DEBITEUSE GRANITAIRE - christophe.jaunay.free.frchristophe.jaunay.free.fr/IMG/Projets techniques/Debiteu… · Web viewL'absence d'eau en cours d'utilisation entraîne un forçage

Lycée M. M. FOURCADEGardanne

MINI PROJET n°2Débiteuse granitière

MINI PROJET n°2 :

DEBITEUSEGRANITIÈRE

Découpe de bloc de granit

B. P. & B. V. B.T.S 1 ère année

Page 1 / 10



1 – MISE EN SITUATION :La débiteuse granitière est une machine utilisée dans les exploitations de carrière. Elle reçoit des

blocs de granit, buts d'extraction, et permet par sciage d'obtenir la production de plaques de granit qui, après polissage et découpage, seront destinées à réaliser, parmi d'autres utilisations, des dallages de sols.

2 – QUELQUES PHOTOGRAPHIES DU SYSTÈME RÉEL :

3 – DESCRIPTION DE L'INSTALLATION :B. P. & B. V. B.T.S 1 ère année

Page 2 / 10

LA DÉBITEUSE GRANITIERE

Porte bloc

Poutre

Chariot porte disque

Disque

GA

AR

MODR

DEAV

Injection d’eau



L'installation comprend :

Un chariot porte disque se déplaçant dans le sens transversal (GA / DR). C'est ce déplacement qui donne l'avance de l'outil lors de la coupe. Il est réalisé par l’association d'un variateur de vitesse et d'un moteur asynchrone noté MC (Moteur du Chariot), avec moto réducteur et crémaillère. La coupe se fait toujours de gauche à droite en petite vitesse pour des raisons de sens de découpe et afin d’obtenir une coupure nette des plaques, le retour pour chaque passe se fera en grande vitesse.

Le disque de découpe est entraîné en rotation aussi par un moteur asynchrone à démarrage direct noté MD (Moteur de Disque).

Une poutre supportant le chariot porte disque, se déplaçant dans le sens vertical (MO / DE). Ce déplacement définit, après chaque avance de chariot, la profondeur de passe. Ce mouvement est assuré par un moteur asynchrone à cage noté MP (Moteur de Poutre) avec deux sens de rotation.

Une table porte bloc sur laquelle est fixée la pierre à découper, se déplaçant longitudinalement (AV / AR). Ce déplacement définît l’épaisseur de la plaque de pierre à découper (hors étude).

Pendant la phase de découpe une injection d’eau est réalisée par l’ouverture d’une électrovanne (EVA) afin de refroidir la lame.

Le sciage s'opère comme sur le schéma du haut de la page 4 par un mouvement de va et vient du porte disque. Jusqu'au moment où la poutre atteint la position basse (contrôlée en automatique par un codeur de position de type incrémental). Les impulsions envoyées par le codeur seront simulées par un bouton poussoir IMP CODE appartenant à un boîtier de simulation déjà câblé et dont le schéma de câblage et de bornier vous seront distribués.

4 – FONCTIONNEMENT :A ) Position de référence :

Avant tout lancement d’un cycle automatique, la machine doit être dans la position suivante :

Poutre en fin de course haut (FcH). Porte scie en fin de course gauche (FcG).

Si ce n’est pas le cas elle devra être positionnée ainsi par commande manuelle :

Le cycle ne pourra commencer que si la machine est dans cette position et que si il existe une pression d'eau (EAU) de lubrification.

La pression d'eau sera simulée par un commutateur 2 positions.

L'absence d'eau en cours d'utilisation entraîne un forçage aux étapes initiales de tout les grafcet et une montée du disque suivi d’un retour à gauche.

Il y aura principalement trois types de fonctionnement, une marche manuelle (Commutateur en position manu et BP Dcy puis système manoeuvrable à l’aide de 2 commutateur à 3 positions et un BP pour le disque), une marche de production automatique (Commutateur en position auto et BP Dcy) et une marche test consistant en une réinitialisation du système suivie d’une passe et retour au point de départ (Commutateur en position manu et BP marche test).

B ) Description du cycle de découpe de la pierre :

Les flèches indiquent les déplacements du disque par rapport au bloc de granit.


Page 3 / 10

EVA

FcH

FcG



Coupe en PV

Retour en GVFcH

FcG FcD

FcB

10 impulsions entre chaque

passe

Disque

BLOCDE

G R A N I T

C ) Marche automatique :

Ce mode de fonctionnement réalise la découpe automatique d'une dalle de granit en continu.

L'action sur le bouton poussoir départ de cycle (Dcy), le respect des conditions initiales (FcH et FcG)., ainsi que la présence d’un bloc sous la scie (hors étude) autorise le début du cycle automatique.

Description du cycle automatique :

Démarrage de la scie

Après un temps de 5 s, départ de la phase de découpe :

Descente de la poutre de la profondeur de coupe (10 cm soit 10 impulsions du codeur).

Réalisation d’une passe de coupe en lubrifiant la scie (déplacement en PV = 700 tr / min) jusqu’au fin de course droit.

Retour en grande vitesse (GV = 1200 tr / min) jusqu’au fin de course gauche.

Recommencer les phases de coupe jusqu’en position basse (1 m).

Un capteur de sur-course de sécurité (FcB) évitera que la scie puisse descendre trop bas et coupe le porte bloc (normalement jamais atteint puisque situé à 1.05 m).

Si ce capteur est atteint il y a un forçage aux étapes initiales de tout les grafcet et une montée du disque suivi d’un retour à gauche.

D ) Marche manuelle :

L’opérateur doit pouvoir piloter les différents actionneurs du système par l’intermédiaire d’un bouton poussoir pour la scie ( ) et de 2 commutateur à 3 positions pour le chariot et la poutre ( ).B. P. & B. V. B.T.S 1 ère année

Page 4 / 10



Il utilisera ces organes de commandes dans les cas suivants :

Lors de la mise en position initiale du système après un arrêt intempestif ou à la première mise en place d’une pierre.

Lors du réglage de la profondeur de coupe avant de découper un nouveau type de pierre. Les mouvements se feront alors en petite vitesse.

Cette marche manuelle sera contrôlée par l’API (commutateur 2 positions Auto / Manu) et intègrera les sécurités indispensables. Si l'action sur le BP de la scie excède 3 secondes l'action est inopérante.

5 – ARRÊT DE SURETE :Si l’opérateur actionne 2 coups de poing d’arrêt d’urgence (AU) où si il y a un défaut de

lubrification tout les mouvements s’arrêtent immédiatement quelque soit le cycle effectué.La gestion de l’arrêt d’urgence sera gérée par un module de sécurité de type PREVENTA XPSAC512.N contact préventa informera l’API d l’état des arrêts d’urgence.

6 – LIMITE DE L'ETUDE :L’avance de la pierre (AV / AR), déterminant l’épaisseur de la dalle, n’est pas traitée.

De plus, l’électrovanne EVA ne sera pas présente sur la réalisation envisagée et sera remplacée par un voyant bleu.

Un voyant orange informe de la marche automatique et un voyant vert informe de la marche manuelle.

Enfin, le système réel possède plusieurs arrêts d’urgence, mais la réalisation à atelier n’en possèdera qu’un. De plus sur le système réel l’arrêt de la scie est contrôlé par un freinage électrique, mais dans notre étude il s’effectuera en roue libre, ensuite le codeur sera simulé par un bouton poussoir (IMP) qui permettra d’envoyer des impulsions à l’automate.

NB chaque phase de coupe correspondra à 10 impulsions

7 – Matériel spécifique à mettre en œuvre : En tête d’installation on retrouvera un sectionneur associé à un disjoncteur ainsi qu’un répartiteur modulaire.L’API utilisé sera de la gamme TSX37.Module Préventa XPCAC512Comme dans le premier mini projet l’armoire sera équipée d’une colonne lumineuse (feu blanc présence tension & feu vert système sous tension).Le boîtier de simulation déjà câblé se terminant par un connecteur et comprenant le BP « impulsion codeur », un arrêt d’urgence et 2 commutateurs simulant les capteurs droit ; gauche, haut et bas vous sera présenté en cours de projet


Page 5 / 10



7 – CARACTERISTIQUE REELLE DE L'INSTALLATION : MOTEUR DE DEPLACEMENT DU CHARIOT MC :

CONSTRUCTEUR : LEROY SOMMERTYPE : LSFMV3 100LG4PUISSANCE : 2.2 kWFREQUENCE : 50 Hz / 60 HzVITESSE : 1500 tr/min / 1800 tr/minALIMENTATION : 230V / 400VINTENSITE : 10.7 A / 6.2 A

MOTEUR DE DEPLACEMENT DE LA POUTRE MP :

CONSTRUCTEUR : LEROY SOMMERPUISSANCE : 1 kWVITESSE : 1500 tr/minALIMENTATION : 230V / 400V à démarrage direct

MOTEUR DE DEPLACEMENT DU DISQUE MD :

CONSTRUCTEUR : LEROY SOMMERPUISSANCE : 7,5 kWVITESSE : 1000 tr/minALIMENTATION : 400V à démarrage direct

AUTOMATE :

TELEMECANIQUE TSX MICRO (à définir par le professeur).

VARIATEUR DE VITESSE :

ALTIVAR 28, ou ALSPA VNTA ou ATV18 (à définir par le professeur).


Page 6 / 10

RÉPARTITION DES TACHES



8 – TRAVAIL DEMANDE : L’objectif de ce projet est double

8.1 - Gestion de projet : Un point essentiel de ce projet est la planification et le suivi de ce projet. On vous demande : - dans un premier temps, de planifier à l’aide d’openworkbench ce projet (sur 11 semaines). Ce travail

concerne l’ensemble de l’équipe.

- dans un second temps, de piloter le déroulement de ce projet lors de chaque séance. Pour cela, un étudiant sera chargé du pilotage chaque semaine (planning à faire):

oIl devra au préalable, avoir reçu les consignes (bilan, avancement des travaux, suivi…) du responsable de la semaine précédente,

oCompléter la fiche de suivi journalier (qui sera rendue au professeur). Chaque étudiant sera pilote pendant 2 semaines.

oSuivre l’avancement des autres membres du groupe oPrévoir les approvisionnements nécessaires,oActualiser le planning réalisé sous openworkbenchoTransmettre les consignes au responsable suivant

Remarque : Une évaluation individuelle (notée) de cette activité sera effectuée.


Page 7 / 10

ordre Macro tâches n° Tâche

Achats affectation des ressources (humaines)Documentation affectation des ressources matériellesEtude développement affecter les plages de charger de travauxPré étude Analyse du CDCRéalisation Approvisionnement

CablagesChoix de la solution retenueclassification des tâchesConception des schémaconstitution du rapport de projetCouleurs et section des conducteurDéfinir les structuresDescription des solutions possiblesDimentionnement des composantsEssais de reception des nouveaux matérielsFaire les devis définitifsLancement de l'étude développementMise en serviceNormes NFC 15 100 schéma électriquesnotice de réception des nouveaux matérielspowerpoint sur le module de sécuritépowerpoint sur le paramétrage du variateurProgrammationrapport de dépannagerapport de mise en serviceréalisation des programmes et paramètragesRéaliser le listing des composantsrédaction des étudesrédaction pré étude



8.2 – Activité de projet : Partie technique L’un des 2 étudiants du groupe «puissance» doit réaliser un power point sur la SECURITE MACHINE et

l’un des 2 étudiants du groupe «commande» doit réaliser un power point sur la VARIATION DE VITESSE D’UN MOTEUR ASYNCHRONE.

Dans les deux cas le début du power point sera distribué avec une série de questions auxquelles il faudra répondre en recherchant sur internet. Le power point doit permettre à celui qui l’a réaliser de former un exécutant.

8.21 - Câblage de la partie puissance et paramétrage du variateur :

Le moteur MD sera câblé sur la maquette en 4mm², MP et MC le seront en 1,5mm².

Définir la structure : Faire sur une feuille le schéma de puissance unifilaire de la partie étudiée (M1, M2, M4 et les différentes alimentations

La commande sera en 24 V ~. Elle devra disposer d’un système de marche / arrêt par BP, d’un arrêt d’urgence et d’un voyant vert de mise sous tension (colonne lumineuse).

Etudier la documentation du variateur pour savoir comment réaliser la marche en PV / GV.

Rechercher le matériel à installer dans l’armoire (sectionneur porte fusible + fusibles, contacteur, relais thermique, disjoncteur….) et établir un bon de commande du matériel avec le logiciel Exel.

Justifier par des calculs le choix de tout le matériel. Donner les réglages des protections. Donner les réglages de tous les paramètres nécessaires à la configuration du variateur.

Faire le schéma à l’échelle d’implantation du matériel sur la platine de câblage.

Réalisation du schéma de puissance à l’aide du logiciel Trace Elec Pro. Le schéma doit préciser les repères, les bornes, les désignations, …Le schéma du préventa sera sur un folio distinct, ainsi que le schéma du moteur du chariot.

Réunion avec le groupe « commande » pour discuter du nombre de sortie de l’A.P.I. à utiliser pour la commande du variateur.

Réaliser le câblage de toute la partie puissance (moteurs, l’automate et le transformateur 230 / 24 V~ en respectant les règles et les normes en vigueur (couleur et section des conducteurs, repérage).

Fin du câblage et mise sous tension pour le début des tests de la partie puissance.

Mise en service de l’armoire et essai de l’ensemble.

Réalisation du rapport et d’une mini présentation avec le logiciel Power point en vue d’une soutenance orale (10 min à l’oral + 10 min de question).


Page 8 / 10

Binôme 1



8.22 - Câblage de la partie commande, de l’automate et recherche des grafcet :

Etablir le tableau des affectation des entrées / sorties de l’automate.

Définir la structure : le schéma unifilaire des l’alimentations de l’automate et le schéma de câblage des différentes entrées (en respectant les couleurs des conducteurs).

Rechercher des différents GRAFCET répondant au cahier des charges. Les GRAFCET peuvent être rédigés sur AUTOMGEN ou trace elecpro pour la partie dossier, et seront programmés sous PL7 micro.

Vous devez synchroniser 4 GRAFCET : - Le GRAFCET maître- Le GRAFCET du cycle automatique- Le GRAFCET de marche manuelle- Le GRAFCET de sûreté

Rechercher le matériel à installer sur la porte et l’armoire et établir un bon de commande du matériel sous la forme d’un tableau avec le logiciel Exel.

Faire le schéma à l’échelle d’implantation du matériel sur la porte de l’armoire.

Implanter le matériel sur la porte et câbler les entrées en respectant les couleurs des conducteurs. Tout ce qui vient de la porte doit passer par un bornier .

Réunion avec le groupe « puissance » pour discuter du nombre de sortie de l’A.P.I. à utiliser pour la commande du variateur.

Implanter les 3 GRAFCET dans l’automate et débuter les tests de fonctionnement.

Faire le câblage de la commande et des E/S de l’automate.

Suite des tests et mise au point des GRAFCET.

Mise en service.

Réalisation du rapport et d’une mini présentation avec le logiciel Power point en vue de la soutenance à l’oral (10 min à l’oral + 10 min de question).


Page 9 / 10

Binôme 2



Rédaction du rapport

Chaque équipe de 4 étudiants devra rendre un seul rapport sur le travail réalisé.Ce dossier devra comporté une vingtaine de pages et être dactylographié et paginé (Word).Il devra comporter les 4 grandes parties suivantes :

Sur la couverture on doit trouver le titre du mini-projet, le nom et prénom des 4 étudiants ainsi que la partie étudiée (étude de la partie puissance ou de la partie automatisme)

La première page doit contenir le sommaire du rapport avec le numéro des pages.

La première grande partie (3 à 4 page) doit contenir la présentation du système et le schéma de l’installation, rappeler l’expression du besoin et le problème posé.

Les diagrammes de gant et autres tableaux de la planification sous open work bench avec une conclusion sur cette partie spécifique

La partie suivante concerne la réalisation de la partie puissance et doit comporter

- Présentation du variateur + schéma + paramétrage- Explication de la réalisation du PV / GV- Liste du matériel utilisé + caractéristique (sous forme d’un tableau Trace elec pro ou Word)- Schéma de câblage de puissance + bornier- Schéma à l’échelle d’implantation du matériel dans l’armoire- Calcul justifiant le choix de toutes les protections- mise en place du préventa

La partie suivante concerne la réalisation de la partie commande

- Présentation de l’automate TSX 37- Présentation du cycle de production- Les tableau d’affectation des entrées / sorties- les GRAFCET partie opérative « en français » puis point de vue A.P.I. « codés »- Schéma de câblage de commande + bornier- Schéma de câblage des sorties- Schéma de câblage des entrées + bornier- Le schéma à l’échelle d’implantation du matériel sur la porte- Liste du matériel utilisé + caractéristique +chiffrage

La dernière grande partie doit contenir les explications de la démarche de mise sous tension partiel de chaque partie et totale de l’armoire ainsi que les difficultés et problèmes rencontrés et la manière de les résoudre.

La dernière page concerne les conclusions sur le déroulement de ce premier mini-projet.


Page 10 / 10

Part

ie c

omm

une

en b

lanc

Part

ie p

uiss

ance

en b

leu

Part

ie c

omm

ande

en ja

une

Con

clus

ion

en b

lanc

Documents

DEBITEUSE GRANITAIRE - christophe.jaunay.free.frchristophe.jaunay.free.fr/IMG/Projets techniques/Debiteu… · Web viewL'absence d'eau en cours d'utilisation entraîne un forçage