1Tronconneuse Automatique

ROYAUME DU MAROCMINISTERE DE LEDUCATION

NATIONALEAcadmie de CasablancaDLGATION DE MOHAMMEDIA

Lyce Technique Mohammedia

Matire : Science de lIngnieur A.T.C - Pr.MAHBABSection : Sciences et Technologies lectriques Systme n1

Sujet : Le sujet comporte au total 16 pages. Le sujet comporte 3 types de documents :

Pages 01 03 : Socle du sujet comportant les situations dvaluation (SEV).Pages 04 07 : Documents ressources portant la mention.Pages 09 16 : Documents rponses portant la mention.

16 pages

3 Fiches cours : Fiche cours n1 GRAFCET Fiche cours n2 LORGANIGRAMME Fiche cours n3 SYSTEME MINIMUM

8 pages

2 Rappels: Rappel n1 Gnralits sur les capteurs Rappel n2 Les Capteurs T.O.R

4 pages

4 TD: TD n1 Commande dun chariot TD n2 Commande dun chariot TD n3 Tri de caisses TD n4 Commande de 2 chariots

11 pages

Nombre de pages : 40 CLASSES : 2 STE

DREP XXDRES XX

TRONONNEUSE AUTOMATIQUE

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Systmen1

Trononneuse automatique Lyce Technique MohammediaClasse : 2STE Prof : MAHBAB

SujetA.T.C

1- PRESENTATION DU SYSTEME :La figure 1 reprsente un systme de trononnage utilis pour le dcoupage des barres

daluminium en forme de profil : U2- FONCTIONNEMENT ET DESCRIPTION DU SYSTEME :

Le systme permet le dcoupage dune barre en 20 morceaux de longueur prdtermine.Le fonctionnement est le suivant : La barre est introduite manuellement entre les deux rouleaux ; sa prsence est dtecte

par le capteur S5. Laction sur le bouton poussoir S1 met le moteur Mt1 en marche. Le dispositif davance

entrane la barre; Lorsque celle ci actionne le capteur S2. Le moteur Mt1 sarrte et le vrin pneumatique

C1 provoque le serrage de la barre grce un dispositif appropri. Une fois la barre est serre (capteur S3 actionn), le moteur Mt2 fonctionne et le vrin

pneumatique C2 fait descendre le dispositif de trononnage. La fin du trononnage est dtecte par le capteur S4 provoquant ainsi larrt du moteur

Mt2 et la rentre de la tige du vrin C2, (dtecte par le capteur S6). Lorsque le capteur S6 est actionn, la barre est desserre (rentre de la tige du vrin C1). Lorsque celle ci actionne le capteur S7. Le compteur est incrment de 1. Le comptage des morceaux dcoups se fait par un compteur N modulo 32.

Le cycle dcrit prcdemment se rpte tant que le nombre de morceaux dcoups resteinfrieur 20; dans le cas contraire, on provoque larrt du systme et linitialisation ducompteur. Pour des raisons de scurits, la barre ne peut avancer que si le moteur Mt2 est enposition haute.

Les moteurs Mt1 et Mt2 sont respectivement aliments par des contacteurs KM1 et KM2.

TRONONNEUSE AUTOMATIQUE

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Systmen1


SujetA.T.C

RESSOURCES A EXPLOITER : DRES 01 page 04,Description et Fonctionnement pages 01.

Rpondre sur le document DREP 01 page 081. Citer la fonction globale du systme.2. Quel type dnergie reoit le systme.3. Donner le rle des organes de contrles S2, S3, S4 et S5.4. Donner la nature de linformation dlivre par ces capteurs.

1. Le F.A.S.T. du DREP 01 page 08 dfinit la fonction globale (FG) du systme tudi.Indiquer sur le document DREP 01, pour chacune des fonctions principales le processusqui lui est associ.

2. Indiquer sur le document DREP 03 page 10, les constituants de la partie oprative et lesconstituants de la partie commande.

RESSOURCES A EXPLOITER : DRES 02 page 05Les capteurs S2, S3, S4, S5, S6 et S7 sont des dtecteurs (ou interrupteurs) de position

action mcanique. Linformation dlivre par ces capteurs doit tre filtre et mise en forme ;pour cela on utilise le montage du document ressource DRES 02 page 05.

Rpondre sur le document DREP 02 page 91. Dcrire le fonctionnement de ces capteurs.2. Donner le nom et le rle des blocs F1, F2, F3 et F4.

1. En se rfrant au DRES 01 page 04 et au document de la page 01, complter sur ledocument DREP 02 page 9 ,le GRAFCET du point de vue systme traduisant lefonctionnement normal de la trononneuse.

2. En se rfrant au DRES 01 page 04 et au GRAFCET du point de vue systme, compltersur le document DREP 03 page 10, le GRAFCET du point de vue partie commandetraduisant le fonctionnement normal de la trononneuse.

1. En se rfrant au DRES 01 page 04 et au GRAFCET du point de vue systme, compltersur le document DREP 04 page 11 ,lorganigramme traduisant le fonctionnement normalde la trononneuse systme.

2. En se rfrant aux DRES 01,02 page 04, 05 et au GRAFCET du point de vue partiecommande, complter sur le document DREP 05 page 12 lorganigramme traduisant lefonctionnement normal de la trononneuse (point de vue PIC 16F84).

Tche 1 / ptsAnalyse fonctionnelle globale

ANALYSE FONCTIONNELLESEV 1 / pts

Tche 2 / ptsF.A.S.T du systme

Tche 2 / ptsGRAFCET

Tche 1 / ptsANALYSE DE LA CHAINE DACQUISITIONETUDE PARTIELLE DE CHINE DINFORMATIONSEV 2 / pts

Tche 3 / ptsORGANIGRAMME et PROGRAMME

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Systmen1


SujetA.T.C

3. En se rfrant lorganigramme traduisant le fonctionnement normal de latrononneuse, complter le programme du document DREP 06 page 13.

RESSOURCES A EXPLOITER : DRES 03, 04 page 06, 07

Rpondre sur le document DREP 07 page 141. Complter le schma cinmatique minimal du dispositif de serrage.2. Complter le reprage des composants de la chane cinmatique suivante du dispositif de

serrage de la barre trononner (9).

Rpondre sur le document DREP 08 page 151. Tracer la chane de cotes relative la condition JA2. Calculer la cote fonctionnelle B2 relative la condition JB3. On se propose de transformer la liaison pivot entre (3) et (10) en remplaant le coussinet

(17) par un roulement une range de billes contact radial.Complter le dessin de cette liaison en assurant ltanchit et en indiquant lesajustements ncessaires.

Rpondre sur le document DREP 09 page 16On donne le dessin de produit fini du corps (1) par la vue de face en coupe A-A et la vue

de droite sans les dtails cachs.1. Complter la vue de dessus du corps (1) sans les dtails cachs.

TRANSMISSIONSEV 3 / pts

Tche 1 / ptsSchma cinmatique

Tche 2 / ptsCotation fonctionnelle et tude de conception

Tche 3 / ptsDtermination dun composant du dessin densemble

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Systmen1


SujetA.T.C

Mouvement Actionneur PractionneursPositionner la barre Mt1 KM1Serrer la barre Vrin C1 12 M1desserrer la barre 14 M1

Vrin C2 12 M2Couper la barre Mt2 KM2Positionner la trononneuse en haut Vrin C2 14 M2Compteur N Case mmoire 0C H

Compte-rendu et Ordre CapteurDpart cycle Bouton poussoir S1Barre positionne Dtecteur mcanique levier S2Barre serre Dtecteur mcanique levier S3Barre coupe Dtecteur mcanique levier S4Prsence barre Dtecteur mcanique levier S5Trononneuse positionne en haut Dtecteur mcanique levier S6Barre desserre Dtecteur mcanique levier S7

La commande du systme est faite par le PIC 16F84

Le microcontrleur reoit les informations issues des capteurs et les consignes sur unPORT dentre, les traite et labore les ordres pour commander les actionneurs qui sontconnects sur un PORT de sortie.

DRES 01 IDENTIFICATION DES ELEMENTS DU SYSTEME

S1RB0S2RB1S3RB2S4RB3S5RB4S6RB5S7RB6

12 M2 RA4

KM1 RA0KM2 RA112 M1 RA214 M1 RA3

16F84

14 M2 RB7

Broches programmesen sortie, pourcommander lesactionneurs Mt1, Mt2,vrin C1 et vrin C2.

Broches programmesen entres, pouracqurir les consignes(S1) et lesinformations issuesdes capteurs (S2, S3,S4, S5, S6 et S7).

COMMANDE DU SYSTEME

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Systmen1


SujetA.T.C

Le relais KM1 est command par la broche RA0 du microcontrleur ; le PIC 16 F 84.Si RA0 = 1 alors le transistor est satur, la bobine du relais KM1 est excite ; les contacts sontferms et le moteur Mt1 est aliment (Action : Positionner la barre).

Les broches RA0, RA1, RA2, RA3, RA4 et RB7 sont utilises pour commander respectivementle moteur Mt1, le moteur Mt2, le vrin C1 et le vrin C2. Donc le PORTA et la broche RB7 duPORTB doivent tre programms en SORTIE.

Le capteur S5 est utilis pour dtecter la prsence de la barre.Lorsque la barre est introduite entre les 2 rouleaux, par contact, linterrupteur S5

(capteur) se ferme. La diode sallume, le phototransistor se sature et RB1 passe 1(compterendu : barre positionne).

Les informations concernant lordre dpart cycle, ltat de la barre et de latrononneuse sont fournies par le bouton S1 et les capteurs S2, S3, S4, S5, S6 ,S7 . Cesinformations sont acquises sur les broches RB0, RB1, RB2, RB3, RB4, RB5 et RB6. Donc le PORTBdoit tre programm en ENTREE sauf la broche RB7 qui doit tre programme en SORTIE.

DRES 02 Commande des actionneurs (Mt1)Ph1Ph2Ph3

220V-380V

RA0

5v

KM1

R

Mt1

5v

R3S5 R1R2

C

74HC14RB1

F1 F2 F3 F4

24v

Acquisition de prsence

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Systmen1


SujetA.T.C

Le vrin C1 entrane la crmaillre (4) en translation ce qui provoque le bridage de labarre trononner grce lexcentrique (6) et au tampon (5).

Rp Nb Dsignation Matire Observation1 1 Corps2 1 Roue dente3 1 Roue dente4 1 Crmaillre5 1 Tampon6 1 Excentrique7 1 Support guide8 1 Semelle9 1 Barre trononner10 1 Guide crmaillre11 1 Coussinet Cu Sn912 1 Clavette disque13 1 Rondelle14 1 Ecrou HM 1015 1 Ecrou16 1 Vrin pneumatique C117 1 Coussinet Cu Sn918 1 Anneau lastique19 1 Clavette parallle20 1 Ressort

DRES 03 Nomenclature du dispositif de serrage

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Systmen1


SujetA.T.C

DRES 04 Le dispositif de serrage de la barre

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Systmen1


SujetA.T.C

ANALYSE FONCTIONNELLE GLOBALE1. Citer la fonction globale du systme..

2. Quel type dnergie reoit le systme..

3. Donner le rle des organes de contrles cits ci-dessous.S2 : S3 : S4 : S5 : ..

4. Donner la nature de linformation dlivre par ces capteurs..

F.A.S.T du systme

FP1

FP2

FP3

FP4

Dcouper des barres daluminium enforme de profil : U

PROCESSUS

Positionner la trononneuse

Positionner la barre

Serrer la barre

Couper la barre

FG

DOCUMENT A RENDREDREP 01

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Systmen1


SujetA.T.C

ANALYSE DE LA CHAINE DACQUISITION1. fonctionnement de ces capteurs.

......

2. Donner le nom et rle des blocs suivants : F1 :

Nom : Rle : F2 :

Nom : Rle : F3 :

Nom : Rle : F4 :

Nom : Rle :

GRAFCET du point de vue systme


1

2

..3

..

0 Compteur 0

..

Trononneuse positionne en haut4 Positionner la trononneuse enhaut

Nombre de morceaux < 20

6 ..

5 ..

Nombre demorceaux = 20

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Systmen1


SujetA.T.C

GRAFCET du point de vue P.C

Constituants de la P.O et de la P.C

1

2

3

0 N : = 0

S64 14 M2

N < 20

6

N = 20

5


Partie oprativeActionneurs :Practionneurs :Capteurs :Processus Commander :Effecteurs :

Constituantsopratifs

P.O

Constituantsde commande

P.C

Ordres

Informations

Consigne :

Partie Commande

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Systmen1


SujetA.T.C

OrganigrammeDOCUMENT A RENDREDREP 04

Dbut

.et .

.

..

Compteur 0

.

.

.

Positionner la trononneuse en haut

Trononneuse positionne

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Systmen1


SujetA.T.C

Organigramme (point de vue PIC)Dbut

..

Configuration du PIC

PORTA 00 HN 00 HRB7 0

RA0 0..

......

......

RA3 1RB7 0

....

N = 20

Prsence barre et

..

Systme au repos (aucune action)Compteur N 0

Positionner la barre

Barre positionne ?

Serrer la barre

Barre serre ?

Barre coupe ?

Positionner latrononneuse en haut

Trononneuse positionne ?

Barre desserre ?

Incrmenter le compteur


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Systmen1


SujetA.T.C

InitialisationInit .. ; accs la BANK 0

.. ; PORTA en sortie.. ;.. ; configuration du PORTB.. ; accs la BANK 1

Programme principalDEBUT CLRF PORTA ; tat de repos (aucune action)

BCF PORTB, 0 ;CLRF 0x0C ; Compteur 0

LAB1 MOVF PORTB, W ; Prsence barreANDLW B00010001 ;SUBLW B00010001 ; Dpart cycleBTFSS STATUS, Z ;GOTO LAB1 ;

Reprendre .. ; positionner la barreLAB2 .. ; barre positionne

.... ;.. ; serrer la barre

LAB3 .. ; barre serre.... ;.. ;.. ; couper la barre

LAB4 .. ; barre coupe.... ;.. ;.. ; positionner la trononneuse

LAB5 .. ; trononneuse positionne.... ;.. ; desserrer la barre

LAB6 .. ; barre desserre.... ;INCF 0x0C, 1 ; incrmenter compteurMOVF 0x0C, W ;SUBLW D20 ;BTFSS STATUS, Z ; Compteur = 20GOTO Reprendre ; couper encore la barreGOTO DEBUT ; la barre est coupe en 20 morceauxEND ; fin du fichier


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Systmen1


SujetA.T.C

Composants de la chane cinmatique

Reprage des Composants de la chane cinmatique


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Systmen1


SujetA.T.C

Cote relative la condition JA

Calculer la cote fonctionnelle B2 relative la condition JBCALCUL :

........

Etude de conception


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Systmen1


SujetA.T.C

Dtermination dun composant du dessin densembleDOCUMENT A RENDREDREP 09

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TraiterF.cours n1

Trononneuse automatique LE GRAFCETClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

LE GRAFCET1- Structure d'un systme automatis :Un systme automatis se compose de deux parties qui cooprent:

une partie oprative constitue du processus commander, des actionneurs qui agissentsur ce processus et des capteurs permettant de mesurer son tat.

une partie commande qui labore les ordres pour les actionneurs en fonction desinformations issues des capteurs et des consignes. Cette partie commande peut treralise par des circuits cbls, ou par des dispositifs programmables (automates,calculateurs)

2- Cahier des charges d'un automatisme logique :Le cahier des charges dcrit:

les relations entre la partie commande et la partie oprative. les conditions dutilisation et de fonctionnement de lautomatisme.

Le fonctionnement dun automatisme squentiel peut tre dcompos en un certainnombre dtapes. Le passage (ou transition) dune tape une autre tape se fait larrivedun vnement particulier (rceptivit) auquel le systme est rceptif.

3- GRAFCET :3.1- Dfinition :

Le GRAFCET (Graphe de Contrle Etape-Transition) est un outil graphique normalispermettant de spcifier le cahier des charges dun automatisme squentiel. On peut utiliser 2niveaux successifs de spcifications: GRAFCET niveau1: spcifications fonctionnelles. On dcrit lenchanement des tapes sans

prjuger de la technologie. GRAFCET niveau2: on ajoute les spcifications technologiques et oprationnelles.

Le GRAFCET est une reprsentation alterne d'tapes et de transitions. Une seule transitiondoit sparer deux tapes.

Une tape correspond une situation dans laquelle les variables de sorties conserventleur tat. Les actions associes aux tapes sont inscrites dans les tiquettes. Une transition indique la possibilit d'volution entre deux tapes successives. A chaque

transition est associe une condition logique appele rceptivit.

Constituantsopratifs

P.O

Constituantsde commande

P.COrdres

InformationsConsignes

X

Y3

2 EtiquetteEtape

TransitionRceptivit

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TraiterF.cours n1


Lyce.TMohammedia

3.2- Rgles de syntaxe :Rgle N1 : situation initiale

Cette reprsentation indique que l'tape est initialement active( la mise sous tension de la partie commande).

Rgle N2 : franchissement d'une transition Une transition est franchie lorsque l'tape associe est active et la rceptivit associe cette transition est vraie.Rgle N3 : volution des tapes activesLe franchissement d'une transition provoque simultanment : la dsactivation de toutes les tapes immdiatement prcdentes relies cette transition, l'activation de toutes les tapes immdiatement suivantes relies cette transition.

Rgle N4 : transitions simultanesPlusieurs transitions simultanment franchissables sont simultanment franchies.

Rgle N5 : activation et dsactivation simultanesUne tape la fois active et dsactive reste active.

3.3- Structure de base :

3.3.1. Divergence et convergence en ET (squences simultans) :

Divergence en ET : lorsque la transition A est franchie, les tapes 21 et 24 sont actives.Convergence en ET : la transition B sera valide lorsque les tapes 23 et 26 seront actives.Si la rceptivit associe cette transition est vraie, alors celle-ci est franchie.REMARQUES : Aprs une divergence en ET, on trouve une convergence en ET. Le nombre de branches parallles peut-tre suprieur 2.

A

B

25

24.

26

22

21.

23

20.

Transition B

Transition A

Convergence en ET

Divergence en ET

0

T2

T3

2.

3T2

T3

X = 02

.3

T2

T3

X = 13

2.

Etape 2 active T2 valide

La rceptivit de T2 = 0 T2 nest pas franchie

La rceptivit deT2 = 1 T2 estfranchie, alorstape 3 active ettape 2 dsactive

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TraiterF.cours n1


Lyce.TMohammedia

La rceptivit associe la convergence peut-tre de la forme = 1. Dans ce cas latransition est franchie ds qu'elle est active.

3.3.2. Divergence en OU (aiguillage) :

Divergence en OU : l'volution du systme vers une branche dpend des rceptivits A et Bassocies aux transitions.Convergence en OU : aprs lvolution dans une branche, il y a convergence vers une tapecommune.

REMARQUES : A et B ne peuvent tre vrais simultanment (conflit). Aprs une divergence en OU, on trouve une convergence en OU. Le nombre de branches peut-tre suprieur 2. La convergence de toutes les branches ne se fait pas obligatoirement au mme endroit.

3.3.3. Saut en avant (saut de phase) 3.3.4. Saut en arrire (reprise de phase)

BA

25

24.

26

22

21.

23

20.

Convergence en OU

Divergence en OU

Transition BTransition A

Le saut en avant permet de sauterune ou plusieurs tapes lorsque les actions raliser deviennent inutiles

f30

.

g

h

i33

32

31. j

Le saut en arrire permet dereprendre une squence lorsque lesactions raliser sont rptitives

a10

.

b

c

d13

e

12

11.

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TraiterF.cours n2

Trononneuse automatique LORGANIGRAMMEClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

LORGANIGRAMME1- Organigramme:

1.1- Dfinition :Lorganigramme est la reprsentation graphique de lalgorithme, il permet de

reprsenter chaque opration lmentaire au moyen dun symbole graphique normalis.1.2- Symboles de test logique :

Lopration de test logique se fait sur une condition. Le rsultat de cette opration implique lechoix dune voix parmi plusieurs. Le symbole de test logique est couramment employ pourreprsenter une dcision ou un aiguillage.

1.3- Symboles de traitement :

Symbole de renvoi utilis 2fois pour assurer la continuitlorsquune partie de la ligne

de liaison nest pasreprsente

Opration ou groupedoprations sur des donnes,instructions ou opration pour

laquelle il nexiste aucunsymbole normalis.

Commentaires : symboleutilis

pour donner des indicationsmarginales

Groupe doprationsconsidres comme une seuleopration sous programme.

Dbut dun programme Fin dun programme

1.4- Rgles de construction : Centrer lorganigramme sur une feuille. Construire lorganigramme afin que sa lecture seffectue verticalement. Les lignes de liaison entre symboles ne doivent pas en principe se couper. Une ligne de liaison doit toujours arriver sur le haut et au centre dun symbole. Les commentaires sont placer de prfrence droite, et les renvois de branchement

gauche.

ConditionOui Non

ConditionOui

Non

ConditionOui

Non

FinDbut

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TraiterF.cours n2


Lyce.TMohammedia

2- Structures algorithmiques lmentaires:2.1- La structure squentielle ou linaire :

Algorithme OrganigrammeOpration 1Opration 2||Opration n

2.2- La structure conditionnelle ou alternative :2.2.1- Cas dune slection simple:

Algorithme Organigramme- Si condition vraie alors

Opration 1Si non

Opration 2- Fin si

Remarques : La condition doit forcment snoncer au moyen dune prposition logique Lune des deux opration peut ne pas exister, ce qui fait disparatre le sinon.

2.2.2- Cas dune slection multiple:Algorithme

- Selon casCas 1 : Opration 1Cas 2 : Opration 2|Cas n : Opration n

AutrementOpration n+1

- Fin selonOrganigramme

Opration 1

Opration 2

Opration n

ConditionVraie ?

Oui Non

Opration 1 Opration 2

Oui

Oui

Non

Oui

Non

Condition2 vraie ?

NonOpration 1

Opration 2

Opration n Opration n+1

Condition1 vraie ?

Conditionn vraie ?

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TraiterF.cours n2


Lyce.TMohammedia

Remarques : Le autrement disparat si lopration n+1 nexiste pas. Si n est grand, lorganigramme devient trs important et mal adapt.

2.3- La structure itrative ou de rptition :2.3.1- Cas dune rptition non contrle :

Algorithme Organigramme- Itrer

Opration 1Sortir si condition vraieOpration 2

- Fin ItrerIl sagit dune structure de boucle pour laquelle

on ne peut sortir que si la condition est remplie.Remarque : deux cas particuliers sont trs courantsCas 1 : lopration 1 nexiste pas, la structure de la boucle se dcrit alors de la faon suivante :

Algorithme Organigramme- Tant que condition fausse

Faire opration 2- Fin tant que

Cas 2 : lopration 2 nexiste pas, la structure de la boucle se dcrit alors de la faon Suivante :Algorithme Organigramme- Rpter

Opration 1- Jusqu ce que condition vraie

2.3.2- Cas dune rptition contrle : Il sagit dune structure de boucle volue qui se rpte un nombre limit de fois, dfini aupralable. Elle peut se dcrire de la faon suivante :

Algorithme Organigramme- Pour I de I1 I2

Faire opration- Fin pour

I = I2 ?Oui

Non

I I1

Opration

I I + 1

Oui

Non

Opration 1

Opration 2

ConditionVraie ?

Oui

Non

Opration 2

ConditionVraie ?

Oui

Non

Opration 1

ConditionVraie ?

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TraiterF.cours n3

Trononneuse automatique Systme microprocesseurClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

Systme microprocesseur1- Systme minimum :

1.1- CPU :Lunit centrale de traitement Central Unit Processor effectue le traitement des

donnes et excute les programmes.Les oprations de bases ralises par la CPU sont : Oprations logiques: AND, OR, XOR, Inversion Oprations arithmtiques : Addition, soustraction, incrmentation, dcrmentation Dplacement et transfert de donnes.

La CPU gnre 3 bus : Bus de donnes : bus bidirectionnel qui transporte les donnes. Bus dadresse : bus unidirectionnel qui transporte les adresses. Bus de contrle : bus qui transporte les diffrents signaux de contrles ncessaire au

fonctionnement du systme.Exemple de P : Z80 Z8000 de Zilog 6809 68000 de Motorola 8085 8086 de Intel

1.2- RAM :Mmoire accs alatoire -de langlais Random acces memory permet de stocker les

variables, les donnes et les programmes temporaires. Cest une mmoire volatile lecture et criture.

Exemple de RAM: RAM 6164 de capacit 8 k octets1.3- ROM :

Mmoire non volatile lecture seule de langlais Read Only Memory- permet de stockerdes programmes et des donnes constants.

Exemple de ROM : EPROM 2764 de 8 k octets1.4- Interface dentres sorties :

Permet de communiquer avec le monde extrieur (Imprimante, disque dur, Ecran,Clavier), travers des lignes dentres sorties appeles PORT.

Exemple dinterface dE/S : PIA 6821 de Motorola - PIO 8255 de Intel

Horloge

PORT A

PORT B

Bus de contrle

Bus dadresses

Bus de donnes

ROM RAM PIOCPU

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TraiterF.cours n3

Trononneuse automatique Systme microprocesseurClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

2- Les microcontrleurs : Les microcontrleurs sont des composants programmables. Ils intgrent dans un seulbotier l'environnement minimal d'un systme microprocesseur (l'UC, la RAM, l'EPROM et lesinterfaces). Ils sont prsents dans la plupart des systmes lectroniques embarqus ou ddis une application unique. Il en existe de nombreux modles diffrents , parmi les plus courants :le 8051 de Intel, le 68HC11 de Motorola... et les PIC de Micro chip.

3- Description gnrale du PIC 16F84 :Le synoptique simplifi est donn ci-contre.

EEPROM de Programme :Cette mmoire stock le programme.

RAM :Cette mmoire stock les variables et les donnes temporaires.

EEPROM de donnes :Cette mmoire stock les constantes et les donnes semi permanentes.

Timer :Cest compteur modulo 256 8 bits

PORTA et PORTB :Pour communiquer avec l'extrieur le PIC16f84 dispose de 2 ports : PORTA et

PORTB. Les ports sont bidirectionnels, ce qui signifie qu'ils peuvent tre configurs et utilisscomme des entres ou des sorties. Le microcontrleur reoit les informations sur un portd'entre :

informations logiques issues de capteurs sur un ou plusieurs bits d'un port d'entre, informations numriques codes sur 8 bits sur un port entier. informations analogiques variables dans le temps, si le PIC est dot d'un

convertisseur analogique / numrique.Le microcontrleur traite ces donnes et les utilisent pour commander des circuits qui

sont connects sur un port de sortie.

CPURAMMEMOIREPROGRAMME

HORLOGE

EEPROM

TIMER

PORTB

PORTA

RB0RB1RB2RB3RB4RB5RB6RB7

RA0RA1RA2RA3RA4

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AcqurirRappel n3

Trononneuse automatique Les CapteursClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

Gnralits sur les capteurs1- Dfinition :

Un capteur est un dispositif qui transforme une grandeur physique ( lumire , temprature ,pression ..) qui il est soumis , en image lectrique ( tension , courant , impdance..).Si lagrandeur physique est dsigne par m comme mesurande, limage lectrique est dsigne parS, on aura : S= f (m)

S : Grandeur de sortie ou rponse du capteur. m : Grandeur dentre ou mesurande.

2- Rponse dun capteur :La mesure de S doit permettre de connatre la valeur de m. La relation S=f (m) rsulte des

loi physique qui rgissent le capteur. Pour faciliter lexploitation on sefforce de raliser lecapteur ou lutiliser en sortie quil tablit une relation linaire entre S de la grandeur de sortieet m de le mesurande : S = s m s : sensibilit du capteur.

3- Diffrents type de capteurs :Le capteur se prsente vu de sa sortie :

Soit comme un gnrateur, s tant alors une charge, une tension ou un courant,le capteur est dit alors capteur actif.

soit comme une impdance ,s tant alors une rsistance ,une inductance ou unecapacit ,le capteur est dit alors capteur passif .

Il existe diffrents types de sortie de capteur : Capteur tout ou rien : la sortie prsente un niveau bas et un niveau haut. Capteur analogique : les informations acquises par le capteur sont dlivres sous

forme analogique. Capteur numrique : les informations acquises par le capteur sont dlivres sous

formes numrique et peuvent tre traits directement par un calculateur.3- Caractristiques dun capteur :

Rsolution :Elle correspond la plus petite variation du mesurande que le capteur peut dtecter.

Sensibilit :Elle est calcule autour dune valeur mi constante du mesurande, par rapport de la

variation S de la grandeur de sortie la variation m du mesurande:s=S/m pour mi=m

Linarit :Le capteur est linaire dans une plage dtermine du mesurande, si sa sensibilit est

indpendante de la valeur du mesurande, alors le signal lectrique tout le long de la chane demesure est proportionnel la variation du mesurande.

ACQURIR LESINFORMATIONS

Signal lectrique

Capteur

Grandeurs physiques ouconsignes

/ 2

AcqurirRappel n3

Trononneuse automatique Les CapteursClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

Prcision :Un capteur est prcis si la mesure de la grandeur physique est proche de la valeur vraie

de le mesurande.Fidlit :

Un capteur est fidle si le mesurage dune mme valeur inconnue a t rpt n fois,donne la mme rponse (mme rsultat).

4- Diffrents type de signaux dlivrs par un capteur :4.1- Le signal logique :

4.2- Le signal analogique :

4.3- Le signal numrique:

Signal numrique sur 3 bitsCe signal est une combinaison dtat logique. A chaque combinaison correspond une

valeur en tension. Le capteur numrique prsente l'avantage d'tre utilisable par des systmesnumriques. La prcision obtenue dpend de la rsolution du capteur.

E

S1

0

Ce signal ne peut prendre que deuxvaleurs binaires 1 ou 0 (vrai oufaux, prsent ou absent).Il est appel tout ou rien (T.O.R).

E

S

0

Ce signal lectrique est proportionnelau phnomne physique mesur.Lutilisation dun capteur analogiquen'est pas possible avec des systmesnumriques.

E

S

000001010011100101110111

t

S210

t

S110

t

S010

N=101 N=010 N=001 N=100 N=111

/ 2

AcqurirRappel n4

Trononneuse automatique Capteurs T.O.RClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

Capteurs T.O.R1- Dtecteur (ou interrupteur) de position action mcanique:

2- Dtecteur de proximit photolectrique (montage barrage ou reflex) :

3- Dtecteur magntique ou interrupteur lame souple (I.L.S) :

Positionou prsence Acqurir linformation surune position ou la prsence

dun objet magntiqueSignal logique

Dtecteur magntique (I.L.S)

Schmatisation :Fonctionnement :

Sans contact

Prsence de champ magntique :Contact ferm

Absence de Champ magntique :Contact ouvert


dun objet quelconque

Signal logique

Dtecteur photolectriqueSchmatisation :

Montage en barrage Montage reflex

Trajectoire cible Trajectoire cibleFonctionnement : +

-

Organe decommande

Schmatisation :

A poussoir A levier galet


dun objet quelconqueSignal logique

Dtecteur de position actionmcanique

Organes de commande

A galet

/ 2

AcqurirRappel n4

Trononneuse automatique Capteurs T.O.RClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

4- Dtecteur de proximit inductif :

5- Dtecteur de proximit capacitif :

5- Caractristiques des capteurs de proximit :Le choix dun dtecteur de proximit dpend : de la nature du matriau constituant lobjet dtecter, de la distance de lobjet dtecter, des dimensions de lemplacement disponible pour implanter le dtecteur.

Tension d'alimentation : de 12V 48V continu de 24 240V alternatif.

Technique de raccordement 2 fils et 3 fils.

Signal logiquePositionou prsence Acqurir linformation surune position ou la prsencedun objet mtallique

Dtecteur de proximit inductif

Schmatisation :Lorsque la pice mtalliqueest place dans le champlectromagntique, descourants induits arrtent lesoscillations

+Fonctionnement :

-

Signal logiquePositionou prsence Acqurir linformation surune position ou la prsencedun objet quelconque

Dtecteur de proximit capacitif

Schmatisation :Lorsque la pice est placedans le champ lectrique,les oscillations sarrtent.

+Fonctionnement :

-

/ 2

TraiterTD n1

Trononneuse automatique GRAFCET - PICClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

COMMANDE DUN CHARIOTCahier des charges :

Aprs lordre de dpart cycle dcy , le chariot part jusque b, reste en b un temps To de15s puis rentre en a. La commande du systme est ralise par le PIC 16 F 84.

Identification des entres et des sorties :

Action Actionneur Ordres Sortie PICaller droite Moteur D RB0aller gauche Moteur G RB1Temporisation T0 Sous programme T0

Compte-rendu Capteur Mnem. Entre PICchariot gauche Dtecteur mcanique levier a RB2chariot droite Dtecteur mcanique levier b RB3

Consigne Constituant Mnem. Entre PICdpart cycle Bouton poussoir Dcy RB4

GRAFCET point de vu partie oprative GRAFCET point de vu partie commande

1

.

2

.

3

0

1

2

3

0

/ 2

TraiterTD n1


Lyce.TMohammedia

ORGANIGRAMME :

PROGRAMME : ; BANK 1MOVWF TRISB ; Configuration du PORTBBCF STATUS, 5 ; BANK 0

L4 ; ; Arrt du chariot

L1 BTFSS PORTB, 4 ;GOTO L1 ; Dpart cycle ; Aller droite

L2 ; Chariot droite ; ; Arrt du chariot ; Appel du sous Programme Tempo ; Aller gauche

L3 ; Chariot gauche ; ; ReprendreEND ; Fin du fichier

Arrt du chariot

Dpart cycle

Aller droite

Chariot droite

Arrt du chariot

Temporisation

Dbut

Configuration PIC

Non

Non

Non.

Chariot gauche

Aller gauche

/ 3

TraiterTD n2


Lyce.TMohammedia

COMMANDE DUN CHARIOTCahier des charges :

Aprs lordre de dpart cycle dcy , le chariot part jusque b, revient en c, repart en b puisrentre en a. La commande du systme est ralise par le PIC 16 F 84.


Mouvement Actionneur Ordres Sortie PICaller droite Moteur D RB0aller gauche Moteur G RB1

Compte-rendu Capteur Mnem. Entre PICchariot gauche Dtecteur mcanique levier a RB2chariot droite Dtecteur mcanique levier b RB3chariot en position c Dtecteur mcanique levier c RB4

Consigne Constituant Mnem. Entre PICdpart cycle Bouton poussoir Dcy RB5

GRAFCET point de vu partie oprative GRAFCET point de vu partie commande

..

1

..

2

..

..3

...

..

0

..

..4

1

2

3

0

4..

/ 3

TraiterTD n2


Lyce.TMohammedia

ORGANIGRAMME :

Arrt du chariot

Dpart cycle

Aller droite

Chariot droite

Aller gauche

Dbut

Configuration PIC

..

Non

..

..

Non

..

..

..

Non

..

..

Aller droite

Chariot en position cNon

..

..

..

Chariot droite

..

Non

..

..Aller gauche

Chariot gauche

/ 3

TraiterTD n2


Lyce.TMohammedia

PROGRAMME :.. ; BANK 1.. ;.. ; Configuration du PORTB.. ; BANK 0

L1 BCF PORTB, 0 ;BCF PORTB, 1 ; Arrt du chariot

L2 BTFSS PORTB, 5 ;GOTO L2 ; Dpart cycle.. ; Aller droite

L3 .. ; Chariot droite.. ;.. ;.. ; Aller gauche

L4 .. ; Chariot en position c.. ;.. ; Aller droite.. ;

L5 .. ; Chariot droite.. ;.. ;.. ; Aller gauche

L6 .. ; Chariot gauche.. ;.. ; ReprendreEND ; Fin du fichier

/ 4

TraiterTD n3


Lyce.TMohammedia

TRI DE CAISSESCahier des charges :

Un dispositif automatiquedestin trier des caisses de deuxtailles diffrentes se compose d'untapis amenant les caisses, de troispoussoirs et de deux tapisd'vacuation.

Cycle de fonctionnement : Le poussoir 1 pousse lespetites caisses devant le poussoir2 qui, son tour, les transfre surle tapis d'vacuation 2, alors queles grandes caisses sont poussesdevant le poussoir 3, ce dernierles vacuant sur le tapis 3. Poureffectuer la slection des caisses,un dispositif de dtection placdevant le poussoir 1 permet dereconnatre sans ambigut le typede caisse qui se prsente.

La commande est faite le PIC16 F 648 : 2 ports sur 8bits PORTA et PORTBIdentification des entres et des sorties :

Mouvement Actionneur Ordres Sortie PICAvance poussoir 1 Av_P1 RB2Recule poussoir 1 Poussoir 1 Re_P1 RB3Avance poussoir 2 Av_P2 RB4Recule poussoir 2 Poussoir 2 Re_P2 RB5Avance poussoir 3 Av_P3 RB6Recule poussoir 3 Poussoir 3 Re_P3 RB7

Compte-rendu Capteur Mnem. Entre PICP1 en arrire Dtecteur mcanique levier P1_AR RA0P2 en arrire Dtecteur mcanique levier P2_AR RA1P3 en arrire Dtecteur mcanique levier P3_AR RA2Caisse sur tapis 2 Dtecteur mcanique levier C_T2 RA3Caisse sur tapis 3 Dtecteur mcanique levier C_T3 RA4Caisse devant P2 Dtecteur mcanique levier C_P2 RA5Caisse devant P3 Dtecteur mcanique levier C_P3 RA6Grande caisse Dtecteur mcanique levier G RB0Petite caisse Dtecteur mcanique levier P RB1

/ 4

TraiterTD n3


Lyce.TMohammedia

GRAFCET point de vu partie oprative :

GRAFCET point de vu partie commande :

2

3

7

1

5

6

4 .

P1_ARP1_ARP1_AR

.

0

.

.

2

3

7

1

5

6

4

.

0

/ 4

TraiterTD n3


Lyce.TMohammedia

ORGANIGRAMME :

Pas de Recule du poussoir 1Pas de Recule du poussoir 2Pas de Recule du poussoir 3Pas davance du poussoir 1Pas davance du poussoir 2Pas davance du poussoir 3

Dbut

Configuration PIC

Oui

Non

Oui

Non

NonNon

Non

Non

Non

Non

Non

GrandecaissePetitecaisse

Recule du poussoir 1Pas de Recule du poussoir 2Pas de Recule du poussoir 3

P1 en arrire

P3 en arrireP2 en arrire

/ 4

TraiterTD n3


Lyce.TMohammedia

PROGRAMME :BSF STATUS, 5 ; BANK 1MOVLW 0xFF ;MOVWF TISTA ; PORTA en entre.. ;.. ; Configuration du PORTBBC STATUS, 5 ; BANK 0

L1 .. ; Initialisation des practionneurs 0L2 .. ; Grande caisse

GOTO L3 ;GOTO G_c ;

L3 .. ; Petite caisse.. ;

P_c .. ; Avance du poussoir 1L4 .. ; Caisse devant P2

.. ;.. ; Pas davance du poussoir 1.. ; Recule du poussoir 1.. ; Avance du poussoir 2

L5 .. ; Caisse sur tapis 3.. ;.. ; Pas davance du poussoir 2.. ; Recule du poussoir 1.. ; Recule du poussoir 2

L6 .. ; P2 en arrire.. ;.. ;

G_c .. ; Avance du poussoir 1L7 .. ; Caisse devant P3

.. ;.. ; Pas davance du poussoir 1.. ; Recule du poussoir 1.. ; Avance du poussoir 3

L8 .. ; Caisse sur tapis 3.. ;.. ; Pas davance du poussoir 3.. ; Recule du poussoir 1.. ; Recule du poussoir 3

L9 .. ; P3 en arrire.. ;

L10 .. ; Pas de Recule du poussoir 2.. ; Recule du poussoir 1.. ; Pas de Recule du poussoir 3

L11 .. ; P1 en arrire.. ;.. ; Reprendre

END ; Fin du fichier

/ 2

TraiterTD n4

Trononneuse automatique GRAFCETClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

COMMANDE DE 2 CHARIOTSCahier des charges :

Aprs appui sur dpart cycle dcy , les chariots partent pour un aller retour.Un nouveau dpart cycle ne peut se faire que si les deux chariots sont gauche.


Mouvement Actionneur Ordresaller droite ch1 Moteur 1 D1aller gauche ch1 Moteur 1 G1aller droite ch2 Moteur 2 D2aller gauche ch2 Moteur 2 G2

Compte-rendu Capteur Mnem.chariot 1 gauche Dtecteur mcanique levier g1chariot 1 droite Dtecteur mcanique levier d1chariot 2 gauche Dtecteur mcanique levier g2chariot 2 droite Dtecteur mcanique levier d2

Consigne Constituant Mnem.dpart cycle Bouton poussoir Dcy

/ 2

TraiterTD n4

Trononneuse automatique GRAFCETClasse : 2STE Prof : MAHBAB

Lyce.TMohammedia

GRAFCET point de vu partie oprative

GRAFCET point de vu partie commande

2

3

= 1

et et ...

1

5

6

4 .

0

.

..

2

3

= 1

.

1

5

6

4 .

0

.

..

1Tronconneuse Automatique

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