Dans une chaîne de montage d'automobiles, le véhicule, fixé dans une balancelle, se déplace de manière continue (à environ 6 m/mn). Pour assembler le groupe moteur au véhicule, on dispose celui-ci sur un chariot, qui se déplacera sous le véhicule, à la même vitesse. Une fois la position du chariot bien synchronisée, un élévateur (solidaire du chariot) soulève le moteur, puis des visseuses automatiques fixent le groupe moteur au véhicule. Puis l'élévateur s'abaisse, et le chariot est ramené en position initiale (reculé) pour pouvoir accueillir le prochain moteur. (voir document ci joint)
Le chariot dispose de quatre capteurs qui lui permettent de se positionner précisément par rapport à la balancelle. Ces capteurs sont à 1 lorsqu'ils sont recouverts par la balancelle. La position est idéale lorsque C2 et C3 sont à 1 simultanément. Quand le chariot prend du retard, la balancelle se rapproche de C1
Le chariot est équipé d'un moteur électrique à courant continu. La tension Vref correspond à une vitesse du chariot sensiblement identique à celle de la balancelle. On peut appliquer trois niveaux de correction V1, V2 et V3 (en plus ou en moins) permettant d'accélérer (ou ralentir si négatif) le chariot (donc Vref+V3 correspond à la vitesse maximale, qui est supérieure à celle de la balancelle).
Le poste est commandé par le Grafcet du document A1 (on ne commande pas l'avance de la balancelle, on la suit). La tâche A (étape 40) correspond à la phase d'accélération du chariot, jusqu'à son bon positionnement sous la balancelle. La tâche B correspond à l'asservissement de l'avance du chariot à celle du véhicule.
Question 1 :
faire le Grafcet effectuant la tâche A : On attend que l'on détecte le passage de la balancelle. Pour être sur de ne pas détecter tout autre signal parasite, on attend d'abord l'appui de C4. Puis lorsque C3 et C4 sont actionnés simultanément démarre le chariot en vitesse maximale. Du fait de la masse du chariot et le couple moteur, la balancelle dépasse le chariot avant que celui-ci n'ait atteint sa vitesse maximale. Lorsque le chariot rattrape la balancelle, on ralentit alors un peu le chariot (Vref+V2), puis arrivé en C3 on ralentit encore (Vref+V1) jusqu'à atteindre la position idéale, où l'on passe à Vref. La tâche A est alors terminée.
Question 2 :
Faire le Grafcet de la tâche B : Quand le Grafcet Maître passe dans l'étape 60, le chariot est en position idéale. La tâche B consiste à toujours rester le plus près possible ce cette position, quelle que soit la vitesse de la balancelle (la vitesse de la chaîne de montage varie beaucoup, en particulier de nombreux ralentissements sont dus à des problèmes survenants sur d'autres postes en amont ou en aval). Si le chariot prend du retard, on l'accélère (en appliquant une correction Vi d'autant plus importante que le décalage est important). Si le chariot prend de l'avance, on le ralentit (en soustrayant une correction V1 à V3). Le vissage peut néanmoins s'effectuer dans des conditions satisfaisantes tant qu'au moins un capteur Ci reste activé. Au cas où le chariot ne suit plus du tout la balancelle, il faudra activer une alarme.
Question 3 :
Faire le schéma d'un composant combinatoire comportant 4 entrées : C1 à C4, reliées aux capteurs Ci cités plus haut. Il serait utilisé uniquement pendant la tâche B. Il dispose de 5 sortie :
- P vaut 1 s'il faut ajouter une correction à Vref , 0 s'il faut la soustraire (état indifférent s'il ne faut aucune correction)
- V0 et V1 qui donnent en binaire la valeur absolue de la correction à effectuer (entre 0 et 3)
- Z si aucune entrée n'est activée
- E s'il y a erreur de capteurs (combinaison impossible, par exemple C1 et C4)
Grafcet Maître du poste de montage du groupe propulseur :
