Commande automatique (2) - Cours d'Electrotechnique avec Maxicours

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Commande automatique (2)

1. Diverses commandes

Commande de convoyeurs :

Pour compléter l'illustration des applications des circuits de commande de moteurs, nous analyserons des circuits de commande de convoyeurs.

Ces circuits sont tout désignés pour vous permettre d'approfondir vos connaissances sur ce sujet.

Commande aller-retour :

La figure suivante représente un convoyeur entraîné par un moteur électrique. Deux capteurs, "CAP 1" et "CAP 2", déterminent les positions extrêmes de la boîte. Le poste de commande comprend des boutons-poussoirs "marche" et "arrêt", ainsi qu'une lampe témoin indiquant que le convoyeur est en marche.

Convoyeur :

Pour analyser ce circuit, nous étudierons deux hypothèses de fonctionnement.

Le schéma de la figure ci-dessous illustre le circuit électrique nécessaire pour réaliser ce cycle de fonctionnement.

Schéma du circuit électrique de l'hypothèse 1 :

Analysons ce circuit.

- Lorsque l'on appuie sur le bouton "marche" S1 et qu'il y a une boîte en position 1, le convoyeur démarre dans le sens avant.

- Lorsque la boîte atteint la position 2, le contact (21-22) du relais KA2 s'ouvre et débranche la bobine KM1, tandis que le contact (13-14) de KA2 se ferme, commandant ainsi la marche arrière.

- Lorsque la boîte revient à la position 1, le contact (21-22) du relais KA1 s'ouvre et débranche la bobine KM2, ce qui arrête le convoyeur.

- Une nouvelle impulsion sur le bouton "marche" permet de recommencer le cycle.

Étudions maintenant une deuxième hypothèse de fonctionnement.

Le schéma montré à la figure suivante illustre le circuit électrique nécessaire pour réaliser ce cycle de fonctionnement.

Schéma du circuit électrique de l'hypothèse 2 :

Procédons à l'analyse de ce circuit.

• A l'état de repos, le capteur 1 (CAP1) alimente la bobine du relais KA3, qui ouvre son contact (11–12), ce qui a pour effet d'empêcher la marche arrière.

• Lorsque l'on appuie sur le bouton "marche" :

- la bobine KA1 est alimentée ;

- les contacts (13-14) et (23-24) du relais KA1 se ferment, assurant le maintien du bouton "marche" et l'alimentation de la bobine du relais KA2 ;

- le contact (13-14) du relais KA2 se ferme à son tour et alimente la bobine KM1, forçant le moteur à se mettre en marche dans le sens avant ;

- le contact (21-22) de la bobine KM1 s'ouvre, empêchant le moteur de fonctionner en marche arrière.

• Lorsque la boîte se déplace vers la gauche, le capteur 1 (CAP 1) est désactivé, ce qui coupe l'alimentation de la bobine du relais KA3.

Lorsque la boîte arrive à la position 2 :

- le capteur 2 (CAP2) est activé ;

- la bobine du relais KA4 est alimentée ;

- le contact (11–12) du relais KA4 s'ouvre et coupe l'alimentation de la bobine KM1, ce qui provoque l'arrêt du moteur ;

- le contact (21-22) de la bobine KM1 se ferme, alimentant la bobine KM2 et forçant le moteur à se remettre en marche en sens arrière ;

- le contact (11–12) de la bobine KM2 s'ouvre, empêchant ainsi la marche avant.

• Lorsque la boîte se déplace vers la droite, le capteur 2 (CAP2) est désactivé, coupant ainsi l'alimentation de la bobine du relais KA4.

Lorsque la boîte arrive en position 1 :

- le capteur 1 (CAP1) est activé ;

- la bobine du relais KA3 est alimentée ;

- le contact (11–12) du relais KA3 s'ouvre et coupe l'alimentation de la bobine KM2, ce qui provoque l'arrêt du moteur ;

- le contact (11–12) de la bobine KM2 se ferme : la bobine KM1 est alimentée, forçant le moteur à se remettre en marche dans le sens avant.

Le mouvement de la boîte de gauche à droite se poursuit jusqu'à ce que la commande d'arrêt soit donnée.

• Si l'on appuie sur le bouton "arrêt", on se retrouve devant deux situations possibles.

1) La boîte se dirige vers la position 1.

A cet instant, la bobine KM2 est alimentée par les contacts (11–12) du relais KA3 et de la bobine KM1.

- La bobine du relais KA1 n'est plus alimentée et ouvre ses contacts (13-14) et (23-24) ;

- la bobine du relais KA2 n'est plus alimentée et ouvre son contact (13-14) relié en série avec la bobine KM1.

Lorsque la boîte arrive en position 1 :

- le CAP1 est activé et alimente la bobine du relais KA3 ;

- le contact (11–12) du relais KA3 s'ouvre, coupe l'alimentation de la bobine KM2, ce qui entraîne l'arrêt du moteur et la fin du cycle.

2) La boîte se dirige vers la position 2.

A cet instant, la bobine KM1 est alimentée par les contacts (11–12) du relais KA4 et de la bobine KM2 ainsi que par le contact (13-14) du relais KA2.

- La bobine du relais KA1 n'est plus alimentée et ouvre ses contacts (13-14) et (23-24) ;

- la bobine du relais KA2 demeure alimentée, puisque le contact de la bobine KM1 est fermé. Le moteur continue à tourner dans le sens avant.

Lorsque la boîte arrive à la position 2 :

- le capteur CAP2 est activé et alimente la bobine du relais KA4 ;

- le contact (11–12) du relais KA4 s'ouvre et coupe l'alimentation de la bobine KM1, ce qui provoque l'arrêt du moteur et coupe l'alimentation de la bobine du relais KA2 ;

- le contact (21-22) de la bobine KM1 se ferme et alimente la bobine KM2, ce qui permet de démarrer de nouveau le moteur en marche arrière.

Lorsque la boîte atteint la position 1 :

- le capteur 1 (CAP1) est activé et alimente la bobine du relais KA3 ;

- le contact (11–12) du relais KA3 s'ouvre et coupe l'alimentation de la bobine KM2, provoquant ainsi l'arrêt du moteur et la fin du cycle.

2. Commande marche-arrêt automatique de deux convoyeurs

La figure suivante montre le schéma d'installation de deux convoyeurs.

Le convoyeur 1 tourne dans un seul sens afin d'amener des boîtes vers le convoyeur 2. Ce dernier tourne dans un sens ou dans l'autre, selon le résultat du contrôle de la qualité.

Installation de deux convoyeurs :

Le capteur 1 (CAP1) détecte la présence d'une boîte, tandis que les capteurs 2 et 3 (CAP2 et CAP3) sont responsables du contrôle de la qualité de la boîte. Enfin, les interrupteurs de fin de course (S1 et S2) sont utilisés pour mettre fin au cycle.

Étudions le fonctionnement de l'ensemble.

- Lorsqu'une boîte passe devant le capteur 1 (CAP1), le convoyeur 1 se met en marche.

- Les capteurs CAP2 et CAP3 déterminent si la boîte est de bonne ou de mauvaise qualité. Si le capteur CAP2 détecte la boîte et que le capteur CAP3 ne la détecte pas, c'est que la boîte est de bonne qualité. Toute autre combinaison définit une boîte de mauvaise qualité.

La figure suivante montre le réglage des capteurs 2 et 3 pour réaliser le contrôle de la qualité des boîtes.

Position des capteurs responsables du contrôle de la qualité :

 

- Si la boîte est de bonne qualité, le convoyeur 2 se met à tourner dans le sens avant et l'interrupteur de fin de course S1 met fin au cycle.

- Si la boîte est de mauvaise qualité, le convoyeur 2 se met à tourner dans le sens arrière et l'interrupteur de fin de course S2 met fin au cycle.

- Le démarrage du convoyeur 2 est commandé à la fin d'une période de temporisation qui commence lorsque le passage d'une boîte active le capteur 1 (CAP1).

Le schéma de la figure suivante montre le circuit électrique nécessaire pour réaliser la commande marche-arrêt automatique des deux convoyeurs.

Circuit électrique de la commande marche-arrêt automatique de deux convoyeurs :

Analysons ce circuit.

• Lorsque le capteur 1 (CAP1) détecte la présence d'une boîte :

- la bobine KM3 est alimentée, ce qui entraîne le départ du convoyeur 1 ;

- une lampe témoin s'allume pour indiquer que le système est en fonction ;

- la période de temporisation commence.

• La boîte passe devant les capteurs 2 et 3 (CAP2 et CAP3) :

- si la boîte est de bonne qualité, la bobine KM1 est alimentée à la fin de la période de temporisation, ce qui entraîne la rotation du convoyeur 2 dans le sens avant ;

- si la boîte est de mauvaise qualité, la bobine KM2 est alimentée à la fin de la période de temporisation, entraînant la rotation du convoyeur 2 dans le sens arrière.

• Lorsque la boîte atteint l'interrupteur de fin de course S1 ou S2, selon le résultat du contrôle de la qualité, le circuit de commande n'est plus alimenté, ce qui arrête les deux moteurs.

• Un bouton d'arrêt d'urgence (S0) permet à l'opérateur ou à l'opératrice d'arrêter le système à tout moment du cycle.

3. Résumé sur la commande automatique

Suite à cette étude, vous devriez retenir particulièrement les points suivants :

- Les temporisateurs à l'alimentation (travail) sont habituellement utilisés pour donner une commande de marche.

- Les temporisateurs à la fin de l'alimentation (repos) sont habituellement utilisés pour donner une commande d'arrêt.

- La fonction première d'un circuit de pompe est de maintenir une pression ou un niveau entre des valeurs minimales et maximales présélectionnées.

- Pour contrôler la pression, on emploie des capteurs de pression ou pressostats dont les contacts se ferment lorsque la valeur de réglage minimale est atteinte et dont les contacts s'ouvrent lorsque la valeur de réglage maximale est atteinte.

- Les circuits d'alternance de pompes permettent d'obtenir une usure égale de deux pompes.

- Pour réaliser un circuit d'alternance de pompes, on emploie un relais d'alternance conçu à cette fin.

- Dans les circuits de contrôle de la qualité, le réglage adéquat des capteurs est de toute première importance pour assurer le bon fonctionnement de l'ensemble.

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