Xylophone AutomatiséXylophone Automatisé→

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LP SARII – parcours AS

TP d'automatismes : Xylophone durée : 6h

Xylophone Automatisé Xylophone Automatisé

→ Programmation en SFC, FBD, ST et LD

→ Communications industrielles : Gestion d'un réseau CANopen

→ Commande d’axe par motovariateur brushless

→ Mise en œuvre d’une IHM

1. 1. P P RÉSENTATION RÉSENTATION DU DU SYSTÈME SYSTÈME

◦ Partie opérative :

La partie opérative à automatiser est un xylophone composé de 11 lames métalliques (correspondant aux notes LA, SI, DO, RE, MI, FA, SOL, LA, SI, DO, RE) pouvant être frappées par un percuteur (actionné par un électroaimant) monté sur un chariot mu par un ensemble « moteur brushless + variateur + codeur + réducteur/roue dentée/courroie » permettant de sélectionnée la note devant être jouée.

Fig 1 : Maquette pédagogique « Xylophonis »

IUT de Toulon département GEII LP SARII

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LP SARII - TP4 : Xylophone automatisé - S2

2. 2. P P RÉPARATION RÉPARATION

Note : en fonction de votre cursus, cette partie pourra être réalisée en effectuant des recherches sur internet.

Q1) Donnez les principales caractéristiques du moteur brushless (couple, accélération, type de pilotage, avantages/inconvénients, principaux domaines d'application)

Q2) Donnez la relation entre la vitesse de rotation Nmot (exprimée en tr/mn) en sortie de l'arbre moteur, et la vitesse de déplacement linéaire (exprimée en m/s) du chariot.

Q3) A l'instant t=0s, le chariot est en position d'origine (x=0m – face à la note LA). Donnez la relation entre la position x(t) du chariot et la vitesse linéaire de déplacement v(t) de celui-ci.

Q4) Déduire des deux questions précédentes la relation entre Nmot(t) et x(t).

Q5) Le servomoteur utilisé est équipé d'un codeur incrémental de résolution ¹⁵⁸⁷⁵points par tour. Calculez la relation entre la variable de l'automate « CPT_POS » (de type DINT) servant à compter les impulsions délivrées par le codeur, et la position x du chariot exprimée en cm.

Q6) En déduire le programme ST permettant le calcul de la position du chariot.

3. 3. É É TUDE TUDE DU DU DOSSIER DOSSIER TECHNIQUE TECHNIQUE . .

Le dossier technique du système est téléchargeable sur le lien suivant. La partie « dossier électrique » de la version M340 est à étudier pour répondre aux questions ci-dessous.

Q7) Faire le bilan des entrées sorties de l’API utilisé : type (E/S, TOR/Ana), désignation, rôle, adresse CEI.

Q8) Prendre connaissance de la documentation du variateur de vitesse utilisé en cliquant sur le lien.

Q9) Faire le bilan des entrées sorties du variateur de vitesse utilisé : type (E/S, TOR/Ana), désignation, rôle.

Q10) Lister les organes de sécurité du système (rôle, repère et désignation). (pour l’équipement repéré A6, cliquez sur le lien).

Q11) Indiquer quelles sont les E/S de l’API et du variateur impactés par les organes de sécurité de la maquette.

Q12) Indiquer quels sont les actionneurs directement (c’est à dire électriquement) impactés par les organes de sécurité de la maquette.

4. 4. C C ARACTÉRISTIQUES ARACTÉRISTIQUES DE DE L L ' ' ENTRAÎNEMENT ENTRAÎNEMENT . .

D’après la note d’applications suivante, expliquez la différence entre un codeur incrémental et un codeur SinCos.

Q13) Quel type de codeur est utilisé sur le xylophone automatisé ? Quels sont ses avantages ?

Q14) En prenant en considération la référence du variateur utilisé, indiquez, pour le moteur brushless utilisé : - la puissance de sortie nominale

- le couple nominal - le couple crête d’arrêt - la vitesse nominale

Q15) Déduire de cette dernière donnée la vitesse de déplacement linéaire nominale du percuteur du xylophone.

Q16) En considérant que la transmission se fait sans pertes, calculez la masse maximale que peut peser le chariot pour un déplacement à vitesse nominale et à puissance nominale.

IUT de Toulon département GEII 2/4

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5. 5. A A NALYSE NALYSE & M & M ODIFICATION ODIFICATION DU DU PROGRAMME PROGRAMME DE DE L L ’ API. ’ API.

Les projets Unity Pro et Vijeo Designer (pour l’IHM) sont téléchargeables sur neanne.univ-tln.fr, rubrique

« LPSARII→ Automatismes » : lien de téléchargement.

Q17) Ouvrir le projet Unity à compléter et vérifier :

• La configuration de l’API (CPU, E/S …)

• La configuration du/des réseau(x) utilisé(s)

• La définition du variateur utilisé

Q18) D'après le bilan des E/S établi en préparation, complétez les sous programmes « input » et « outputs » du projet fourni.

Q19) Complétez le programme « info_real_time » permettant le calcul de la position du chariot à partir de l'information délivrée par le codeur.

Q20) Ouvrir le projet vijeo designer fourni et relevez les adresses des variables affectées par les touches

« montée » et « descente » de la page 7 de l’IHM

Q21) Recherchez dans la configuration de l’entraînement, le nom de la « variable d’axe » permettant d’identifier l’entraînement dans le projet Unity lors de l’utilisation des blocs fonction dédiés.

Q22) Recherchez dans l'aide d'unity la fonction « MC_JOG », et utilisez cette dernière pour programmer le déplacement en mode « manuel » dans le sous-programme « mod_jog» :

• touches « montée » et « descente » de la page 7 de l’IHM pour gérer le déplacement

• vitesse lente=100, vitesse rapide=1000

Q23) Chargez votre projet et testez le mode manuel (vérifiez en même temps le programme « info_real_time »).

Q24) Positionnez le percuteur face à la première lame du xylophone (note la plus grave) et relevez la position correspondante dans la variable « reg_codeur ».

Q25) Dans « Variables élémentaires », complétez les valeurs du tableau « table_position » en fonction des calculs effectués dans la préparation. (les 11 premières cases de ce tableau correspondent aux 11 lames du xylophone, espacées de 3cm chacune)

Q26) Recherchez dans l'aide d'Unity la fonction « MC_Writeparameters », et utilisez cette dernière pour gérer la sortie DQ0 du variateur dans le sous-programme « alarmes » , conformément aux commentaires indiqués dans ce dernier.

Q27) Complétez le sous programme « commande_percuteur », conformément aux commentaires indiqués dans ce dernier.

Q28) Recherchez dans l'aide d'unity la fonction « MC_Home ». Expliquez alors le rôle du programme

« mode_pom ». Ajoutez des commentaires à ce programme.

Q29) En analysant les actions S_1_2a et S_1_9a du programme « Chart », définir le rôle des variables suivante, en précisant leur type :

• tables_notes

• notes_mel_usine

• pos_note_a_jouer

• duree_note_a_jouer

• note_a_jouer

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6. 6. M M ODIFICATION ODIFICATION DE DE L L 'IHM 'IHM

Q30) Compléter la page 24 de l’IHM, afin d’afficher les notes jouées par le xylophone. Pour cela, on représentera les 11 lames du xylophone, et seule la lame frappée devra être rendue visible.

7. 7. BUS BUS CANOPEN (1 CANOPEN (1 H H 30) 30)

1 Préparation

Q31) Quelle couche physique est utilisée sur le bus CanOpen ? Q32) Quel est le débit maximal possible ?

Q33) Comment appelle-t-on le mode d'accès au media de communication ? Quels sont ses avantages ? Q34) Combien de nœuds peuvent être reliés sur un réseau Canopen ?

Q35) Quel est le rôle du gestionnaire de bus ?

Q36) Définir les termes suivants : PDO, node-guarding, bit stuffing

2 Travail

Q37) Relevez l'adresse topologique de la variable « valeur_codeur » dans le projet Unity. En vous aidant de l'aide logicielle, expliquez comment est réalisé l'adressage de cette donnée.

Q38) Quels sont les PDO utilisés dans le projet Unity ? A quoi correspondent-ils ?