Brevet de Technicien Supérieur

MAINTENANCE INDUSTRIELLE



Session 2010




Automatique

(Sous épreuve E 5-1)




Corrigé

Ce dossier contient les documents C1 à C5 et DR1 à DR5 corrigés
 C1


Analyse et amélioration du cycle d’initialisation de la cisaille
1 Barème : 15 / 60 Durée conseillée : 60 min


Q.1-1 Barème : 4 Répondre sur DR1
Compléter le tableau d’évolution de la partie commande géré par l’API (Automate Programmable
Industriel) pour passer du mode manuel (X15= 1) à une machine initialisée (X12= 1) en précisant les
étapes actives et les conditions d’évolutions.
Voir document réponse DR1

Q.1-2 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Lorsque le cycle d’initialisation est terminé, l’étape 12 est active (X12=1), préciser les sorties Tout Ou
Rien actives sur l’API (Automate Programmable Industriel).
%Q6.5 - %Q8.5 - %Q11.6

Q.1-3 Barème : 3 Répondre sur DR1
Compléter le chronogramme du cycle des POM du chariot.
Voir document réponse DR1

Q.1-4 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Expliquer l’enchaînement des événements provoquant le déclenchement du capteur (Sc2) lors de
cette nouvelle demande de POM chariot.
X33=1  %Q8,2 = 1  Input 213 =1  X401 Accélération du chariot dans le sens -  X402 
Déplacement du chariot dans le sens -   capteur Origine mesure chariot = 0 (capteur
Origine mesure chariot = 1)  On reste bloqué à l’étape X402 tout en déplaçant le chariot
dans le sens -  déclenchement du capteur Sc2 (sens -)

Q.1-5 Barème : 2 Répondre sur DR2
Décrire la solution d’amélioration en modifiant le grafcet GPOM.
Voir document réponse DR2

Q.1-6 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Proposer des axes de solutions permettant de réaliser un cycle de POM chariot sans défaillance
quelque soit la position du chariot au moment du lancement du cycle de POM.
Solution 1 :
 Mettre en place une fiche de procédure destinée à l’opérateur lui précisant qu’il faut
déplacer à la main le chariot (système réversible) à gauche du capteur devant un
repère visuel fixé sur le bâti avant de lancer un cycle de POM.

Solution 2 :
 Placer un capteur fin de course « Fdc - » entre le sur course Sc2 et le capteur « Origine
mesure chariot ».
 Ecrire un nouveau cycle de POM :
o Lors du déplacement dans le sens – si le capteur « Origine mesure chariot » est
détecté avant le capteur « Fdc - » cela correspond au cycle existant.
o Lors du déplacement dans le sens – si le capteur « Fdc- » est détecté avant le
capteur « Origine mesure chariot » cela signifie qu’il faut inverser le sens pour
ramener la chariot sur le capteur « Origine mesure chariot ».
 C2


Analyse et amélioration du cycle de coupe de la cisaille
2 Barème : 35 / 60 Durée conseillée : 120 min

Q.2-1 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Donner le nom et le rôle des composants 00V1, 00S1, 02V5.
 00V1 : Vanne d’isolement pneumatique, elle permet de séparer l’énergie pneumatique.
Lors d’une intervention de maintenance, ce composant permet de réaliser la
consignation pneumatique.
 00S1 : Pressostat pneumatique taré à 2 bars. Lorsque la pression est inférieure à 2
bars, le contact s’ouvre.
 02V5 : Régulateur de pression pneumatique taré à 2 bars. Il permet de réduire la
pression pneumatique dans le vérin « Pression profil » à 2 bars.

Q.2-2 Barème : 1 Répondre sur feuille de copie
Préciser le repère et donner le nom du composant assurant le réglage de la vitesse de la descente
du codeur.
02V3 – réducteur de débit unidirectionnel (réglage sur l’échappement)

Q.2-3 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Donner le nom des composants suivants : 11V1 – 10P1 – 10Z5 – 10Z6.
 11V1 : Distributeur hydraulique 4/3 à centre fermé à commande électrique
 10P1 : Pompe hydraulique à un sens de flux à cylindrée fixe
 10Z5 : Indicateur de niveau d’huile dans le réservoir
 10Z6 : Filtre à air

Q.2-4 Barème : 1 Répondre sur feuille de copie
Donner le nom, le rôle et le fonctionnement du composant 10Z2.
C’est un filtre hydraulique sur circuit de retour sans indicateur de colmatage. Un by-pass
permet le retour du fluide au réservoir lorsque le filtre est trop encrassé. Il récupère les
impuretés de l’huile issues des composants du circuit hydraulique avant le retour au
réservoir.

Q.2-5 Barème : 1 Répondre sur feuille de copie
Après avoir identifier les inconvénients du point de vue de la maintenance du composant 10Z2,
proposer des axes de solutions d’amélioration.
Ce composant ne comporte pas d’indicateur de colmatage. Cela impose une maintenance
systématique (remplacement périodique). Il serait possible d’envisager une maintenance
conditionnelle en choisissant un filtre avec indicateur de colmatage :
 Indicateur visuel (nécessite une visite préventive)
 Ou contact électrique déclenchant une alarme maintenance sans interdire le
fonctionnement de la centrale hydraulique

Q.2-6 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Donner le nom et le rôle du composant 10V2.
C’est un limiteur de débit proportionnel. Il permet de régler le débit donc la vitesse du vérin en
fonction d’une consigne électrique variable.
 C3


Q.2-7 Barème : 1 Répondre sur DR2
En admettant un P de 30 bars, déterminer la nouvelle valeur de consigne en % à envoyer sur la
bobine du composant 10V2 pour obtenir le débit souhaité.
Voir document réponse DR2

Q.2-8 Barème : 1 Répondre sur feuille de copie
Sachant que le débit d’une pompe est fonction de sa cylindrée et de sa fréquence de rotation,
calculer le débit de la pompe Qp en l/min.
Qp = Cylindrée x N tr/min de la pompe
Qp = 2,6 x 1500 = 3900 cm3 / min soit 3,9 l/min

Q.2-9 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Justifier le rôle de l’accumulateur
Le débit réglé pour la coupe est de 9 l/min. Ce débit est supérieur au débit de la pompe
(Qp = 3,9 l/min). L’accumulateur doit fournir le complément de débit.

Q.2-10 Barème : 3 Répondre sur DR3
Décrire la phase de restitution lors de la coupe latérale 1 (avancer coupe latérale L1) en coloriant en
rouge les circuits sous pression et en bleu les circuits de retour au bac. Indiquer par une flèche le
sens des débits : débit de la pompe Qp, débit nécessaire à la coupe Qc et le débit fourni par
l’accumulateur Qa.
Voir document réponse DR3

Q.2-11 Barème : 3 Répondre sur DR3
Décrire l’étape de conjonction de la phase d’accumulation en coloriant en rouge les circuits sous
pression et en bleu les circuits de retour au bac. Indiquer par une flèche le sens du débit de la pompe
Qp.
Voir document réponse DR3

Q.2-12 Barème : 3 Répondre sur DR3
Décrire l’étape de disjonction de la phase d’accumulation en coloriant en rouge les circuits sous
pression et en bleu les circuits de retour au bac. Indiquer par une flèche le sens du débit de la pompe
Qp.
Voir document réponse DR3

Q.2-13 Barème : 1 Répondre sur feuille de copie
Déterminer la pression maxi (P2) dans l’accumulateur en phase d’accumulation.
La pression maxi est de 150 bars (pression de tarage de 10V1).

Q.2-14 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Déterminer le volume total à restituer par l’accumulateur lors du cycle de coupe complet.
3
Le volume total à restituer par l’accumulateur est de 63 cm soit 0,063 l.
Avancer coupe latérale 1 : 21 – 9 = 12 cm3 ; Reculer coupe latérale 1 : 17 – 7 = 10 cm3
Reculer coupe latérale 2 : 17 – 7 = 10 cm3 ; Avancer coupe latérale 2 : 21 – 9 = 12 cm3
3 3
Descendre coupe verticale : 19 – 8 = 11 cm ; Monter coupe verticale : 15 – 7 = 8 cm
3
12 + 10 + 10 + 12 + 11 + 8 = 63 cm
 C4


Q.2-15 Barème : 2 Répondre sur DR4 et feuille de copie
Justifier le volume de l’accumulateur installé.
Le volume de l’accumulateur installé est de 1 l.  = 1,5.
D’après l’abaque V = 0,22 l
Le volume à restituer (0,063l) est inférieur au V (0,22 l) de l’accumulateur installé.
L’accumulateur installé répond bien au besoin.

Q.2-16 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Justifier du point de vue de la sécurité le choix du service maintenance concernant le composant de
décharge de l’accumulateur (le constructeur propose les deux références citées ci-dessus).
Le service maintenance a choisi la référence SDSPM18-AB. Cette solution permet de
respecter le principe de la sécurité positive. En cas de défaillance de la bobine du distributeur
ou de perte d’énergie du circuit de commande de la bobine du distributeur, le comportement
sera orienté vers la sécurité (décharge de l’accumulateur : absence d’énergie de puissance).
Pour la référence SDSPM18BA, pour assurer la décharge de l’accumulateur, il faut piloter la
bobine du distributeur. En cas de défaillance de la bobine du distributeur ou de perte
d’énergie du circuit de commande de la bobine du distributeur, la sécurité n’est pas assurée.

Q.2-17 Barème : 2 Répondre sur DR4
Compléter le schéma hydraulique.
Voir document réponse DR4




Q.2-18 Barème : 4 Répondre sur DR5
En se limitant à la chaîne fonctionnelle « Avancer coupe latérale 1 » (Grafcet GTC, X202), compléter
le grafcet de surveillance « GSURV1 » permettant de mémoriser le bit défaut « Défaut Avancer
coupe latérale 1 ».
Voir document réponse DR5
 C5




Analyse du synchronisme chariot/profil
3 Barème : 10 / 60 Durée conseillée : 60 min


Q.3-1 Barème : 2 Répondre sur DR5
Compléter le schéma bloc de l’asservissement du chariot en précisant les grandeurs échangées.
Voir document réponse DR5

Q.3-2 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Calculer le nombre d’incréments « profil » comptés lorsque la longueur à couper est atteinte (2 m).
Par tour du codeur, il y a 4 x 8192 incréments soit 32768.
Pour une longueur de 2m, le codeur fait 4 tours (2000 / 500 = 4).
Le nombre d’incréments comptés pour une longueur à couper de 2 m est de 4 x 32768 =
131072.

Q.3-3 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Calculer le déplacement du chariot en mm pour une rotation d’un tour du résolveur.
Pour un tour du résolveur :
 Le compteur chariot compte 16384 incréments
 La vis fait 1/3 tour (rapport de transmission : 20/60)
 Le chariot se déplace de 20/3 soit 6,67 mm

Q.3-4 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Calculer en mm la tolérance (± mm) équivalente de la coupe autorisée par la fenêtre de l’erreur de
poursuite.
Pour 100 incréments le chariot se déplace de :
(20 x 100) / (16384 x 3) = 0,04 mm
La tolérance de la coupe est de ± 0,04 mm

Q.3-5 Barème : 2 Répondre sur feuille de copie
Justifier l’influence des paramètres P et I sur le comportement du chariot.
Une augmentation du paramètre P (Gain proportionnel) va augmenter la rapidité du système
et diminuer l’erreur de poursuite. Attention à l’instabilité du système si P est trop grand.
Le paramètre I (Intégral) va permettre de minimiser l’erreur de poursuite.
 Document réponse (DR1)

Q1-1) Compléter le tableau d’évolution de la partie commande géré par l’API (Automate Programmable Industriel)
pour passer du mode manuel (X15= 1) à une machine initialisée (X12= 1) en précisant les étapes actives et les
conditions d’évolutions.



GC GHV GINIT GMANU Conditions d’évolution


X15 X22 X30 X301 %I0,3 .  %I0,0


X11 X22 X30 X301 X 11


X11 X22 X32 X300 %I1,1 . %I1,3 . %I1,4 . %I1,6


X11 X22 X33 X300 %I4,0


X11 X22 X34 X300 X34


X12 X22 X34 X300 /X11


X12 X22 X30 X300

La partie grisée est facultative.



Q1-3) Compléter le chronogramme du cycle des POM du chariot.
400 tr/min




0 temps

1
Demande POM
chariot (%Q8,2) 0 temps

Demande POM
chariot (Input 213)
0 temps
Capteur Origine
mesure chariot
0 temps

Chariot à l’origine
(Output 12)
0 temps
 Document réponse (DR2)

Q1-5) Décrire la solution d’amélioration en modifiant le grafcet GPOM.
GPOM « Prise d’Origine Mesure du chariot »



400 Chariot à l’origine : = 0




Demande POM chariot (Input 213) . Origine Mesure chariot Demande POM chariot (Input
213) . Origine Mesure chariot

401 Start chariot sens -



Accélération : = 3000


[Vitesse = 400]


402 Start chariot sens -


Origine Mesure chariot




403 Stop chariot



Chariot à l’origine : = 1



Demande POM chariot (Input 213)




Q2-7) En admettant un P de 30 bars, déterminer la nouvelle valeur de consigne en % à envoyer sur la bobine du
composant 10V2 pour obtenir le débit souhaité.
A B Utilisation avec passage unique du débit P  B
Courbes
du P
P T

12 l/min




Consigne de débit en % :

 87 %
 Document réponse (DR3)

Q2-10) Trancheuse latérale 1 Phase de
11A
restitution




11V1
A B




P T



10Z7

10V2 A B




P T


10Z4 Qa
10Z3
Qc


10V1

Qp
10M1


M 150 bars

10P1 10Z2




Q2-11) Q2-12)
Trancheuse latérale 1 Phase Trancheuse latérale 1 Phase
11A 11A
d’accumulation d’accumulation
Etape de Etape de
conjonction disjonction


11V1 11V1
A B A B




P T P T



10Z7 10Z7

10V2 A B 10V2 A B




P T P T


10Z4 10Z4
10Z3 10Z3