TD préparatoire épreuve U52 CCF

Objectifs

  • Préparer l’épreuve U52 effectuer en CCF.
  • Choisir des équipements de protections selon un actionneur.
  • Rédiger avec rigueur les notes de calculs
  • Définir les éléments permettant de constituer un réseau industrielle
  • Choisir et dimensionner des composants de sécurité.

I) Présentation de la machine

  • Ci-dessous, la présentation des postes automatisés qui composent la machine spéciale :
    • Poste P1 : Création et chargement d’un lot sur une palette + lecture CAB + désarmement manette
    • Poste P2 : Marquage laser face avant :
      • Unipolaire : marquage des 2 premiers produits du lot
      • Bipolaire : marquage du premier produit du lot
      • Tripolaire : marquage du produit
      • Tétrapolaire : marquage du produit
    • Poste P3 : Marquage laser face avant:
      • Unipolaire : marquage des 2 derniers produits du lot
      • Bipolaire : marquage du deuxième produit du lot
      • Tripolaire : pas de marquage
      • Tétrapolaire : pas de marquage
  • Poste P4 : Marquage laser face supérieure
    • marquage de tous les produits
  • Poste P5 : Marquage tampographie (rectangle couleur + texte)
    • marquage de tous les produits
  • Poste P6 : Contrôle tampographie
  • Poste P7 : Contrôle des produits par vision
  • Poste P8 : Déchargement des produits.
    • produits conformes sur le convoyeur « conditionnement »
    • produits non-conformes sur le convoyeur « rebuts ».

II) Dimensionnement des actionneurs

  • Afin de déplacer les pièces entre les différents postes, nous avons besoin de 2 convoyeurs.
    • Le premier permet de marquer les pièces tous le long de son cycle de production
    • Le second quand à lui permet le retour des pièces au poste de chargement des postes.
  • Pour réaliser cette tâche, nous utiliserons de machine asynchrone dont les caractéristiques sont fournis ci-dessous :
    • Pu = 15 KW
    • Cos phi = 0,98
    • n = 0,92
Questions :

L’objectif ici est de permettre le pilotage du moteur du premier convoyeur en départ direct.

  1. Déterminer le courant absorbé par le moteur lors de son fonctionnement.
  2. Choisir les équipements nécessaires à son fonctionnement et sa protection.
  3. Réaliser le câblage du pupitre associé à son départ.

Pour le second convoyeur, il est proposé d’utiliser des équipements de protection présent dans les réserve de maintenance.

Les équipements sont composés d’un sectionneur porte fusible d’un contacteur moteur.

  1. Identifier les risques électriques encourues par les équipements.
  2. Identifier et sélectionner les équipements permettant de protéger le moteur du deuxième convoyeur.
  3. Réaliser le schéma de câblage.

III) Détermination des actionneurs pneumatiques et des ses capteurs

Sur les convoyeurs, nous souhaitons implanter des butées permettant de bloquer les palettes sur un poste le temps que l’opération de production s’effectue.

  •  Sachant que les palettes possèdent toutes les mêmes caractéristiques, nous ferons l’étude sur un poste et nous le reporterons sur les autres.
  • La force à exercer pour bloquer la palette est de 200N
  • La pression d’alimentation est de 6 bars.
  • La course nécessaire pour bloquer la palette est de 100mm
  • Temps de sortie : 0,5 s 
Dimensionnement de l’actionneur
  1. Déterminer la technologie de vérin que vous utilisez
  2. Déterminer le type de distributeur nécessaire à son fonctionnement
  3. Dimensionner le diamètre du vérin permettant de bloquer le système
  4. Dimensionner le débit minimal pour faire fonctionner le système.
Choix du capteur pour les vérins
  1. Selon vos choix déterminer le type de capteur à implanter au vérin.
  2. Déterminer le nombre de fils et son câblage sur l’automate

IV) Sécurité de la machine

1- Safety Integrity Level
  1. Déterminer le niveau de SIL nécessaire pour sécuriser les convoyeur.
    • Pour ce faire, nous partons du fait que le système peut amener à des lésions permanente.
    • De plus, le convoyeur est en mode production tout le long de la journée.
    • Enfin un opérateur gravite autour de la machine toute la journée.

 

2- Protection physique
  • On souhaite protéger le convoyeur pour parer à un éventuel accident.
  • Pour limiter les accidents, nous souhaitons placer une plaque de Plexiglas de protection. 
  • Le convoyeur se situe à une hauteur de 1m30.
    1. Déterminer la distance minimale théorique pour cette plaque de protection
    2. Déterminer la hauteur théorique de la protection nécessaire. 
3- Implantation de portes

Vous intervenez sur les portes des postes 2, 3, 4, 6 et 7. Celles-ci doivent être sécurisées par le biais des XCSA702. Les éléments de sécurités doivent être câblés en redondance selon le +24V et le GND.

  1. Analyser les exigences SIL pour le circuit de sécurité.

  2. Justifier l’architecture des composants selon le niveau de SIL.

  3. Implanter les composants redondants.

  4. Réaliser le câblage entre les capteurs de sécurité le relais de sécurité XPS AC (K5).

V) Réseau industriel

Contexte : Un réseau local a la configuration suivante :

  • Réseau : 192.168.1.0 -> /28
  • Plusieurs équipements déjà présent de 192.168.1.5 à .14
  • Interface homme machine, IHM à définir
  • Réseau de traçabilité : 192.168.2.0

Missions :

  1. Convertissez le masque suivant en notation CIDR.
  2. Donner l’adresse réseau.
  3. Fournissez une adresse réseau disponible pour l’automate.
  4. Déterminer l’équipement réseau pour relier les éléments internes au réseau de la machine
  5. Déterminer l’équipement réseau pour relier la machine au réseau de traçabilité. et son adresse