Automatique 2001 Tronc commun Hautes Etudes d'Ingénieur (Lille)

Description

Examen du Supérieur Hautes Etudes d'Ingénieur (Lille). Sujet de Automatique 2001. Retrouvez le corrigé Automatique 2001 sur Bankexam.fr.

Sujets

• Automatique
• 2001

Informations

• Publié par: bankexam
• Publié le: 09 août 2008
• Nombre de lectures: 36
• Langue: Français

Extrait

Le 21/11/2000

École des HAUTES ÉTUDES INDUSTRIELLES

Département : AUTOMATIQUE H.E.I. 3 Tronc commun

Durée de l'épreuve : 3 heures Sans document, Avec calculatrice

L'énoncé comporte 8 pages

ÉPREUVE DE SYNTHÈSE D'AUTOMATIQUE 2000-2001

PROBLÈME : Automatisation d'un MAGNÉTOSCOPE

BARÈME : 12 points grafcets, 5 points logique séquentielle et 3 points logique combinatoire

Vue de Face

Nous souhaitons réaliser l'automatisation d'un magnétoscope.

Les fonctions premières sont :

- Mise en marche/arrêt,

- Insertion de la cassette,

- Lecture,

- Pause,

- Avance,

- Retour,

- Éjection,

- Enregistrement,

- Stop,

MELANGEUR

1

- Lecture avec avance rapide,

- Lecture avec retour rapide.

Nous allons réaliser un Grafcet pour chaque fonction.

I . Mise en marche

La mise en marche du magnétoscope se fait grâce à un bouton-poussoir "

ma

" et l'arrêt de l'appareil se fait

grâce au même bouton poussoir "

ma

". L'appui sur "

ma

" provoque la mise en énergie "

NRJ=1

" du

magnétoscope. L'arrêt du magnétoscope sera réalisé une fois que toutes les autres fonctions seront terminées.

Quand le magnétoscope est en route, un appui sur la touche "

ma

" provoque l'arrêt de la fonction en court. Une

fois que la fonction est arrêtée nous coupons l'énergie "

NRJ=0

".

Cycle de fonctionnement :

- Nous attendons que l'opérateur appuie sur le bouton poussoir "

ma

"

- Nous mettons sous énergie le magnétoscope ("

NRJ = 1

").

- Dans ce cas deux possibilités s'offrent à nous :

- Il n'y a pas de cassette dans le magnétoscope ("

cassette=0

"). Nous attendons que l'utilisateur entre une

cassette ou que l'opérateur appuie sur la touche "

ma

" pour éteindre le magnétoscope. Si "

ma=1

" nous

effectuons la mise à zéro de l'action

NRJ

("

NRJ = 0

") et nous revenons à l'étape initiale. Si la cassette est

introduite dans l'emplacement, le capteur "

pc

" passe à 1. Une fois la présence de "

pc

", nous lançons le Grafcet

insertion de cassette action "

GINSE

" et nous attendons la fin de ce Grafcet "

fGinse

". Une fois le Grafcet

insertion terminé, nous passons dans le deuxième cas. Une cassette est dans le magnétoscope.

- Une cassette est déjà dans le magnétoscope ("

cassette=1

"). Nous attendons l'appui sur une touche fonction

(lecture, avance, retour, éjection ou enregistrement) ou l'appui sur la touche "

ma

" pour éteindre le

magnétoscope. Si "

ma=1

" nous effectuons la mise à zéro de l'action

NRJ

("

NRJ = 0

") et nous revenons à

l'étape initiale. Il y a ici 6 possibilités :

- Lecture (capteur lecture),

- Retour (capteur retour),

- Avance (capteur avance),

- Éjection (capteur éjection),

- Enregistrement (capteur enregistrement),

- Marche/arrêt (capteur ma), si l'opérateur appuie sur le bouton "

ma

" pour éteindre le magnétoscope.

- L'opérateur appuie sur "

lecture

", nous lançons le sous-Grafcet de lecture action "

LECT

" et nous attendons

la fin de ce Grafcet "

fLECT

". Une fois que l'action est terminée nous repassons à l'étape d'attente.

- L'opérateur appuie sur "

retour

", nous lançons le sous-Grafcet de retour action "

RET

" et nous attendons la

fin de ce Grafcet "

fRET

". Une fois que l'action est terminée nous repassons à l'étape d'attente.

MELANGEUR

2

- L'opérateur appuie sur "

avance

", nous lançons le sous-Grafcet d'avance action "

AVAN

" et nous attendons la

fin de ce Grafcet "

fAVAN

". Une fois que l'action est terminée nous repassons à l'étape d'attente.

- L'opérateur appuie sur "

enregistrement

", nous lançons le sous-Grafcet d'enregistrement action "

ENRE

" et

nous attendons la fin de ce Grafcet "

fENRE

". Une fois que l'action est terminée nous repassons à l'étape

d'attente.

- L'opérateur appuie sur "

éjection

", nous lançons le sous-Grafcet d'éjection action "

EJEC

" et nous attendons

la fin de ce Grafcet "

fEJEC

". Une fois que l'action est terminée nous repassons dans le premier cas où il n'y a

pas de cassette dans le magnétoscope.

QUESTION :

- Réaliser le Grafcet maître correspondant à ce cahier des charges.

II . Sous-Grafcet d'insertion Cassette

Cycle de fonctionnement :

- Lorsque le Grafcet maître effectue l'opération de lecture "

GINSE

" nous lançons le sous-Grafcet d'insertion

de cassette,

- nous lançons l'action "

MOTEUR_INSERTION

" jusque "

cassette=1

",

- ensuite nous faisons l'action "

fGinse

" et nous attendons que le Grafcet maître est terminé son action. Ensuite

le Grafcet d'insertion repasse en étape initiale.

QUESTIONS :

- Réaliser le Grafcet correspondant à ce cahier des charges.

- Réaliser ce Grafcet à l'aide de bascule RS.

III . Sous-Grafcet de Lecture

Le sous-Grafcet de lecture est lancé dès que

LECT

passe à 1. Dans ce cas, plusieurs choses se passent.

Figure intérieure d'un magnétoscope sans la cassette

Figure intérieure d'un magnétoscope avec une cassette

Cycle de fonctionnement :

- Lorsque le Grafcet maître effectue l'opération de lecture "

LECT

", nous lançons le sous-Grafcet de lecture,

- nous faisons les actions "

C3+

" et "

C4+

" en même temps jusque respectivement "

c3+

" et "

c4+

" (attention les

actions "C3+" et "C4+" sont des actions indépendantes donc des vitesses différentes),

- une fois que les deux actions ci-dessus sont terminées nous faisons les actions "

C1+

" et "

C2+

" jusque

respectivement "

c1+

" et "

c2+

",

MELANGEUR

3

- une fois les deux actions ci-dessus terminées nous allons pouvoir commencer la lecture de la bande. Pour

cela nous allons commencer par mettre en place la tête de lecture d'index action "

CVI+

" jusque "

cvi+

",

- nous mettons en place la tête audio donc action "

CS+

" jusque "

cs+

",

- nous mettons en route les trois moteurs MD, MV et MG avec un pourcentage de + 50% et nous contrôlons la

tension de la bande par le capteur de pression et la vitesse de rotation de la tête de lecture par le capteur

d'index. Ces deux contrôles seront réalisés dans des Grafcets indépendants.

- La mise en route du moteur

MV

se fait par l'affectation de cette variable à la valeur 50. Et la mise en route

des moteurs de bande se fait par l'affectation des variables

MD

et

MG

à la valeur 50. Une fois cette action

effectuée, nous nous plaçons dans un état d'attente. Ici six possibilités s'ouvrent à nous, ces possibilités seront

développés ci-dessous.

- appui sur le bouton mise en marche/arrêt,

- Pause,

- Stop,

- Lecture avec avance rapide,

- Lecture avec retour rapide,

- Le capteur de fin de bande passe à 1 "

fin_bande

".

- si l'opérateur appuie sur la touche marche/arrêt "

ma

" nous mettons les trois variables

MV

,

MG

et

MD

à la

valeur 0 et nous faisons l'action "

fLECT

" pour indiquer au Grafcet maître que l'action de lecture est terminée.

Et nous attendons que le Grafcet maître a quitté son étape pour revenir dans l'étape initiale de ce grafcet,

- si l'opérateur appuie sur la touche "

pause

", nous mettons les deux variables

MG

et

MD

à la valeur 0 et nous

attentons que l'opérateur appuie sur la touche "

lecture

" pour remettre dans les variables

MG

et

MD

la valeur

50 et nous revenons à l'étape d'attente.

- si l'opérateur appuie sur la touche "

stop

", plusieurs choses se passent les variables

MV

,

MD

et

MG

prennent

la valeur 0 et nous remettons la bande en position initiale. Cela signifie que nous faisons en même temps les

actions "

CVI-

" et "

CS-

" jusque respectivement "

cvi-

" et "

cs-

" suivi des actions "

C1-

" et "

C2-

" jusque "

c1-

" et

"

c2-

" et pour finir les actions "

C3-

" et

C4-

" jusque "

c3-

" et "

c4-

". Ensuite nous faisons l'action "

fLECT

" pour

indiquer au Grafcet maître que l'action de lecture est terminée. Et nous attendons que le Grafcet maître a quitté

son étape pour revenir dans l'étape initiale de ce grafcet.

- si le capteur fin de bande passe à 1 "

fin_bande

", plusieurs choses se passent les variables

MV

,

MD

et

MG

prennent la valeur 0 et nous remettons la bande en position initiale. Cela signifie que nous faisons en même

temps les actions "

CVI-

" et "

CS-

" jusque respectivement "

cvi-

" et "

cs-

" suivie des actions "

C1-

" et "

C2-

"

jusque "

c1-

" et "

c2-

" et pour finir les actions "

C3-

" et

C4-

" jusque "

c3-

" et "

c4-

". Et nous lançons le Grafcet

de retour de bande "

RET

" et nous attendons l'action "

fRET

". Ensuite nous faisons l'action "

fLECT

" pour

indiquer au Grafcet maître que l'action de lecture est terminée. Et nous attendons que le Grafcet maître a quitté

son étape pour revenir dans l'étape initiale de ce grafcet.

- si l'opérateur appuie sur la touche "

avance_rapide

", nous mettons dans les variables

MG

et

MD

la valeur

90

et nous attendons que l'opérateur appuie sur la touche "

lecture

". Dans ce cas, nous mettons les variable

MG

et

MELANGEUR

4

MD

à la valeur 50. Et nous revenons dans l'étape d'attente.

- si l'opérateur appuie sur la touche "

retour_rapide

", nous mettons dans les variables

MG

et

MD

la valeur

-90

et nous attendons que l'opérateur appuie sur la touche "

lecture

". Dans ce cas, nous mettons les variables

MG

et

MD

à la valeur

50

. Et nous revenons dans l'étape d'attente.

QUESTIONS :

- Réaliser le Grafcet correspondant à ce cahier des charges.

- Réaliser ce Grafcet en langage littéral.

IV . Sous-Grafcet de Régulation

Une fois que les moteurs MV, MG et MD ont une valeur différente de zéro, nous lançons la régulation de

vitesse et la régulation de tension de la bande vidéo.

IV.1 . Sous-Grafcet de régulation de vitesse du moteur MV

La vitesse de la tête de lecture doit être de 500 tours/min. A cette vitesse, un capteur "

vit

" nous fournit une

impulsion par tour. Une erreur de 5% sur cette vitesse de rotation est tolérée.

Si la durée entre deux impulsions est supérieure à la limite haute (que vous devez déterminer) cela entraîne

une augmentation de la vitesse de rotation.

Si la durée entre deux impulsions est inférieure à la limite basse (que vous devez déterminer) cela entraîne une

diminution de la vitesse de rotation.

Cycle de fonctionnement :

- Ce Grafcet est lancé dès que la vitesse de

MV<>0

.

- Une impulsion sur "

vit

" apparaît. Nous lançons deux temporisations (une temporisation pour la limite haute

et une temporisation pour la limite basse : à vous de calculer la durée des temporisations) pour contrôler la

durée entre chaque impulsion.

- Si une impulsion apparaît sur "

vit

" entre les deux limites que vous devez déterminer, la vitesse est correcte et

nous revenons à l'étape initiale.

- Si une impulsion apparaît sur "

vit

" avant la fin de la temporisation basse. La vitesse de la tête est trop

importante. Nous devons diminuer la vitesse de 1

(MV=MV-1)

et nous revenons à l'étape initiale.

- Si une impulsion apparaît sur "

vit

" après la fin de la temporisation haute. La vitesse de la tête est trop faible.

Nous devons augmenter la vitesse de 1

(MV=MV+1)

et nous revenons à l'étape initiale.

QUESTION :

- Réaliser le Grafcet correspondant à ce cahier des charges.

IV.2 . Sous-Grafcet de régulation de tension de la bande magnétique moteur MD et MG

MELANGEUR

5

Nous effectuons une régulation pour la tension de la bande dès que la vitesse de MG et MD sont différents de

0 (

MG<>0 et MD<>0

). Cette régulation s'effectue de la façon suivante. Nous avons à notre disposition un

capteur de pression. Ce capteur nous renvoie une information égale à 50 pour une bonne tension de la bande.

Si la tension est insuffisante cette information diminue. Si la pression est <50, il faut augmenter la valeur de

MD. Exemple si pre=48 il faut augmenter MD de 2 (50-pre), si pre=45 => MD=MD+5 et MG garde sa valeur.

Par contre si la bande la pression est >50 il faut augmenter la valeur de MG. Exemple si pre=52 il faut

augmenter MG de 2 (50-pre) si pre=55 => MG=MG+5 et MD garde sa valeur.

QUESTION :

- Réaliser le Grafcet correspondant à ce cahier des charges.

V . Sous-Grafcet de Retour

Cycle de fonctionnement :

- Lorsque le Grafcet maître effectue l'opération de lecture "

RET

", nous lançons le sous-Grafcet de retour,

- en même temps nous faisons les actions "

C1-

" et "

C2-

" jusque respectivement "

c1-

" et "

c2-

"(attention les

actions "C1-" et "C2-" sont des actions indépendantes donc des vitesses différentes),

- une fois que les deux actions ci-dessus sont terminées, nous faisons les actions "

C3-

" et "

C4-

" jusque

respectivement "

c3-

" et "

c4-

",

- nous fixons la variable

MG

à

-50

et

2 secondes

après le début nous mettons cette variable à

-100

. La

variable

MD

prend la valeur

0

.

- Après ces actions il y a trois possibilités :

- l'opérateur appuie sur la touche "

stop

". Dans ce cas

MG

prend la valeur 0. Ensuite nous faisons l'action

"

fRET

" pour indiquer au Grafcet maître que l'action de lecture est terminée. Et nous attendons que le Grafcet

maître ait quitté son étape pour revenir dans l'étape initiale.

- l'opérateur appuie sur la touche "

ma

". Dans ce cas

MG

prend la valeur 0. Ensuite nous faisons l'action

"

fRET

" pour indiquer au Grafcet maître que l'action de lecture est terminée. Et nous attendons que le Grafcet

maître ait quitté son étape pour revenir dans l'étape initiale.

- le capteur fin de bande passe à 1 "

fin_bande

". Dans ce cas

MG

prend la valeur 0. Ensuite nous faisons

l'action "

fRET

" pour indiquer au Grafcet maître que l'action de lecture est terminée. Et nous attendons que le

Grafcet maître ait quitté son étape pour revenir dans l'étape initiale.

QUESTION :

- Réaliser le Grafcet correspondant à ce cahier des charges.

- Réaliser ce Grafcet en LADDER.

VI . Sous-Grafcet d'Avance

Cycle de fonctionnement :

MELANGEUR

6

- Lorsque le Grafcet maître effectue l'opération de lecture "

AVAN

" nous lançons le sous-Grafcet d'avance,

- en même temps nous faisons les actions "

C1-

" et "

C2-

" jusque respectivement "

c1-

" et "

c2-

"(attention les

actions "C1-" et "C2-" sont des actions indépendantes donc des vitesses différentes),

- une fois que les deux actions ci-dessus sont terminées, nous faisons les actions "

C3-

" et "

C4-

" jusque

respectivement "

c3-

" et "

c4-

",

- nous fixons la variable

MD

à

50

et

2 secondes

après le début nous mettons cette variable à

100

. La variable

MG

prend la valeur

0

.

- Après ces actions il y a trois possibilités :

- l'opérateur appuie sur la touche "

stop

". Dans ce cas

MD

prend la valeur 0. Ensuite nous faisons l'action

"

fAVAN

" pour indiquer au Grafcet maître que l'action de lecture est terminée. Et nous attendons que le

Grafcet maître ait quitté son étape pour revenir dans l'étape initiale.

- l'opérateur appuie sur la touche "

ma

". Dans ce cas

MD

prend la valeur 0. Ensuite nous faisons l'action

"

fAVAN

" pour indiquer au Grafcet maître que l'action de lecture est terminée. Et nous attendons que le

Grafcet maître ait quitté son étape pour revenir dans l'étape initiale.

- le capteur fin de bande passe à 1 "

fin_bande

". Dans ce cas

MD

prend la valeur 0. Ensuite nous faisons

l'action "

fAVAN

" pour indiquer au Grafcet maître que l'action de lecture est terminée. Et nous attendons que

le Grafcet maître ait quitté son étape pour revenir dans l'étape initiale.

QUESTION :

- Réaliser le Grafcet correspondant à ce cahier des charges.

VII . Sous-Grafcet d'enregistrement

Ce Grafcet ne sera pas réalisé ici car il est semblable à celui de la lecture.

VII . Sous-Grafcet d'éjection de Cassette

Cycle de fonctionnement :

- Lorsque le Grafcet maître effectue l'opération de lecture "

EJEC

", nous lançons le sous-Grafcet d'éjection de

cassette,

- nous lançons l'action "

MOTEUR_EJECTION

" jusque "

cassette=0

",

- ensuite nous faisons l'action "

fEJEC

" et nous attendons que le Grafcet maître est terminé son action. Ensuite

le Grafcet d'éjection repasse en étape initiale.

QUESTION :

- Réaliser le Grafcet correspondant à ce cahier des charges.

VIII . Durée de lecture

MELANGEUR

7

Le compteur indique le temps écoulé en heures, minutes et secondes ; le décompte est effectué à partir du

chargement de la cassette ou de la position 00 H 00 min 00 sec du compteur. Pour remettre à zéro le compteur

il faut appuyer sur la touche RAZ quand le Grafcet maître est en mode d'attente.

Chaque impulsion sur HI est séparée d'une seconde.

QUESTION :

- Réaliser le compteur/décompteur et le brancher aux deux capteurs qui permettent de réaliser le

comptage. Attention ce compteur compte de 0H00M00S à 23H59M59S ? Le choix du type de compteur

est laissé à votre charge.

IX . Réalisation de la méthode ShowView

La méthode ShowView est une méthode simple qui consiste a faire une action de tout les chiffres du code

pour obtenir une valeur qui donne les informations nécessaires pour l'enregistrement. Cette opération

s'effectue sur quatre bits pour notre exemple.

QUESTION :

- Réaliser un additionneur binaire de deux mots de 4 bits chacun à l'aide de la logique combinatoire.

MELANGEUR

8