Une maquette de train pour des TP de GRAFCET

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Une maquette de train pour des TP de GRAFCET

(1) (2)(2) (1) Aurika JANULYTE, Christian ROVETTA, Laurence CHERIGIER, André BOIS [e-mail],[e-mail],[e-mail] (1) Université deProvence, Filière Instrumentation et Capteurs, Centre de Saint Jérôme, Avenue Escadrille- Normandie-Niemen, 13397 Marseille Cedex 20 – France (2) Provence, Physique Expérimentale Premier Cycle, Case 1, 3 place Victor Hugo, 13331 Mar-Université de seille Cedex 03 – France

RESUME :Nous proposons une maquette de trains électriques commandée par un automate programmable industriel (API). L'automateest programmable par le langage GRAFCET ou LD (ladder). Cette maquette d'automatisme ludique permet aux étudiants demettre en applicationleurs connaissances de programmation,de mettre en œuvre des problé- matiques de programmation telles que synchronisation temporelle, temporisation etc. et d'expérimenter un système au- tomatique. Mots clés: maquette train, GRAFCET, automate programmable industriel.

1INTRODUCTION Dans l'enseignement du GRAFCET et du fonc- tionnement des automates programmables industriels, l'une des grandes difficultés est de disposer d'une ma- quette qui permette de visualiser très facilement le bon fonctionnement du programme qui a été réalisé par les étudiants. Le plus souvent les maquettes utilisées sont le feu rouge, l'ascenseur ou des maquettes faisant inter- venir des vérins ou des moteurs pour essayer de simuler des situations industrielles. Il faut remarquer que ces maquettes sont souvent éloignées des conditions réelles de fonctionnement. En effet, les ascenseurs et les feux rouges, par exemple, sont gérés par des automates très spécialisés, développés par les constructeurs de ces systèmes, et jamais par des automates programmables industriels (que nous désignerons par API par la suite) qui sont pourtant plus répandus dans le monde indus- triel. Nous avons réalisé une maquette que nous utili- sons en travaux pratiques, basée sur des réseaux de trains électriques miniatures. Cette maquette présente les intérêts suivants : ·L'aspect ludique pour l'enseignement ·La visualisation immédiate du fonctionnement du programme en GRAFCET de l'automate ·La réalisation, à partir d'un circuit donné, de plusieurs enchaînements de séquences diffé- rentes de déplacement d'un ou plusieurs trains sur le circuit, permettant de proposer des exer- cices de travaux pratiques variés aux étu- diants. ·L'illustration aisée de tous les problèmes d'initia- lisation, et dans le cas du parallélisme, de syn- chronisation temporelle, de disponibilité d'une partie ou de synchronisation de l'avancement d'une séquence par rapport à l'autre.

Enfin, un avantage non négligeable est que le coût d’une maquette «maison »est bien inférieur à

celui du matériel proposé par les fournisseurs de maté- riel de travaux pratiques. La maquette de train est utilisée dans l'ensei- gnement supérieur, par les étudiants de niveau Master deuxième année. Le volume horaire de travaux pratique avec la maquette train est de 20 heures. Nous envisa- geons également d’utiliser cette maquette dans le cadre de manifestations de diffusion scientifique ou des sa- lons et forums pour présenter les filières et les métiers de l’Université.

2PRINCIPE TECHNIQUE Nous avons créé, à partir d’éléments de circuits de trains électriques miniatures, une maquette regrou- pant trois circuitsdifférents afin d’illustrer la diversité des modes d’utilisation du réseau ferroviaire réel.Pour simplifier, le principe de chacun des circuits est ici dé- taillé séparément. Le premier circuit montre une voie unique simple, sachant que dans la réalité, celle-ci n’est pas en boucle. Le second circuit permet le croisement des trains en voie unique. Le troisième reprend les ca- ractéristiques d’une voie de triage de wagons de fret. 2.1Voie unique à cantonnement automatique Ce premier circuitsimule le déplacement de lo- comotives sur unevoie unique à cantonnement auto- matiquetrains partant l’un derrière l’autre ne. Deux doivent pas se rattraper. Pour ce faire, on insèreun espace de sécurité entre eux, appelé canton, comme représenté sur la fig. 1. Le sens de déplacement de la locomotive est fonction de la polarité de l’alimentation du canton dasn lequel elle se trouve. Dans notre cas, la voie circulaire est donc divisée en six cantons qui sont actifs en fonc- tion du déplacement attendu des locomotives qui sont sur la voie.