Chaine de remplissage de bouteilles par convoyeur

Chaine de remplissage de bouteilles par convoyeur circulaire / Réseau Profinet

IUT Châteauroux \ Département GEII \ GEII2 \ Page 1

Chaine de remplissage de bouteilles par convoyeur circulaire (exemple : lait,jus de fruits…)

Dans une entreprise de remplissage de bouteilles, les commandes sont reçues par internet et la chaîne de remplissage réalise les produits pour les clients. Pour faciliter le remplissage, un convoyeur circulaire fait circuler des plateaux devant 4 postes comme le montre la figure suivante :

L’opérateur dispose d’un bouton poussoir « mise en marche du convoyeur », d’un bouton poussoir « arrêt du convoyeur », d’un bouton poussoir « arrêt d’urgent » provoquant l’arrêt du convoyeur. La description des postes est la suivante :

- poste 1 : chargement/ déchargement : • chargement de la bouteille • déchargement de la bouteille

- poste 2 : remplissage de la bouteille - poste 3 : mise en place du bouchon - poste 4 : contrôle et étiquetage RQS :

o L’API de la chaîne d’assemblage ne gère que le convoyeur circulaire et le poste de sertissage.

o Les autres postes possèdent leurs propres API. o Un bloqueur par poste stoppe le plateau. o Les tapis peuvent continués de fonctionner même si les plateaux sont

immobilisés. L’automatisation est assurée par un A.P.I 315F-2DP/PN de la société Siemens. Un réseau Profinet permet de raccorder les différents éléments (capteurs, électrovannes,contacteur...) grâce à des adresses IP.

1 Enoncé du problème 1.1 Etat au repos

L’état du système de la chaîne d’assemblage au repos est défini comme suit : ! Les moteurs sont à arrêtés ; ! Les bloqueurs des postes sont fermés.

Armoire électrique

6 tapis 6 moteurs

Rail de guidage

Rouleaux

Poste 1

Poste 2 Poste 3

Poste 4 plateau



1.2 Descriptif fonctionnel L’opération de convoyage de la chaîne d’assemblage comporte les étapes suivantes pour gérer

simultanément les 4 plateaux dans leurs postes respectifs : ! Appui sur un BP marche pour lancer le cycle ; ! Plateau au poste 1 détecté par un détecteur inductif ; ! Attente 3s pour effectuer le chargement/déchargement ;

o simultanément ! Plateau au poste 2 détecté par un détecteur inductif ; ! Attente 3s pour effectuer le remplissage;

o simultanément ! Plateau au poste 3 détecté par un détecteur inductif ; ! Attente 3s pour effectuer la mise en place du bouchon;

o simultatnément ! Plateau au poste 4 détecté par un détecteur inductif ; ! Attente 3s pour effectuer le contrôle et l’étiquetage;

! La Mise en service des tapis est réalisé une fois les tâches de chaques postes

terminées ;

1.3 Programmation

1.3.1 Introduction Un processus d’automatisation est constitué de différentes tâches. On se propose de structurer le système de tri en zones fonctionnelles et en tâches individuelles. Le tableau ci-dessous permet d’identifier plusieurs zones :

Zone fonctionnelle Equipement associé 6 Moteurs tapis

Moteur + réducteur+bande

Bloqueurs

Electrovanne V1 monostable Electrovanne V2 monostable Electrovanne V3 monostable Electrovanne V4 monostable

Vérin sertissage Electrovanne V5 bistable

1.3.2 Programme Le logiciel de programmation STEP7 permet de structurer votre programme, c'est-à-dire de le subdiviser en différentes parties autonomes. Il faut donc utiliser plusieurs types de modules : les modules d’organisation (OB), de programmes (FB), fonctionnels (FC), de pas de séquences (SB), de données (DB). Les blocs (FC) servent à subdiviser le programme en parties fonctionnelles et/ou orientées vers le « process ». Les blocs de données (DB) contiennent des données variables, textes, valeurs de temporisations ou de comptage, résultats de calculs, etc et sont accessibles et actualisables à tout moment. Ils sont composés de mot de 16 bits (DW) dans lesquels on peut lire et écrire des données.



Les modules d’organisation (OB) sont, comme leur nom l’indique, utilisées pour l’organisation interne du programme et forment ainsi un moyen puissant et essentiel pour la programmation structurée. Ils servent par exemple au déroulement cyclique du programme principal, à l’exécution de programmes d’interruption par des fonctions d’alarmes ou de temps, ou par des fonctions diagnostics internes autant du point de vue hardware que software du système complet. On retiendra principalement l’OB1 qui est examiné à chaque cycle automate. C’est donc à partir de ce bloc que l’on fera les appels aux différents blocs de programme. L’OB100 et l’OB101 sont uniquement appelés aux démarrages (respectivement à chaud et à froid). On appellera donc les blocs traitant les initialisations. Les blocs fonctionnels (FB) sont librement paramétrables spécialement conçus pour la standardisation de fonctions complexes et revenant souvent.

1.3.3 Architecture des programmes en Step7

1.3.4 Transposition d’un Grafcet en Step 7

On utilise un mot qui prendra la valeur de l’étape en fonction de l’évolution du grafcet. Exemple :

0

1

Motconv_marche



1.3.5 Méthode employée On utilisera la structure suivante pour le programme : ! OB1 : autorisation de FC1, FC2, FC3, FC4 et FC5 ; ! FC1 : grafcet principal ; ! FC2 : gestion des tapis ; ! FC3 : gestion des bloqueurs ; ! FC4 : gestion du vérin de sertissage ; ! FC5 : gestion des temporisations (temporisation type S_EVERZ); Le bloc OB1, étant le bloc d’organisation appelé à chaque cycle automate, il devra alors contenir tous les FCs et FBs utilisés pour qu’ils soient traités. Le bloc FC1 traduira l’évolution du grafcet, il retranscrira toutes les transitions du grafcet. Le mot MW20 à MW23 (« mot grafcet ») prendra donc la valeur de l’étape active, et évoluera en fonction de sa valeur actuelle et des réceptivités. Ensuite, chaque action sera placée dans le bloc FC correspondant et sera conditionnée par la valeur du mot grafcet.

2 Travail demandé 2.1 Réaliser le grafcet d’un point de vue des spécifications fonctionnelles. 2.2 Traduire le grafcet dans le bloc FC1 selon la méthode décrite paragraphe 1.3.4) après avoir

récupéré le programme de 1ére GEII. 2.3 Compléter ensuite les autres FCs et enfin l’OB1. 2.4 Appuyer sur le bouton « mise sous tension » de la maquette. Tester le programme avec la

fonction visualisation. 2.5 Tester le programme avec la table des variables. 3 Travail supplémentaire On désire maintenant intégrer au fonctionnement principal, une marche de préparation F2 et une marche de clôture F3 afin que le système soit opérationnel. Marche de préparation F2:

Le système en fin de journée est vide de ses bouteilles, donc le matin quand la journée recommence, l’opérateur doit effectuer une marche de préparation avant de passer en marche normale, car les postes non plus de bouteilles sur leurs plateaux. Il faut donc recharger chaque plateau avant de faire un fonctionnement simultané.

Marche de clôture F3: En fin de journée, l’opérateur est obligé de vider la machine car les bouteilles ne peuvent pas rester sur la chaine.



Pour effectuer ce travail vous devez donc réaliser un grafcet de mode de marche et d’arrêt que vous aurez préalablement établi à partir d’une feuille de Gemma 3.1 Réaliser les grafcets d’un point de vue des spécifications fonctionnelles pour la marche de

clôture , la marche de préparation et de GEMMA. 3.2 Traduire les grafcets dans les blocs FC6 et FC7 selon la méthode décrite paragraphe 1.3.4). 3.2 Traduire le grafcet GEMMA dans le bloc FC11 selon la méthode décrite paragraphe 1.3.4). 3.3 Compléter ensuite les autres FCs et enfin l’OB1. 3.4 Appuyer sur le bouton « mise sous tension » de la maquette. Tester le programme avec la

fonction visualisation. 3.5 Tester le programme avec la table des variables.

4 Annexes

Table des mnémoniques

Mnémonique Opérande Type de données

Commentaire

bit de temporisation M 0.0 BOOL bit commun pour tous les postes BP_marche E 2.0 BOOL BP_init E2.2 BOOL capteur1 E 2.1 BOOL presence_piece_poste1 capteur2 E 2.3 BOOL presence_piece_poste2 capteur3 E 2.5 BOOL presence_piece_poste3 capteur4 E 2.7 BOOL presence_piece_poste4 EV1 A 9.2 BOOL electrovanne_Poste_chargement/dechargement EV2 A 10.0 BOOL electrovanne_Poste2 assemblage EV3 A 11.0 BOOL electrovanne_Poste_poinçonnage EV4 A 11.1 BOOL electrovanne_Poste_controle Poinçon descente A 9.3 BOOL Verin_poste_poinçonnage Poinçon montée A 10.2 BOOL Verin_poste_poinçonnage Tapis1 A 3.0 BOOL moteur_tapis1 Tapis2 A 4.0 BOOL moteur_tapis2 Tapis3 A 5.0 BOOL moteur_tapis3 Tapis4 A 6.0 BOOL moteur_tapis4 Tapis5 A 7.0 BOOL moteur_tapis5 Tapis6 A 8.0 BOOL moteur_tapis6 grafcet principal FC 1 FC 1 gestion des tapis FC 2 FC 2 gestion des bloqueurs FC 3 FC 3 gestion des bloqueurs gestion du poinçon FC 4 FC 4 gestion temporisations FC 5 FC 5 temporisation poste T 1 TIMER temporisation pour chaques postes



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