TD GRAFCET : Exercices corrigés et systèmes automatisés

Introduction aux systèmes automatisés et au GRAFCET

Ce document pédagogique propose une série d'exercices pratiques centrés sur l'étude et la programmation des systèmes automatisés à l'aide du GRAFCET. Conçu pour le niveau de l'enseignement secondaire supérieur ou technique, ce TD aborde l'automatisation de procédés industriels variés à travers des cas concrets issus de la vie réelle ou de la fabrication mécanique.

Présentation du document et organisation

Le support d'exercices se compose de six cas pratiques distincts répartis sur trois pages. Chaque exercice présente un système industriel doté de caractéristiques propres, décrivant d'une part la structure physique et mécanique de l'équipement, et d'autre part le cycle de fonctionnement attendu. Les étudiants sont invités à concevoir des diagrammes de GANTT, des GRAFCET linéaires ou structurés avec des divergences, selon les spécificités de chaque application.

Étude des six exercices proposés

Le premier exercice s'intéresse à une poinçonneuse semi-automatique constituée d'une table fixe et d'un poinçon mobile. L'analyse du cycle repose sur le déclenchement de la descente puis de la remontée du poinçon après une information de marche donnée par l'opérateur.

Le second exercice aborde la commande d'une perceuse munie d'une console mobile supportant une broche en rotation permanente. Le cycle intègre une phase d'approche en grande vitesse, suivie d'un perçage en petite vitesse, puis d'une remontée rapide en position haute.

Le troisième exercice présente un mélangeur industriel combinant deux réservoirs de produits A et B déversant leurs flux dans une trémie peseuse C avant d'alimenter un mélangeur M. Le cycle exige la vérification des conditions initiales, le pesage successif des composants, le malaxage chronométré pendant 20 secondes et la vidange du système.

Le quatrième exercice propose l'étude d'une serrure électrique dont l'ouverture dépend d'un code numérique précis (731). Toute erreur de manipulation déclenche une alarme sonore et bloque le mécanisme, nécessitant l'intervention manuelle d'un opérateur muni d'une clé de déverrouillage.

Le cinquième exercice concerne un système de tri de caisses de deux tailles différentes au moyen d'un tapis d'amenée, de trois poussoirs et de deux tapis d'évacuation, guidés par un dispositif de détection optique ou mécanique.

Enfin, le sixième exercice met en œuvre un poste de perçage à plateau tournant desservant trois positions (chargement, perçage, contrôle et évacuation). Un vérin assure la rotation et l'indexation du plateau de 120 degrés, tandis qu'un testeur valide la qualité du perçage sous peine de bloquer l'installation en cas de défaut.

Compétences et notions abordées

Ce travaux dirigés permet d'acquérir et de consolider des compétences fondamentales en génie électrique et en automatisme industriel. Les apprenants s'exercent à la traduction textuelle d'un cahier des charges fonctionnel en outils graphiques normalisés, à la gestion des conditions initiales, à la prise en compte de temporisations et à la modélisation de sécurités matérielles.

Méthode de travail recommandée

Pour tirer pleinement profit de ce document, il est conseillé de lire attentivement la description textuelle de chaque système avant d'observer les schémas cinématiques et techniques associés. Il est recommandé de structurer la démarche en identifiant d'abord les entrées et les sorties de la partie opérative, puis de formaliser les étapes et les réceptivités du GRAFCET de manière progressive.

Questions fréquentes

À quel type de public ce document est-il destiné ?

Ce document s'adresse aux élèves et étudiants en filières techniques ou industrielles étudiant les automatismes et la programmation par GRAFCET, sous l'égide de l'Éducation nationale et des enseignements spécialisés en Sciences de l'Ingénieur (EE-SI).

Quels sont les principaux systèmes étudiés dans le TD ?

Le support étudie une poinçonneuse, une perceuse, un mélangeur de produits, une serrure électronique à code, un dispositif de tri de caisses et un poste de perçage à plateau tournant.

Quels types de représentations graphiques faut-il réaliser ?

Selon les exercices, il est demandé de tracer des diagrammes de GANTT, des GRAFCET linéaires, des GRAFCET côté partie opérative ainsi que des structures comportant des divergences en ET.

Testez vos connaissances

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