s'effectuer avant que la pédale PF7 ne soit libérée.
La voie Nord travaille de façon strictement identique,
"Au jour" a un système analogue permet le retour des berlines vides.
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