Etude de la capsuleuse de bocaux

Etude de la capsuleuse de bocaux CCCIII111:::A A m Annnaaallylyyssseeeeeetttcccooonnnccceeeppptttiioioonnndddeeessssssyyyssstttèèèm meeesss CCCIII444:::S S m Séééqqquuueeennntttiie ieellleeetttcccooom mbbbiininnaaatttoooiirirreee

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I.Présentation de la capsuleuse de bocaux A. Constitution 1. Ensemble

Figure 1 : capsuleuse de bocaux

Le système proposé s’insère dans une chaîne de conditionnement de produits alimentaires entre l’unité de remplissage des bocaux et le poste d’étiquetage. Sa fonction principale est de fermer de manière étanche des bocaux remplis de produits alimentaires différents (confiture, cornichons…).

Figure 2 : Présentation de la maquette didactique Deltalab

Ce système est composé d'un convoyeur linéaire d’alimentation et d’évacuation de bocaux, d'un système de transfert et d’indexation des bocaux, d'un magasin de stockage des capsules, d'une unité de pose et de vissage des capsules. TP Automatisme Capsuleuse de bocaux 17 mai 2011

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PT Lycée du Hainaut Valenciennes B.D.V.S.

Figure 3

La structure de commande est constituée d’une armoire électrique avec notamment un automate programmable TSX micro, un pupitre et un variateur de vitesse.

Transformateur

Figure 4

2. Diagramme FAST Le diagramme FAST ci-dessous décrit l'organisation structurelle et fonctionnelle de la capsuleuse de bocaux.

Figure 5

1. Situer sur le système les éléments présents dans le diagramme FAST. TP Automatisme Capsuleuse de bocaux 17 mai 2011

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3. Description des éléments constitutifs du système

2. Situer sur le système les éléments présentés (préactionneurs, actionneurs, capteurs) cidessus.

4. Analyse d’une chaîne fonctionnelle

Figure 6 : structure type d’un système automatisé

3. En vous inspirant du schéma ci-dessus, réaliser le schéma de structure relatif à la chaîne fonctionnelle Faire tourner les bocaux pas à pas. Quelles sont les fonctions des transmetteurs ? Préciser la matière d’oeuvre entrante (MO) et la matière d’oeuvre sortante (MO+VA).

Figure 7 TP Automatisme Capsuleuse de bocaux 17 mai 2011

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B. Analyse du fonctionnement Prendre soin de ne pas donner une vitesse de plateau trop rapide (4), notre machine est sensible. 1. Evolution en mode automatique 4. Alimenter le système en énergie(s) et vérifier (voyant Sous tension et manomètre). Déverrouiller l’arrêt d’urgence. Alimenter la capsuleuse en bocaux vides et capsules. Fermer le capot de protection. Mettre les sélecteurs sont sur Auto et sur P(roduction) et appuyer sur le bouton En service ; le voyant vert En service est allumé, le voyant Défaut clignote. Appuyer sur Initialisation, le voyant Machine prête s’allume. Appuyer sur marche et observer. Terminer en appuyant sur Arrêt.

2. Evolution en mode manuel 5. Alimenter la capsuleuse en bocaux vides et capsules. Fermer le capot de protection. Appuyer sur le bouton En service. Appuyer sur Initialisation, le voyant Machine prête s’allume. Mettre le sélecteur sur Main. Appuyer sur marche pour lancer le cycle puis plusieurs fois sur le bouton Main et observer. Terminer en appuyant sur Initialisation puis Arrêt quand il n’y a plus de bocaux.

II.Etude automatisme A. Etude séquentielle 1. Grafcet de la chaîne fonctionnelle : Capsuler les bocaux

Figure 8 TP Automatisme Capsuleuse de bocaux 17 mai 2011

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A l’état initial du Grafcet, la partie opérative est correctement configurée, et qu’en particulier tous les vérins sont en position «tige rentrée». 6. A partir du Grafcet décrivant le fonctionnement séquentiel du poste de dépose et de vissage des capsules, expliquer le fonctionnement.

2. Chronogramme 7. Proposer un chronogramme relatif au poste décrit précédemment, qui donne l’état binaire des sorties : sortie de tige vérin 1, rentrée de tige vérin 1, sortie de tige vérin 2, rentrée de tige vérin 2, dépression, rotation vissage, rotation inverse, blocage bocal.

B. Automatique 1. Préparation de la capsuleuse en mode expérimentation 8. Retirer les bocaux vides et capsules. Fermer le capot de protection. Mettre les sélecteurs sont sur Auto et sur P(roduction) et appuyer sur le bouton En service ; le voyant Défaut clignote et le vert En service est allumé. Appuyer sur Initialisation, le voyant Machine prête s’allume. Mettre le sélecteur sur E. Le système est prêt à être piloté depuis le PC. Lancer le logiciel INDEXA USB puis le menu Acquisition des signaux.

Sélecteur sur temps réel

Donner une consigne de vitesse Cliquer sur temps réel pour lancer le mouvement

Figure 9 : Menu acquisition des signaux du logiciel Indexa USB

2. Acquisition des vitesses de rotation, des couples et des puissances 9. Placer le sélecteur P/E sur E (expérimentation) et appuyer sur le bouton Marche. Le voyant marche s'allume. Mettre le sélecteur sur Temps réel et cliquer sur Temps réel avec une consigne égale à 15 tr/min. Les courbes s’animent… 10. Effectuer un enregistrement sur un cycle de 6 secondes. TP Automatisme Capsuleuse de bocaux 17 mai 2011

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La vitesse de rotation de la croix de Malte (2) est une fonction du type :

L cos 1 t  a  2 1 t   1 t  où L représente l’entraxe, a le rayon du maneton 2 L L 1  2 cos 1 t     a a 1

(1). 11. Observer la vitesse de rotation d’entrée du maneton, mesurer L et a et tracer (calculatrice, Excel, Maple…) l’évolution théorique de la vitesse de rotation de la Croix de Malte. 12. Ecrire l’équation du mouvement des systèmes concernés. Analyser les courbes. Conclusions ?

3. Identification du système 13. Sélectionner la réponse à l’échelon et remplir les champs (15 tr/min, durée 6 s, retard 2 s). Cliquer Acquérir puis observer. 14. Sélectionner la réponse à la rampe et ne rien faire d’autre qu’attendre (c’est un peu long !). 15. Les fichiers générés sont dans le répertoire choisi lors de la première acquisition. Effectuer une identification avec un second ordre.

4. Réglage des correcteurs Le réglage du PID se fait ici intuitivement… Prendre garde de ne pas faire n’importe quoi, ce qui risquerait de rendre la machine instable et de l’endommager ! 16. Régler le signal carré avec une valeur initiale égale à 5 tr/min, une amplitude de 15 tr/min et une période de 6 s. Commencer par mettre un gain faible 0,01 et des constantes de temps nulles en dérivé et en intégral. Augmenter progressivement le gain proportionnel pour avoir un bon temps de réponse. Observer comment les constantes de temps Td et Ti font évoluer le système.

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