Projet magasin à balancelles Une solution innovante pour les entreprises

Sommaire Présentation Présentation générale Visite d’une usine Présentation du système

Présentation

Utilisation du système Le magasin à balancelles est LA solution pour une zone de stockage pratique et fonctionnel. Il permet : Un gain de temps et de place Une meilleure gestion des stocks Une meilleure sécurité Une meilleure ergonomie

Visite d’une entreprise

Entreprise Pronal

Ce qu’ils fabriquent Vérins et cousins Réservoir

Leurs moyens de stockage Commande par ordinateur ou terminal de dialogue Capacité de 115 à 175 kg pour chacune des 28 balancelles Moteur de 1.8 kW en 3*380 V Sécurité avec une barrière infrarouge devant les balancelles

Leurs moyens de stockages commande par ordinateur ou par écran tactile. 28 rouleaux de plusieurs centaines de kilo répartient en 4 colonnes 4 Moteurs de 3 kW répartient 3*400V

Présentation du système

Synoptique du magasin à balancelles : API + appareillage et câblage MAGELIS visual Choix bal A.T.V AV-AR 0-10 V Voyant ATU de mise sous tension Capteur porte Réducteur MAS Cap Bal0 Capt Bal Capt Bal 0 Porte fermée P.C P.O 24 ba

Synoptique du magasin à balancelles : Vue intérieure: Réducteur Chaîne cinématique Moteur

Actigramme A-0 Amener la balancelle devant la porte Réseau électrique Mode auto/manu Unité de dialogue Acc ,dec Vitesse Dialogue Magelis,pupitre W C R E Amener la balancelle devant la porte Balancelle à amener Balancelle amenée magasin à balancelle

Actigramme A0 C R W E COMMUNIQ ER DIALOGUER N° Balancelle Afficheurs N° Balancelle Pupitre de commande TRAITER LES DONNEES Unité de dialogue + Pupitre de commande Consigne 0-10 V AV-AR Compte rendu Automate MODULER l’énergie Energie modulée 230 V mono Balancelle à amener Variateur De vitesse Balancelle amenée AGIR sur la matière d’œuvre Capteurs: Bal Bal 0 porte ACQUERRIR les états du système Moteur Vitesse moteur Capteurs

Schéma d’ensemble 24 balancelles repartis toute au long de la chaîne Moto réducteur Chaîne 3 Chaîne 2 Chaîne 1 AR AV

But de l’étude  Le magasin de stockage à automatiser, comprend 24 éléments de rangement. L’opérateur doit pouvoir sélectionner le bac au moyen d’un terminal de dialogue. La motorisation est assurée par un moteur asynchrone piloté par variateur de vitesse. Le traitement des informations est assuré par automate programmable.

Caractéristique partie opérative Réseau à disposition : Nous avons à notre disposition un réseau monophasé 230V ,50 Hz. Caractéristiques générales : Nombre total de balancelles : 15 Masse d’une balancelle a vide : 2 kg Charge utile maximale par balancelle : 10 kg Vitesse maximale de déplacement : 0.11 m/s Accélération maximale : 0.03 m/s²

Cycle de fonctionnement Mode automatique : En l'absence de toute demande par l'opérateur, la balancelle " 0 " doit être présente devant le guichet de l'armoire. L'opérateur sélectionne la balancelle désirée, en entrant par un terminal de dialogue, le numéro de cette dernière.

Cycle de fonctionnement Les balancelles se mettent alors en mouvement, dans le sens qui permet d'amener le plus rapidement possible devant le guichet, celle demandée. Lorsque la balancelle demandée est positionnée devant le guichet, l'opérateur peut alors y accéder en ouvrant la porte du guichet.  

Cycle de fonctionnement Quand l'opérateur referme la porte du guichet, deux possibilités sont offertes : 1ère possibilité : L'opérateur demande immédiatement une nouvelle balancelle. ( les balancelles se mettent à nouveau en mouvement, pour amener le plus rapidement possible la balancelle demandée ) 2ème possibilité : Retour automatique à la balancelle " 0 ", après une temporisation.

Cycle de fonctionnement mode manuel : Un mode de fonctionnement manuel doit être possible, permettant de mettre les balancelles en mouvement, par simple action sur un bouton poussoir. Sécurité :  Les balancelles ne peuvent pas se mettre en mouvement, tant que la porte du guichet n'est pas refermée.

Travail réalisé

Schéma de puissance et de commande

Schéma de puissance

Schéma de commande

Schéma de commande

Bornier

Partie opérative

Etude de la partie mécanique D'aprés notre cahier des charges on en déduit : -vitesse de rotation du moteur : formule : V=Ώ×R V en (m/s),  en rad/s, R en m Resultat aprés applicaton:1404 tr/min

Suite -puissnace utile du moteur : Pu = F . V = m . g . V Pu en W, F en N, V en m/s, m en kg, g gravité ,  rendement chaîne cinématique Cas le plus défavorable : 12 balancelles chargées et 12 balancelles vides. Pmoteur = Pu/total = Pu/ 1. 2 Resultat aprés applicaton: 314 W

Suite -couple du moteur Pm = Cm .  ; Cm = Pm/ Pm en W,  en rad/s, Cm en N.m Cm = 314/(2 . 1404/60) Resultat aprés applicaton: 2,13 N,m

Choix du moteur Caractéristiques du moteur choisi : Caractéristiques du moteur existant :   P = 0.37 kW N = 1425 tr/min U = 230/400V  = 70% Cos  = 0.7 Référence : LS71L P = 0.37 kW N = 1390 tr/min U = 220/380V  = 65% Cos  = 0.73 Référence : LS63L2   Les deux moteurs sont similaires.

Partie commande

Choix du variateur de vitesse Critères de choix :   -Nous avons un moteur d’une puissance de 0.35 KW. -Nous avons un réseau 230 v /50 Hz. -Avec un courant en ligne de 1.12 A Comparaison : Caractéristiques du variateur choisi : Caractéristiques du variateur existant :   P= 0.75kW U= 200/240V Référence : ATV11HU18M2E Référence : ATV18U18M2  

Dimensionnement de l’automate Bilan des entrées et sorties Les entrées Tout ou Rien sont au nombre de 13.   Les sorties Tout Ou Rien sont au nombre de 3. Les sorties analogiques sont au nombre de 1.

Choix de l’automate Il doit pouvoir gérer 12 entrées et 5 sorties ainsi que 3 variables « mot ». Etre compatible avec le réseau 230V ~ mono à notre disposition.

D’apres notre catalogue celui qui corespond le mieux est: Choix A.P.I. D’apres notre catalogue celui qui corespond le mieux est: TSX MICRO 37 22 001 + le module TSX DMZ 28DR 16 entrée/12 sortie à relais

Justification et autre solution: Choix de son alimentation: 100…240V alternatif TSX 22 et pas 21 : Car on a besoin d’une sortie analogique 0-10V Autre solution le : TSX 37 22 101 qui offre une alimentation 24V continue

Dimensionnement de KM1 Classe de fonctionnement: AC3 car moteur+variateur Courant assigné d’emploi: 2.1A Ieff en ligne Tension assigné d’emploi+usuelle d’emploi: 220V réseau / 24V continu Nombre de pôles: 2 pôles normalement ouvert Référence : LC1 D09 00 BD

Grafcets

Grafcet de sécurité

Grafcet de conduite

Grafcet de production normal

Grafcet d’initialisation

Essais

Protocole de mesure D’une tension MLI en sortie du variateur : - Matériel : * un oscilloscope (sonde différentielle déjà intégrée avec réglage automatique du calibre)+câble PC *un ordinateur ATV18 Moteur OK

Protocole de mesure D’un courant - Matériel : ATV18 Moteur OK Pince ampèremétrique D’un courant - Matériel : * un pince ampèremétrique (1/100) * un oscilloscope (OK) + câble PC * un ordinateur

Conclusion

Mesures