TP n°1 : Etude d'un système automatisé avec un IHM

Objectifs du TP :

  • Identifier les types de contacts électriques des boutons et capteurs.

  • Élaborer une nomenclature synthétique des composants.

  • Comprendre le fonctionnement des contacteurs et leur intégration.

  • Justifier et réaliser le câblage des arrêts d’urgence.

  • Simuler le fonctionnement du système avec le Guide des Automatismes.

  • Reporter le schéma de câblage sur X-Relais, y compris le câblage sur automate.

Contexte :

Vous devez concevoir, câbler et simuler le fonctionnement d’une IHM pour une machine industrielle. L’IHM comprend plusieurs boutons et un système de sécurité, ainsi que des capteurs de fin de course pour la gestion des actionneurs.

Boutons sur le pupitre ou interface homme machine :

  • Départ cycle

  • Fin de cycle

  • Acquittement défaut

  • Arrêt d’urgence

Autres boutons :
  • 5 arrêts d’urgence supplémentaires sur la machine
Capteurs :

  • Capteur de fin de course pour un vérin ouvrant/fermant une trappe d’évacuation

  • Capteur de butée pour un convoyeur

Travail à réaliser :

1. Identification des contacts et des codes couleurs

  • A l’aide des fiches synthèses sur les câbles et pupitre, déterminer :

    • Le type de contact électrique (normalement ouvert ou fermé) pour chacun des boutons et capteurs.

    • La couleur des fils à utiliser sur le schéma de câblage
    • La couleur des boutons
    • LED intégrée

  • Rédiger un tableau de nomenclature synthétique

    • Nom complet du capteur
    • Type de contact associé
    • Couleur associé au pupitre 
    • Couleur des fils

2. Nomenclature des composants

  • Afin de faciliter la lecture du plan électrique, vous associerez un nom abrégé à tous les capteurs de la machine. 

    • Ajouter à votre premier tableau de nomenclature synthétique tous les noms abrégés des boutons et capteurs.

    • Les noms doivent être courts mais représentatifs (ex : BP_DEPART, BP_FIN, BP_ACK, AU_IHM, AU1, AU2, FC_TRAPPE, FC_CONVOYEUR…).

3. Étude des contacteurs

  • Étudier le principe de fonctionnement des contacteurs : types de contacts, utilisation pour piloter des LED. Les contacteurs

  • Préparer un laïus afin de présenter le fonctionnement de cette technologie.

4. Câblage et justification des arrêts d’urgence

  • Réfléchir sur le type de câblage, (série/parallèle), à choisir pour les arrêts d’urgence en justifiant votre choix pour garantir la sécurité.

  • Réfléchir sur l’intérêt et le rôle des arrêts d’urgence dans une installation industrielle. Les éléments de sécurité

5. Simulation avec Guide des Automatismes

  • Simuler le fonctionnement global de votre pupitre avec le guide des automatismes. 

  • Vérifier que chaque bouton déclenche correctement la LED correspondante.

  • Vérifier que les arrêts d’urgence interrompent le fonctionnement comme attendu.

Présenter votre simulation à votre enseignant

6. Schéma et câblage sur WinRelais

  • Reporter le schéma de l’ensemble du système dans WinRelais.

  • Câbler tous les boutons et capteurs sur un automate.

  • Numéroter l’ensemble de vos câbles.

  • Choisir entre les entrées digitales et analogiques et justifier votre choix pour chaque composant. Répertorier les dans votre tableau excel.

  • Assurer la cohérence du câblage avec le schéma validé dans la simulation.

  • Vous devrez faire un feuillet pour le pupitre, un second pour les capteurs de vérin et les arrêts d’urgence et le dernier concernant l’automate principale.

7. Étude et justification des capteurs

  • Déterminer et justifier le type de capteur utilisé pour :

    • Le vérin commandant la trappe d’évacuation.

    • La butée sur le convoyeur

  • Expliquer pourquoi ce type de capteur est adapté à la fonction.

8. Réalisation du câblage

  • Reprendre le schéma X-relais comme plan de référence.
  • Identifier les entrées (boutons poussoirs de l’IHM) et les sorties (voyants de l’IHM) qui seront raccordées à l’automate.
  • Numéroter vos fils et préparer les repérages pour assurer la traçabilité entre schéma et câblage.
  • Réaliser le câblage physique :

    • Les boutons poussoirs → bornes d’entrées de l’automate

    • Les voyants lumineux → bornes de sorties de l’automate

    • Respecter le code couleur des fils et les règles de sécurité électrique.

    • Vérifier la continuité des circuits à l’aide du multimètre avant mise sous tension.

    • Mettre sous tension et tester le bon dialogue entre l’IHM et l’automate.

  • Travail attendu

    • Un câblage fonctionnel, propre et conforme au schéma X-relais.

    • Un compte rendu comprenant :

      • Tableau de correspondance Entrées/Sorties automate ↔ Composants IHM

      • Analyse des écarts éventuels entre le schéma et la réalisation

      • Difficultés rencontrées et solutions apportée

Livrables attendus :

  1. Tableau des contacts des boutons et capteurs.

  2. Tableau de nomenclature synthétique.

  3. Étude succincte des contacteurs et leur intégration.

  4. Justification du câblage des arrêts d’urgence et des capteurs.

  5. Capture d’écran de la simulation fonctionnelle sur le Guide des Automatismes.

  6. Schéma final et câblage sur X-Relais, avec choix des entrées sur l’automate justifié.