ESA FF TP 07 imprimer - … · • Un support pour la bobine de film plastique, entraîné en rotation dans un seul sens par le moteur asynchrone triphasé M1 ; • Une table de presse

Filière : ESA Niveau : TS Epreuve pratique_’07_V1

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OFPPT

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail

Direction Recherche et Ingénierie de la Formation

Filière : Electromécanique des systèmes automatisés

Niveau : Technicien spécialisé

Epreuve pratique

Variante 1

Durée : 6 H Barème : / 60 PARTIE 1 La machine représentée sur la figure ci dessous, permet de fabriquer des gobelets à partir de film plastique. La machine comprend : • Un support pour la bobine de film plastique, entraîné en rotation dans un seul sens

par le moteur asynchrone triphasé M1 ; • Une table de presse comportant un poinçon et un moule qui se déplacent

verticalement (montée et descente) à l'aide de deux vérins Vp ; • Un découpeur qui coupe les gobelets par deux avec un porte-couteau qui se

déplace verticalement (montée et descente) à l'aide d’un vérin Vg ; • Une caisse pour ranger dix gobelets. ÉTUDE DU FONCTIONNEMENT � Au départ le film est placé sous la presse, la machine est mise en service par

DCY et les conditions initiales réalisées. � Afin de pouvoir réaliser un parfait moulage, la presse restera en position

fermée pendant 10 secondes. � Puis le film avance d'un pas grâce au moteur M1. � Le poste de découpage est mis en service lorsqu’une détection de présence

de pièces est signalée. � Les gobelets après le découpage tombent dans la caisse par groupe de dix. � Quand la caisse contient dix gobelets la machine s’arrête, puis on remplace la

caisse et la machine pourra repartir après un appui sur DCY.

Examen de fin de formation, Formation initiale et c ours du soir,

Session Juin 2007


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g0

g1

G+

G- Vg

j

P+

P-

p0

p1

e

M1

f

Table de presse

Moto-réducteur M1

Vp

Rouleau 1

Découpeur

k

caisse

c

Travail demandé 1) Remplir le tableau suivant avec les désignations des capteurs et des

préactionneurs de ce système :

Capteurs Mnémonique des capteurs

Préactionneurs Mnémonique des

préactionneurs

…….

2) Elaborer le grafcet niveau 1 ; 3) Elaborer le grafcet niveau 2 ; 4) Affecter les entrées et les sorties aux adresses de l’automate utilisé ;

Mnémonique des capteurs

Adresse de l’entrée automate

Mnémonique des

actionneurs

Adresse de la sortie automate

…….

5) Elaborer le programme sur papier et le saisir sur le PC (remettre avec la feuille

d’examen) ; 6) Configurer l’automate en utilisant le logiciel de programmation disponible à

l’atelier et transférer le programme ; 7) Vérifier le fonctionnement du programme en présence de l’examinateur ;


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PARTIE 2

Une installation électrique est constituée de trois tapis mus par des moteurs asynchrones triphasés M1 ; M2 et M3. Les tapis 1 et 2 transportent des colis d’un poste de chargement vers le tapis 3 pour le déchargement. L‘opérateur responsable de cette installation doit appuyer sur le bouton poussoir Mar pour démarrer le cycle de fonctionnement. Les moteurs M1 et M2 tournent toujours dans le même sens par contre le moteur M3 peut changer de sens. La lampe L1 signale l’arrêt du moteur M1, la lampe L2 signale le fonctionnement de tapis 2. Chaque tapis est équipé de deux capteurs de fin de courses. Le fonctionnement de ce système est décrit par le chronogramme suivant :


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Prévoir deux boutons-poussoirs « Arrêt » : l’un peut arrêter à tout moment les deux moteurs M1 et M2 ensemble et le deuxième peut arrêter à tout moment le moteur M3 sans influer le fonctionnement des moteurs M1 et M2. Travail demandé

1) Elaborer le schéma du circuit de :

• puissance ; • commande ; • signalisation ;

2) Réaliser sur platine perforée et sous goulotte les circuits de : • commande ; • signalisation ;

3) Vérifier le bon fonctionnement en présence du formateur.


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Fiche d’évaluation Nom du Stagiaire : ……………………………… EXAMEN : DE FIN FORMATION JUIN 2007

Filière : ESA TP : VARIANTE 1

Critères d’évaluations

Note

PARTIE 1 1) Tableau avec les désignations des capteurs et des

préactionneurs

/ 4

2) Elaboration du grafcet niveau 1 / 4


4) Affectation des entrées et des sorties / 2

5) Elaboration du programme / 8

6) Configuration de l’automate / 4

7) Vérification du fonctionnement / 4

PARTIE 2 1) Elaboration du schéma du circuit de puissance / 3

2) Elaboration du schéma du circuit de commande / 3

3) Elaboration du schéma du circuit de signalisation / 3

4) Réalisation du circuit de commande / 3

5) Réalisation du circuit de signalisation / 3 6) Vérification du fonctionnement / 15

Note globale ……. / 60

Commission :

- - -

Filière : ESA Niveau : TS Epreuve pratique_’07_V 2

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Epreuve pratique

Variante 2

Durée : 6 H Barème : / 60 PARTIE 1

Le dispositif de la figure ci-dessous trie des objets en fonction de leur hauteur. Il comporte 3 contacts a, b et c. Selon la hauteur du paquet un contact, deux ou

trois peuvent être actionnés. Trois voyants P (petit paquet), M (paquet moyen) et G (grand paquet) signalent la

présence des paquets. En l’absence de paquets les 3 voyants sont éteints.

Travail demandé

1) Etablir la table de vérité en fonction des variables d’entrées ; 2) Construire les tableaux de Karnaugh et effectuer les groupements

nécessaires ; 3) Donner les équations logiques simplifiées des sorties ; 4) Elaborer la liste de matériel ; 5) Tracer les schémas logiques à l’aide des portes « NAND » en incluant les

LED pour simuler les sorties ; 6) Réaliser le montage sur plaque perforée. 7) Vérifier si le fonctionnement correspond au cahier de charge en simulant les

entrées par des interrupteurs.


Session Juin 2007


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PARTIE 2 On veut étudier le fonctionnement du compteur dont le schéma logique est donné sur la figure ci dessous. Il est basé sur les sorties Q3Q2Q1Q0 de 4 bascules D déclenchées sur le front montant d’un signal de commande (horloge,Clk).

1) Déterminer la fonction logique « X ». 2) Montrer que cette fonction peut s’exprimer à partir des variables logiques Qi et

Mi (i = 0,…,3) sans utiliser leur compléments. 3) Exprimer les fonctions logiques Di = Fi (X, Q3, Q2, Q1, Q0). Montrer que ces

fonctions peuvent être présentées sous la forme : Fi (X, Q3, Q2, Q1, Q0) = X fi (Q3, Q2, Q1, Q0).

4) On impose M3M2M1M0 = 0100. Ecrire la table de transitions de ce compteur lorsque celui-ci est initialisé à Q3Q2Q1Q0 = 0000.

5) Quel est le modulo de ce compteur ? Quel cycle suit-il ? 6) En déduire le rôle de l’entrée Mi. 7) Réaliser ce montage. NB : Les brochages sont donnés des circuits intégrés en annexe


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Annexe : Les brochages des circuits intégrés

7400 (TTL) [SN74LS00]

1 2 3 4 5 6 7

13 12 11 10 9 814

V CC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y

1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND

7486 (TTL) [SN 74LS86]

1 2 3 4 5 6 7

13 12 11 10 9 814

VCC 3A 3Y4Y 3B4B 4A

1A 2Y GND2A 2B1B 1Y

7408 (TTL) [SN74LSD8]

1 2 3 4 5 6 7

13 12 11 10 9 814V CC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y



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Note

PARTIE 1 1) Table de vérité / 4 2) Tableaux de Karnaug / 4

3) Equations logiques simplifiées des sorties / 4

4) Elaboration de la liste de matériel / 4

5) Traçage des schémas logiques / 4

6) Réalisation du montage sur plaque perforée / 6


PARTIE 2 1) Fonction logique « X ». / 4

2) Démonstration que cette fonction peut s’exprimer à partir des variables logiques Qi et Mi (i = 0,…,3) sans utiliser leur compléments

/ 4

3) Fonctions logiques Di = Fi (X, Q3, Q2, Q1, Q0). Démonstration que ces fonctions peuvent se mettre sous la forme : Fi (X, Q3, Q2, Q1, Q0) = X fi (Q3, Q2, Q1, Q0).

/ 6

4) Pour M3M2M1M0 = 0100, écrire la table de transitions de ce compteur lorsque celui-ci est initialisé à Q3Q2Q1Q0 = 0000.

/ 4

5) Le modulo de ce compteur. Le cycle qu’il suit / 4

6) Le rôle de l’entrée Mi / 4

7) Réalisation du montage / 4


Commission :

- -


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Epreuve pratique

Variante 3


L’étude suivante porte sur une ligne de rangement de boîtes pharmaceutiques. Cette dernière comprend un chariot actionné par un moteur à courant continu et quatre rangées de stockage, numérotées 0, 1, 2 et 3.

Cycle de fonctionnement:

L’opérateur charge une boite sur le chariot, code la rangée où doit être stockée la boite sur les informations binaires d1 et d0, puis lance le cycle à


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Rangées de stockage

A

a0

a1 KM1 KM2 Fcr

Fcd


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l’aide du bouton poussoir dcy. Le chariot se déplace alors à gauche (par l’enclenchement du contacteur KM1). Il s’arrête devant la rangée de stockage codée précédemment. La boite est alors poussée par le vérin A. Après le retour de la tige du vérin A, le chariot se déplace à droite (par l’enclenchement du contacteur KM2) jusqu’à la position initiale, détectée par Fcd .

Détecteurs de la machine:

Les positions extrêmes du vérin A sont détectées par deux détecteurs magnétiques a0 et a1, installés sur le corps du vérin.

Un détecteur du type fin de course à galet Fcd permet de détecter le chariot en position initiale (extrême droite).

Les positions en face de chaque rangée de stockage sont détectées par un détecteur inductif Fcr installé sur le chariot. Ce détecteur est actif à chaque passage devant une rangée de stockage.

La codification retenue sur d1 et d0 est le code binaire nature, comme le montre le tableau ci-contre.

Travail demandé

1) Remplir le tableau suivant avec les désignations des capteurs et des



Préactionneurs Mnémonique des

préactionneurs

…….


d1 d0 Rangée

0 0 0

0 1 1

1 0 2

1 1 3


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Mnémonique des

préactionneurs


…….

5) Elaborer le programme sur papier et le saisir sur le PC (remettre avec la feuille

d’examen) ; 6) Configurer l’automate en utilisant le logiciel de programmation disponible à

l’atelier, saisir puis transférer le programme; 7) Vérifier le fonctionnement du programme en présence de l’examinateur;

PARTIE 2

Une installation électrique est constituée de trois tapis mus par des moteurs asynchrones triphasés M1 ; M2 et M3. Les tapis 1 et 2 transportent des colis d’un poste de chargement vers le tapis 3 pour le déchargement. L‘opérateur responsable de cette installation doit appuyer sur le bouton poussoir Mar pour démarrer le cycle de fonctionnement. Les moteurs M1 et M2 tournent toujours dans le même sens par contre le moteur M3 peut changer de sens. La lampe L1 signale l’arrêt au moteur M2, la lampe L2 signale le fonctionnement de tapis 2. Chaque tapis est équipé de deux capteurs de fin de courses. Le fonctionnement de ce système est décrit par le chronogramme suivant :


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2) Réaliser ,sur platine perforée et sous goulotte les circuits de • commande ; • signalisation ;



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Note


préactionneurs

/ 4













Commission : - - -


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Epreuve pratique

Variante 4


Le dispositif de la figure ci-dessous est destiné à contrôler des pièces de forme cylindrique. Ce système a 2 palpeurs : un contrôle le diamètre, l’autre la longueur. Le palpeur qui contrôle le diamètre comporte 2 contacts « a » et « b » :

- Si la dimension est bonne « a » et « b » ne sont pas actionnés - Si la dimension est trop grande « a » est actionné ; - Si la dimension est trop petite « b » est actionné ;

Le palpeur qui contrôle la longueur comporte 2 contacts « c » et « d » : - Si la dimension est bonne « c » et « d » ne sont pas actionnés ; - Si la dimension est trop grande « c » est actionné ; - Si la dimension est trop petite « d » est actionné ;

Le dispositif doit permettre de trier les pièces de la façon suivante : - Pièces dont les cotes sont bonnes : voyant « B » s’allume. - Pièces dont une cote est au dessus de la valeur nominale, l’autre étant bonne,

ou dont les 2 cotes sont au dessus de la valeur nominale et qui doivent être usinées à nouveau : voyant »U » s’allume.

- Pièces dont une ou deux cotes sont au dessous de la valeur nominale et qui doivent être rebutées : voyant « R » s’allume.


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Travail demandé :

1) Etablir la table de vérité en fonction des variables d’entrées ; 2) Construire les tableaux de Karnaugh et effectuer les groupements

nécessaires ; 3) Donner les équations logiques simplifiées des sorties ; 4) Elaborer la liste de matériel ; 5) Tracer les schémas logiques à l’aide des portes logiques en incluant les LED

pour simuler les sorties ; 6) Réaliser le montage sur plaque perforée. 7) Vérifier le fonctionnement correspondant au cahier de charge en simulant

les entrées par des interrupteurs. PARTIE 2

Le système synchrone de la figure ci dessous est constitué de quatre bascules JK à déclenchement sur front montant. Les sorties du système sont les sorties des bascules Q1, Q2, Q3, Q4.

1) Écrire l’équation de transition d’une bascule JK. Expliquer le fonctionnement de cette bascule lorsque J = K ? Dans ce cas, comment appelle-t-on ce type de bascule ?

2) Déterminer les équations de J1, K1, J2, K2, J3, K3, J4 et K4 en fonction de X, Q1, Q2, Q3, Q4. Quel est le rôle du signal X.

3) Écrire la table de transition de cette machine lorsque X = 0.


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4) Dans ce cas (X=0), quel est le rôle de circuit ? 5) Déduire de la réponse précédente, la fonction de ce circuit lorsque X=1.

Comment appelle-t-on le type de report (propagation) des excitations des bascules de ce circuit ? Quel est son inconvénient majeur

6) Réaliser ce circuit.

NB : Les brochages sont donnés des circuits intégrés en annexe ANNEXE : (TTL) [SN74LSD4]

1 2 3 4 5 6 7

13 12 11 10 9 814

4Y4A5Y5A6A 6YV CC

1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND 7408 (TTL) [SN74LSD8]

1 2 3 4 5 6 7

13 12 11 10 9 814V CC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y

1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 7432 (TTL) [SN74LS32]

1 2 3 4 5 6 7

13 12 11 10 9 814

VCC 3A 3Y4Y 3B4B 4A

1A 2Y GND2A 2B1B 1Y


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7400 (TTL) [SN74LS00]

1 2 3 4 5 6 7

13 12 11 10 9 814

V CC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y



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Note

PARTIE 1 1) Table de vérité / 4 2) Tableaux de Karnaugh / 4

3) Equations logiques simplifiées des sorties / 4

4) Elaboration de la liste de matériel / 4

5) Traçage des schémas logiques / 4

6) Réalisation du montage sur plaque perforée / 6


PARTIE 2 1) L’équation de transition d’une bascule JK. Explication

du fonctionnement de cette bascule lorsque J=K. Le nom de ce type bascule.

/ 3

2) Détermination des équations de J1, K1, J2, K2, J3, K3, J4 et K4 en fonction de X, Q1, Q2, Q3, Q4. Le rôle du signal X

/ 3

3) La table de transition de cette machine lorsque X=0 / 4

4) Le rôle de circuit dans le cas (X=0) / 2

5) Déduction de la réponse précédente, de la fonction de ce circuit lorsque X=1. Le type de report (propagation) des excitations des bascules de ce circuit. Son inconvénient majeur

/ 3

6) Réalisation du circuit / 15


Commission :

- - -


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Epreuve pratique

Variante 5


Un système comporte trois vérins A, B et C. Les positions (entrée/sortie) du piston de chaque vérin sont détectées par deux capteurs de position « fin de course ».

Le fonctionnement du système est décrit comme un cycle en U : une impulsion sur le bouton poussoir « marche » provoque la sortie du vérin A jusqu’à obtenir l’information a1 = 1. La mise à l’état 1 du détecteur a1 provoque la sortie du vérin B après 10 s. Lorsque le vérin B est en bout de course, le vérin C sort après 15 s. Quand le vérin C est en bout de course, il reste 8 s puis rentre. Lorsque le vérin C est rentré commande la rentrée du vérin B. Lorsque le vérin B est rentré commande la rentrée du vérin A jusqu’à obtenir l’information a0 = 1. Le cycle est terminé.

Le système est autorisé à démarrer si, et seulement si, les trois vérins sont en position rentrée.

Une impulsion sur le bouton poussoir « arrêt demandé» peut arrêter le cycle à tout moment. Le système est remis en position de départ (tous les vérins en position rentrée) sous commande sur un bouton poussoir « init ». L’initialisation du système n’est possible qu’après un arrêt demandé.


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Travail demandé

1) Remplir le tableau suivant avec les désignations des capteurs et des



Préactionneurs Mnémonique des préactionneurs

…….




Mnémonique des

préactionneurs


…….

5) Elaborer le programme sur papier et le saisir sur le PC (remettre avec la

feuille d’examen) ; 6) Configurer l’automate en utilisant le logiciel de programmation disponible à

l’atelier, saisir puis transférer le programme; 7) Vérifier le fonctionnement du programme en présence de l’examinateur;

A

B

C


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PARTIE 2

Une installation de transport de colis est constituée de trois tapis mus par des moteurs asynchrones triphasés M1, M2 et M3. Les tapis 1 et 2 transportent des colis d’un poste de chargement vers le tapis 3 pour le déchargement. Les moteurs M1 et M2 tournent toujours dans le même sens par contre le moteur M3 peut changer de sens. Le fonctionnement de l’installation est présenté par le chronogramme ci-dessous. Le démarrage du cycle est effectué par action sur un bouton poussoir « Marche ». La lampe L1 signale l’arrêt au moteur M3, la lampe L2 signale le fonctionnement de moteur M2. Chaque tapis est équipé de deux capteurs de fin de courses.


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2) Réaliser sur platine perforée et sous goulotte les circuits de : • commande ; • signalisation ;



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Note


préactionneurs

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Commission :

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