--

Le système et le procédé Page 1 -

A.1-Leco- La société L'ISLE-D'OLIVE fabrique, conditionne et commercialise des savons, à partir de bases naturelles et chimiques. Cette mise en œuvre nécessite des huiles acides, du sel, de l'eau, de la soude et différents agents colorants et parfumants. L'étude portera sur le systéme de conditionnement des savons : le regroupement en lots et le farde- lage (emballage par mise sous film plastique thermo-rétractable) des lots formés.

Ai - Prindp âe condiéionmamt Le procédé consiste à regrouper puis condition- ner les savons (figure 1). II permet la realisation de différents lots de savons (8 types de lots différents) et I'em ballage des lots for- més, par fardelage.

Arinrée Formation Lot Pl F o ~ @ dessavons 0 d'une range= 0 tlaWmfk~ du rcrt PI

de 4 savons

- Dans l'étude proposée, on se limitera à la réalisation et fardelage des deux lots représentbs figure 2 : Fig. 1 : Les tâches à effectuer (exemple -lot P l de 4x3-) - soit le lot de type not6 Pl de 3 rangées de 4 savons, - soit le lot de type noté P2 de 4 rangees de 4 savons.

A.3 - Anaiyse fonctionneIIe La fonction réalisée est synthétisée de maniére conventionnelle sur la figure 3 ci-dessous.

Lot P l de 4x3 savons Lot PZ de 4x4 savons (masse = 1.2 kg) (maae = 1.6 kg)

Fig. 2 : Les types de lots à M i s e r

Présence R é g l a g e s énergie 1

Film thenne -- w - Pertes et nuisances rétracta ble REGROUPER -

FARMLER M- Savons en vrac U - Savons en lots Pl ou P2 -

A fardeiés Système automatisé de regroupement et d'emballage de savons

- Fi. 3 : La ntprésentation fonctionnelle du système étudié

Le système et le procédé Page 2 m

A4 - Organisation du pmcessus an pmductlon nornuk La ligne de conditionnement est structurée autour de 2 postes de travail et 2 postes de transfert (figure 4) : - le poste A dont l'approvisionnement en savons se fait par tapis roulant permet la réalisation d'une rangée et son transfert vers le poste B ;

- lorsque 3 ou 4 rangées ont été transférées vers le poste B (formation du lot Pl ou P2 ter- miné), le lot est transféré par le poste B vers le poste d'attente C si celui-ci est libre ; - le poste C alimente la farde- leuse (poste D) qui entre alors en activité.

Exempk du lot P l

fl P "@

@P $4 9

Fig. 4 : La représentation fonctionnelle du systbme 6tudi6

R-: Lorsque le poste B est en action, une butee méca- nique (non étudiée) empêche l'arrivée de nou- veaux savons en A.

115 -Grdeet du pdmtdewesysthm CoiiHiieRbires: - L'activité de l'étape 1 1 permet la réalisation du lot choisi par le poste A. - L'activité de l'étape 12 permet le transfert du lot choisi par le poste B vers le poste C. - L'activit6 de I'btape 21 permet le transfert du lot par le poste C vers le poste de fardelage D. - L'activité de l'étape 22 permet l'emballage du lot par le poste D.

- - -

Dcy : Départ de cyde

I 1

== aەDcyETchdxdubt == Fafdeleusedimcntk

22 - Fardeler le lot

== lot fardel6

A == hXr4aliseETport~Crhte

12 - Tranférer le lot

13

I =1 Fig. 5 : Le GRAFCET du

point de vue du système

= lot tranféré en C

/ La Partie Opkative R E B ~ 1 A.6 - Chronogramme de ~acth ib des d w n b s -pas ui pro- duction nommale

ConrnMMttaïres : Notations : sur le chro-

nogramme (figure 6)' 1 représente l'activité de l'étape concernhe, O repré- sente sa "non activité".

Ce chronogramme décrit l'évolution temporelle pour la réalisation des lots P2.

Le deuxiéme cycle com- mence avant la fin du far- delage du premier lot puisque les séquences sont simultanées (gain de productivité).

Poste A : il y a 4 savons par rang&. II y a 3 ou 4 Fig. 6 : Chronogramme de la mise en activitb des diffbrentes étapes rangees par lot. La durée de l'activité de I'htape 11 est 3x5s ou 4x5s suivant 6 nombre de rangees à former.

117 - Contrrinbs d . e x p I o ~ n du s p t h m * Cadence de production : à determiner. * Reglages : les réglages necessaires au passage d'un lot à l'autre sont réalisés en 20 minutes. * Exploitation : le systéme est exploité 8 heures par jour sous la surveillance d'une personne.

B - LA PARTIE OPÉRATIVE 8.1 - Les eondtuants de niooorkatjion

EMARQUE : les entrulhemerits p a r tapis ~oulants ne sont pas pris WI 1 w m

B.1.1 = Poses A- B, C Le type de travail mécanique à fournir pour ces postes a per- mis de dbterminer les actionneurs de ces trois postes. On utilise- ra trois verins double effet dont la position approximative au sein des effecteurs est reprbsentbe figure 7. Fig. 7 : Les BlBments de motorisation des postes A, B et C

1 La Partie Opérative Page 4

- Poste A de formation des lots : vbrin double effet note A dont la tige est sortie en position initiale. - Poste B de transfert des lots : verin double effet noté B dont la tige est rentée en position initiale. - Poste C d'alimentation de la fardeleuse : vérin double effet noth C dont la tige est sortie en position initiale.

B.1.2 - Posta de farddage D L'emballage sous film plastique est rbalis6 par un modu- le POLY PACKm dont un extrait de documentation est donne plus loin. L'entraînement est réalise par deux moto-rbducteurs M et M' dont les sorties sont en prise sur deux galets. La figure 8 précise la structure du poste D qui rhalise la mise du lot sous film et son decoupage (vérin simple effet P' et poinçon chauffant THI) puis son passage au four (thermistance TH2).

- Exemple du lot P l

O*trd.mtb d u w - M '

Fi. 8 : Sch6ma simplifié du poste D de fardelage (lot P l )

/ La Partie Commande Page 1

e % pl'., - A

Détail zone B

Fig. 13 : DBtection du passage des savons par le capteur i

Exemple du lot P l

du mot^ . --uctaur M'

Fig. 12 : Emplacement des capteurs des postes A, B, C et D

La Partie Opérative

B.2.4 - Les tâches opérathes à eftectiier par les postes A et B (voir figure 7) * Expression littérale de la chronologie des opérations à effectuer par les postes A et B Rappel : Lorsque le poste B est en action, une butée mbcanique (non étudiée) empêche l'arrivée de nouveaux savons en A. Début O - Si le poste A est en état initial (tige du verin A sortie) et si la consigne marche est présente, alors attendre. $ - Si une rangée de 4 savons est formee et si le poste B est en état initial (tige du vérin B rentrée), alors transférer la rangée en face du poste B (rentrer la tige du vérin A). (D- Si la rangée est en face du poste B (tide du vérin A rentrbe), alors sortir la tige du vérin A. Q - Si la tige du vérin A est sortie et si trois rangées sont formées et si la consigne Pl est choisie ou si quatre rangées sont formées et si la consigne PZ est choisie, alors passer a O ; si la tige du vérin A est sortie et si les autres conditions ne sont pas remplies, alors revenir à d pour attendre la formation d'une nouvelle rangée. @ - Si le poste C est en position initiale (tige du v6rin C sottie), alors transferer le l'ot réalisé au poste C (sortir la tige du vérin B). O - Si le lot est transféré en C, alors rentrer la tige du vérin B. @ - Si la tige du verin B est rentrée, alors revenir à l'état 0. Fin

B.3 - Le paste de transfert C et le poste de fardelage D (Voir figures 7 et 8). * Séquence du GRAFCET du point de vue de la partie opérative relative aux postes C et D

AETB

RAPPEL par tap A- 1'-.

aîneme 7ts :

"N. .-. - ut;? I urrivée des XJVVIIS,

- du lot soudé vers le four n'est pas pr i s en com~te dans l'étude.

I L W m T H 1 (raikrac dhcmpr la Uim)

Fig. 10 : GRAFCET du point de vue de la

La Partie Commande Page 7 b

C - LA PARTIE COMMANDE C.1- La gestion du proce~sus

La gestion des postes A, B, C et D est réali- 1 sée-par un automate programmable indus- triel à 24 entrées 24Vcc isolées et 12 sor- ties à relais. Du courant de tension 24Vcc est disponible en façade de l'automate. Les 24 entrées sont reliées au OV de ce courant par liai- sons électriques internes à I'automate (voir

Intérieur de l'automate

schéma structurel figure 11). I Fig. 11 : Structure simplifiee de la carte des entrées de I'kP.1.

C.2 - constituants drautomatisation (système CII production) C.2.1 - Postes A et B (voir emplacement approximatif des capteurs dans la Partie Opérative au C.2.3)

Motorisation Les actionneurs

(rappel)

Vérin double effet A à piston magnétique ; tige sortie en position initiale.

Vérin double effet B ; tige rentrée en posi- t ion initiale.

Distribution d'énergie de puissance Les préactionneurs

Elecbuwlistributeur 412 bistable à commande électrique par bobi- ne 24 Vcc :

- ordre A+ : sortie de la tige de A par rapport au corps ;

- ordre A- : rentrée de la tige de A par rapport au corps.

--- - - - - - - - - - - - . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

.____.-.._.._.._.__~~~..~~~~~.~..-.~.~................-.......................---...~---- Electrodistributeur 412 bistable

à commande électrique par bobi- ne 24 Vcc :

- ordre B+ : sortie de la tige de B par rapport au corps ;

- ordre 6- : rentrée de la tige de B par rapport au corps.

Acquisition des donnPes Les capteurs

Deux détecteurs de fin de cour- se a0 et a l : interrupteurs à lame souple (I.L.S.) à établissement de circuit de tension nominale de fonctionnement 24 Vcc :

- compte-rendu a0 : tige du vérin A rentrée ;

- compte-rendu a l : tige du vérin A sortie.

Un détecteur de proximité capa- citif i : capteur 3 fils PNP à établis- sement de circuit de tension nomi- nale de fonctionnement 24 Vcc qui détecte l'arrivée d'un savon au poste A.

*..--.-..---.-.--..-.-...-.----.-.-.-*-..-...-.. Deux détecteurs de fin de cour-

se bO et b l : interrupteurs induc- tifs PNP à établissement de circuit de tension nominale de fonction- nement 24 Vcc :

- compte-rendu bû : tige du vérin B rentrée ;

- compte-rendu b l : tige du vérin B sortie.

/ La Partie Commande C.2.2 - Postes C et D (voir emplacement approximatif des capteurs dans la Partie Opérative C.2.3)

moteurs

O Contac de électi

itacteur n !lectrique

. .

ution d'é ~teurs : --- . M et M'.

?eur mon *ique par

monostab par bobi

a .

iostable é bobine 2<

.------

iostable à L-L:-- -Y

lit de ter ctionnerr npte-reni

. ,

ision noi lent 24 L du p'0 : 1

Acquisition des données Les capteurs

Deux détecteurs de f in de course CO e t c l : interrupteurs à lame sou- ple (I.L.S.) à établissement de cir- cuit de tension nominale de fonc- tionnement 24 Vcc : - compte-rendu CO :tige du vérin C rentrée

- compte-rendu c l : tige du vérin C sortie.

Deux détecteurs de f in de cour- se p'O e t p a l : interrupteurs à lame souple (I.L.S.) à établissement de ci rct ninale de font {cc :

- con :ige du vérin P' rentree ;

- compte-rendu p e l : tige du vérin P' sortie.

Pas de capteur sur M ni sur Mm.

................................... Pas de capteur sur TH?.

............................. Pas de capteur sur TH2.

Un détecteur de proximité capacitif f : capteur 3 f i ls PNP a établissement de circuit de tension nominale de fonctionnement 24 Vcc qui détecte la présence du film thermo-rétractable.

Motorisation Les actionneurs

(rappel) ,

Vérin double effet C à piston magnétique ; tige sortie en position initiale.

Vérin simple effet P à piston magnétique; tige rentrée en position initiale.

• Moteurs M et M' : moteurs tri- phasés (380 Vca) à un sens de rotation pour l'avance du f i lm (les moteurs sont montés en direct).

--------------.--

• Résistance ther- mique (thermis- tance) TH1 (220 Vca) pour le sou- dage et le décou- page du film.

---------------------------- • Résistance ther- mique (thermis- tance) TH2 (220 Vca) pour le chauffage du four.

Distribution d'énergie de puissance Les préactionneurs

Electro-distributeur 412 bistable à commande électrique par bobi- ne 24 Vcc :

- ordre C+ : sortie de la t ige de C par rapport au corps ;

- ordre C- : rentrée de la tige de C par rapport au corps.

,.~~~~*....~~~-~.--.----*--.----.--..~..~...-...~..-.---...--.--...---.-...-----..------.-.--.-*-.--..-----------*-..---...------.----..-.--..-.---.---.... Electro-distributeur 312 mono-

stable à commande électrique par bobine 24 Vcc :

- ordre P' : sortie de la t ige de P' par rapport au corps.

- - - - - - - - - - - - - - , - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

O Un con le à com- mande é ne 24 Vcc et à trois conracrs ae puissance gère la distrit bnergie vers les deux mc

- ordre KOM : mise en rotation des

I comman- 4Vcc et à

deux contacts de puissance : - ordre KIM : mise lie de la thermistance TH1

• Contacteur mon i-

de électrique par U U U I H ~ . LY vcc IZL d

deux contacts de puissance : - ordre K2M : mise en énergie de la thermistance TH2.

- - - - - - - - - - - - - - . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

1 La Partie Commande Page 3 1 C.2.4 -. Las con soi tu^ de dialogiie homme - maeLCw 5 éléments ont été retenus afin de permettre au conducteur du systeme d'envoyer ses consignes la partie commande et de recevoir d'elle des messages pour le dialogue d'exploitation (figure 14).

1 Arrêt Marche -%- V I v2 I l v3

Dialogue Homme-machine Les consignes

Un bouton tournant à 2 positions stables et un contact à établisse- ment de circuit :

- contact fermé : consigne marche m ; - contact ouvert : consigne arrêt a.

-------------------------------------------------------- Un bouton tournant à 3 posi-

tions stables, deux contacts A éta- blissement de circuit et position neutre en position médiane :

- contact 1 fermé : consigne choix du lot P l ;

- contact 2 fermé : consigne choix du lot PZ ;

- position aucune consi- gne de choix.

Ce composant est placé dans un pupitre séparé, accessible uniquement par le régleur- préparateur.

Fin Mise sous tension En attente En cours de production

Dialogue Homme-machine Les messages

Un voyant lumineux V I de tension nominale de fonctionnement 24 Vcc réalisant le message machine en attente.

Un voyant lumineux V2 de tension nominale d'alimentation 24 Vcc réalisant le message cycle en cours.

---------------------------- Un voyant lumineux V3 de tension

nominale d'alimentation 24 VCC réalisant le message fin de produc- tion.

Fig. 14 : Les constituants de dialogue