IUP GSI première année

Session de janvier 1997

Epreuve d'automatisme

Durée 1h30, documents manuscrits (cours-td) et polycopiés DISTRIBUES EN COURS autorisés, aucun autre document n'est autorisé

Nous allons étudier un palettiseur de sacs d'engrais.

Données techniques :

sacs d'engrais : masse 50 kg, dimension 0,4*0,6*0,15 (m)
palettes (en bois) : 1*1,2*0,15 (m)
production : 700 à 900 sacs/heure
puissance électrique disponible : 18 kW
puissance pneumatique : 7 bars, 300 l/mn

Description globale :

On décompose le système en deux parties : la gestion des palettes et la gestion des sacs.

Sous Système A

Gestion des palettes (Annexes 1 et 2)

Le palettiseur possède un magasin d'entrée de palettes vides (7).

S'il reste plus d'une palette vide (donc au moins deux), la fourche du magasin recule, va en position haute (correspond à la deuxième palette de la pile), avance, lève les palettes (sauf celle du bas).
S'il n'en reste qu'une la fourche ne fait que reculer.

Puis les rouleaux moteurs tournent (l'ascenseur est considéré en position basse), faisant sortir la palette pleine initialement sur l'ascenseur, et déposant la palette vide sur l'ascenseur.

Puis, simultanément, on remplit la palette (description plus loin : B) et on gère le magasin de palettes vides :

S'il reste des palettes on descend la fourche,
S'il n'en reste pas on recule, descend et attend la mise en place d'une nouvelle pile de palettes vides (capteur de présence "ppv" plus bouton poussoir de validation "bpv"), puis on monte la fourche, l'avance, la redescend.

Sous Système B

Gestion des sacs (Annexes 2 et 3) :

On amène un sac en faisant avancer le conformateur (qui applatit le sac). Quand le sac est arrivé sur le tapis, devant l'orientateur, soit on le tourne de 90°, soit on le laisse tel quel. Puis on l'avance devant le rateau (qui est en position arrière). Qand une rangée complète est prete (2 sacs en long ou 3 en large), le rateau pousse cette rangée sur la "fausse palette".

Quand deux rangées sont disposées sur la fausse palette (donc 5 sacs), le rateau étant encore avancé, le presseur comprime la couche de 5 sacs afin de parfaire leur position. Puis la fausse palette recule (elle passe sous le tapis, le rateau est toujours avancé), ce qui place la couche sur la palette (et sur les couches déjà présentes), la palette ayant été bien évidement corectement positionnée. On considère la palette comme pleine lorqu'elle comporte 4, 6 ou 8 couches, d'après l'indication donnée par le pupitre de commande (on peut supposer que l'on utilise un interrupteur à trois positions).

Le Grafcet donné en annexe 4 sert de Grafcet de coordination (maître). Il déclenchera des "sous-Grafcets" esclaves lorsque la macro-étape (notée Mxx) est active. Un Grafcet d'initialisation spécifique s'occupe de la mise automatique en état initial.

Question 1

Ecrire le Grafcet correspondant à la macro-étape M10, qui débute comme indiqué ci-contre :

Remarque : vous définirez les conditions initiales qui vous semblent les plus judicieuses, c'est le Grafcet d'initialisation qui se débrouillera pour les obtenir. Vous choisirez également tous les capteurs nécessaires.

Question 2

Ecrire le Grafcet correspondant à la macro-étape M50

Question 3

Ecrire le Grafcet correspondant à la macro-étape M70

Carte Chance : Pour les questions précédentes, on ne s'est occupé que du sous-système A. Si ce n'est pas cela que vous avez fait, c'est que vous ne prenez pas le temps de lire tout le sujet, et que vous foncez à tête baisée. Dans ce cas, retournez à la case départ (ne recevez pas 20 000 F).

Question 4

Le sous-système B doit placer correctement les sacs. On peut remarquer que la détermination de la position finale d'un sac arrivant est périodique (de période 10) : tous les 10 sacs (2 couches) on refait la même chose. C'est la raison pour laquelle on n'a prévu que des nombres pairs de couches. On désire traiter le problème à l'aide de composants séquentiels et combinatoires. On dispose d'un compteur d'impulsion possédant deux entrées : RST qui met le compteur à zéro (sera commandé par le Grafcet d'initialisation), C : le compteur est incrémenté (on ajoute 1) à chaque impulsion (front montant) sur C (une impulsion est envoyée à chaque nouveau sac arrivant, vous ne vous en occupez pas). Le compteur comporte 4 sorties N3, N2, N1, N0 qui donnent en binaire la valeur actuelle du compteur. Le compteur est "décimal", c'est à dire qu'après 10 il repasse automatiquement à 1. Votre mission consiste (que vous l'acceptiez ou non) à concevoir un composant combinatoire, à l'aide de portes (ET, OU, NOT, XOR, NAND, NOR...), ayant en entrée les 4 sorties du compteur, en sortie indique :

si le sac actuel doit être mis en long (L=1) ou en large (L=0),
si c'est la première rangée (R=1) ou la seconde (R=0),
si l'on est sur une couche paire (P=1) ou impaire (P=0).

a) pour vous aider j'ai déjà rempli ce tableau :

Ni	L	R	P
1	1	1	0
2	1	1	0
3	0	0	0
4	0	0	0
5	0	0	0
6	0	1	1
7	0	1	1
8	0	1	1
9	1	0	1
10	1	0	1

b) calculez les équations des sorties (le plus simple possible)

c) donnez le schéma.

Barème prévu : 6, 5, 2, 7 (information n'ayant aucun caractère contractuel)

ANNEXES

Annexe 1 : vue générale du paletiseur (ou meilleure définition : 228k)
Annexe 2 : principales actions et positions (ou meilleure définition : 250k)
Annexe 3 : regroupement des sacs (ou meilleure définition : 194k)
Annexe 4 : Grafcet de coordination des tâches

REMARQUE IMPORTANTE (pour ceux qui accèdent à ce document via Internet) : ces documents annexes ne sont pas de moi, mais sont extraits d'un sujet de CAPET, et sont donc également disponibles dans les rapports de concours publiés par le CNDP. Par contre les questions n'ont rien à voir avec le niveau demandé aux concours.

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Patrick TRAU, ULP - IPST, 25/11/97