Modes de marche (introduction) 1

Plusieurs modes de marche peuvent être ajoutés à un automatisme.

Les modes de marche d'un automatisme peuvent être classés en deux catégories :

La première catégorie regroupe les modes de marche normale ;

• Les modes de marche normale sont le mode de fonctionnement cycle par cycle et le mode de marche automatique.

la deuxième catégorie, regroupe les modes de marche d'intervention.

• Les modes de marche d'intervention sont souvent utilisés pour détecter et localiser les anomalies du fonctionnement de l'automatisme.
• Le mode de marche étape par étape est le mode de marche le plus représentatif et le plus utilisé de la catégorie des modes de marche d'intervention.

Dans cette étude, vous apprendrez chacun de ces trois modes de marche à partir d'un automatisme composé d'une séquence unique.

Dans un mode de marche cycle par cycle, chaque cycle de fonctionnement de l'automatisme se déroule automatiquement.

Cependant, une action de l'opérateur est nécessaire pour permettre l'exécution du cycle suivant.

Ainsi, à la fin d'un cycle de fonctionnement, l'automatisme doit être en attente du signal de début du nouveau cycle de fonctionnement.

Ce signal de début de cycle peut être obtenu par l'intermédiaire d'un bouton poussoir qui doit être activé au début de chaque cycle.

Dans les applications pneumatiques, ce signal de départ d'un nouveau cycle est généralement obtenu par un distributeur 3/2 NF à bouton-poussoir et rappel par ressort.

Considérez l'exemple de l'automatisme représenté par le Grafcet point de vue PC que montre la figure suivante.

Grafcet point de vue PC d'un automatisme avec le mode de marche cycle par cycle :

L'automatisme représenté par ce Grafcet point de vue PC réalise la commande de deux vérins pneumatiques à double effet, les vérins 1C et 2C. Le cycle réalisé par cet automatisme est un cycle en "carré" et il consiste à effectuer la séquence (1D+, 2D+, 1D-, 2D-). Cette séquence représente respectivement les actions : la sortie de la tige du vérin 1C, la sortie de la tige du vérin 2C, la rentrée de la tige du vérin 1C et la rentrée de la tige du vérin 2C. Chacune de ces actions, une fois effectuée, est détectée par des signaux émis par des capteurs de fin de course. Ces signaux sont désignés 1S0, 1S1, 2S0 et 2S1. Le signal "Départ du cycle" qui représente la réceptivité associée à la transition de l'étape initiale, l'étape 0, à l'étape 1, peut être obtenu par un distributeur 3/2 NF à bouton-poussoir et à rappel par ressort. Le mode de marche est alors un mode cycle par cycle. En effet, lorsque le bouton-poussoir du distributeur 3/2 SC est enfoncé, l'automatisme accomplit la séquence (1D+, 2D+, 1D-, 2D-) et revient à l'étape initiale d'attente. L'accomplissement d'un nouveau cycle de fonctionnement ne sera possible qu'après une deuxième action sur le bouton-poussoir du distributeur 3/2 SC.

Dans le mode de marche automatique, le cycle se répète indéfiniment jusqu'au moment où l'ordre d'arrêt est donné.

Cette option peut être réalisée par l'intermédiaire d'un distributeur 3/2 NF à bouton-poussoir "à accrochage".

• Lorsque le bouton-poussoir est enfoncé, le cycle se déroule automatiquement de façon indéfinie.
• Lorsque le bouton-poussoir est relâché, le cycle en cours se termine et l'automatisme revient ensuite à l'étape initiale d'attente.

Pour l'exemple de l'automatisme du cycle en "carré", le Grafcet point de vue PC correspondant au mode de marche automatique est montré à la figure suivante.

Grafcet point de vue PC du cycle en "carré" avec le mode de marche automatique :

L'entrée "pression" du distributeur 3/2 est formée par le signal de fin du cycle fourni par la sortie de la plaque d'extrémité fin du séquenceur. Lorsque le bouton-poussoir du distributeur 3/2 est activé, la réceptivité "Marche automatique" SM est toujours à l'état logique 1 et autorise le franchissement de la transition entre l'étape 0, (chaque fois que l'étape initiale est active) et l'étape 1. L'arrêt du fonctionnement de l'automatisme est possible en relâchant le bouton-poussoir du distributeur 3/2 SM. Le schéma du circuit du cycle en "carré" avec mode de marche automatique est montré à la figure 4.5.

Schéma du cycle en "carré" avec le mode de marche automatique :

L'opérateur peut choisir de faire fonctionner l'automatisme soit en mode cycle par cycle, soit en mode automatique.
Le Grafcet point de vue PC initial de cet automatisme du cycle en "carré" doit donc être modifié pour tenir compte de cette nouvelle option quant au mode de marche. Lorsque le mode de marche cycle par cycle est sélectionné, un autre signal du départ de cycle permettrait de commencer un nouveau cycle de fonctionnement. Par contre, lorsque le mode de marche sélectionné est le mode automatique, le cycle se produit indéfiniment. Le changement à apporter au Grafcet initial se situe sur le plan de la réceptivité associée à la transition entre l'étape initiale, l'étape 0, et l'étape 1.
Cette réceptivité doit tenir compte du choix entre les deux modes de marche. Si l'on désigne par SM "Auto" le mode de marche automatique et par SM "Cycle par cycle" le mode de marche cycle par cycle, le mode de marche sélectionné doit être "Auto" ou "Cycle par cycle".
Si le mode de marche sélectionné est "Cycle par cycle", il faut recevoir un signal de départ du cycle, qu'on appellera "SC", pour démarrer un nouveau cycle de fonctionnement.
Cette première condition s'écrit donc comme la multiplication logique des deux signaux SM "Cycle par cycle" et "SC", ce qui donne l'expression logique "SM cycle par cycle · SC".
La réceptivité associée à la transition entre l'étape 0 et l'étape 1 sera alors composée de la somme logique des deux signaux SM "Auto" ou SM "Cycle par cycle · SC".
La figure suivante montre le Grafcet point de vue PC de l'automatisme du cycle en "carré" avec le mode de marche automatique ou avec le mode de marche cycle par cycle.

Grafcet point de vue PC de l'automatisme du cycle en "carré" avec le mode de marche automatique ou avec le mode de marche cycle par cycle :

Source : Eurotecmedia.

Le franchissement de la transition entre l'étape 0 et l'étape 1 ne sera donc possible que lorsque l'étape 0 est active et que la condition logique "SMAuto + cycle par cycle · SC" est à l'état logique 1. La réalisation pratique de la condition "SMAuto + cycle par cycle · SC" peut s'effectuer par l'intermédiaire d'un distributeur 5/2 à levier par accrochage mécanique et d'un distributeur 3/2 à bouton-poussoir avec rappel par ressort. La figure ci-dessous montre le schéma des branchements du séquenceur du cycle en "carré" avec le mode de marche automatique ou avec le mode de marche cycle par cycle.

Schéma des branchements du séquenceur de l'automatisme du cycle en "carré" avec le mode de marche automatique ou avec le mode de marche cycle par cycle :

Source : Eurotecmedia.

L'entrée "pression" du distributeur 5/2 SM est formée par le signal "fin du cycle" de sortie de la plaque d'extrémité fin du séquenceur. La sortie "Auto" du distributeur 5/2 SM représente le mode de marche automatique, alors que la sortie "Cycle par cycle" représente le mode de marche cycle par cycle. Lorsque le levier du distributeur 5/2 est relâché, la sortie "Auto" est à l'état logique 0, alors que sa sortie "Cycle par cycle" est à l'état logique 1. Le mode de marche choisi est donc le mode cycle par cycle. La sortie "Cycle par cycle" du distributeur 5/2 est alors utilisée comme entrée "pression" pour le distributeur 3/2 SC. Ainsi, si le mode de marche sélectionné est le mode cycle par cycle, l'activation du bouton-poussoir SC permet de commencer un nouveau cycle de fonctionnement.
En effet, lorsque le bouton-poussoir SC est enfoncé, sa sortie se met à l'état logique 1 et force par la même occasion la sortie (3) de la cellule logique "OU" (1K) à l'état logique 1.
Le module d'étape 1 (2K) est alors activé et un nouveau cycle de fonctionnement commence. Lorsque c'est le mode de marche automatique qui est sélectionné par SM, la sortie "Auto" de ce distributeur se met à l'état logique 1 et force la sortie (3) de la cellule logique "OU" (1K) à l'état logique 1.
Le cycle de fonctionnement se répétera alors indéfiniment tant et aussi longtemps que le mode de marche sélectionné est le mode automatique.
Le schéma du circuit de l'automatisme du cycle en "carré" avec le mode de marche automatique ou avec le mode cycle par cycle est montré à la figure suivante.

Schéma du cycle en "carré" avec le mode de marche automatique ou avec le mode cycle par cycle :

Source : Eurotecmedia

Le mode de marche étape par étape ou marche de réglage fait partie de la catégorie des modes de marche d'intervention. Dans ces modes de marche, l'opérateur intervient directement dans le fonctionnement du système automatisé pour effectuer une mise en route ou pour localiser un mauvais fonctionnement.
Le mode de marche étape par étape ou marche de réglage permet de choisir une marche normale ou une marche de réglage.
Dans le mode de marche normale, le système fonctionne normalement, c'est-à-dire soit en fonctionnement cycle par cycle, soit en fonctionnement automatique.
Dans le mode de marche de réglage, le fonctionnement du système automatisé s'effectue étape par étape. Une fois qu'une étape est accomplie, le passage à l'étape suivante nécessite une intervention de l'opérateur. Considérez l'exemple de l'automatisme du cycle en "carré" initial représenté par le Grafcet point de vue PC que montre la figure ci-dessous.

Grafcet point de vue PC initial du cycle en "carré" :

Source : Eurotecmedia

L'automatisme initial fonctionne suivant un mode de marche cycle par cycle représenté par la réceptivité "Dcy" SM qui désigne le départ du cycle.
Cette réceptivité est associée à la transition entre l'étape initiale, l'étape 0, et l'étape 1. La séquence accomplie par cet automatisme est (1D+, 2D+, 1D-, 2D-).
L'addition de l'option de marche de réglage à cet automatisme initial se traduit par les changements des réceptivités permettant le franchissement des différentes transitions. Ainsi, le mode de marche de réglage peut être soit la marche normale, soit la marche de réglage.
Lorsque le mode de marche choisi est la marche de réglage, il faut que l'option étape par étape soit choisie. Donc, ces deux conditions de modes de marche peuvent se résumer en langage booléen par mode normal ou mode de réglage et étape par étape.
Cette condition du mode de marche peut s'écrire sous la forme de l'expression logique "normale + réglage · Étape par étape".
Cette expression doit être combinée par une multiplication logique avec toutes les réceptivités associées à chacune des transitions du Grafcet initial. On obtient alors le Grafcet modifié de cet automatisme avec le mode de marche de réglage ou marche de vérification, comme le montre la figure suivante.

Grafcet point de vue PC de l'automatisme du cycle en "carré" avec le mode de marche de réglage :

Source : Eurotecmedia

Vous remarquez que dans ce nouveau Grafcet, les réceptivités des transitions du Grafcet initial de la figure initiale sont multipliées par la nouvelle condition de marche "normale + réglage · Étape par étape". Lorsque le mode de marche sélectionné est le mode normal, cette dernière condition est toujours à l'état logique 1 et le franchissement des réceptivités associées à chacune des transitions est possible lorsque les réceptivités initiales sont logiquement "VRAIES". Par exemple, le franchissement de la transition entre l'étape 1 et l'étape 2 est possible, en mode de marche normale, quand le signal 1S1 est à l'état logique 1. De même, le franchissement entre l'étape 3 et l'étape 4 est possible lorsque le signal 1S0 est à l'état logique 1.