Système de contrôle pour un convoyeur industriel

Contexte : Le cœur de l'automatisation.

Les convoyeurs sont omniprésents dans l'industrie, que ce soit pour le tri de colis, l'assemblage de produits ou la logistique. Leur bon fonctionnement repose sur un système de contrôle précis qui interprète les signaux de capteurs et d'opérateurs pour commander des actionneurs, comme un moteur électrique. Cet exercice explore la conception de la logique de commande et le dimensionnement électrique de base pour un convoyeur simple.

Remarque Pédagogique : Cet exercice est une passerelle entre la théorie de l'électricité (loi d'Ohm, puissance) et la logique séquentielle (algèbre de Boole, portes logiques). Nous allons traduire un cahier des charges fonctionnel en un circuit logique, puis vérifier les aspects électriques pour nous assurer que le système peut fonctionner de manière fiable.

Objectifs Pédagogiques

Analyser un cahier des charges pour en extraire une logique de contrôle.
Concevoir un circuit de commande simple à l'aide de portes logiquesComposants électroniques de base effectuant une opération logique booléenne (ET, OU, NON, etc.) sur une ou plusieurs entrées pour produire une seule sortie..
Mettre en œuvre une fonction de mémoire (auto-maintien ou latch).
Calculer le courant nominal d'un moteur à courant continu.
Dimensionner une alimentation en tenant compte de son rendement.

Données de l'étude

Un convoyeur industriel est utilisé pour transporter des boîtes d'un point A à un point B. Le système est contrôlé par des boutons poussoirs et un capteur de détection.

Composants et Spécifications

Moteur DC (M) : Entraîne le tapis du convoyeur. Tension d'alimentation : \(U = 24 \, \text{V}\), Puissance nominale : \(P = 120 \, \text{W}\).
Bouton 'Start' : Bouton poussoir Normalement OuvertUn contact Normalement Ouvert (NO) établit le circuit (laisse passer le courant) uniquement lorsqu'il est actionné. Au repos, le circuit est ouvert. (NO).
Bouton 'Stop' : Bouton poussoir Normalement FerméUn contact Normalement Fermé (NF ou NC en anglais) coupe le circuit (arrête le passage du courant) uniquement lorsqu'il est actionné. Au repos, le circuit est fermé et laisse passer le courant. (NC).
Capteur photoélectrique (S1) : Placé en fin de parcours, il délivre un signal logique HAUT (1) lorsqu'une boîte est détectée, et BAS (0) sinon.
Alimentation : Fournit le 24V au moteur avec un rendement \(\eta = 85\%\).

Logique de commande requise

Une pression sur 'Start' démarre le moteur.
Le moteur doit rester en marche même après avoir relâché le bouton 'Start' (logique d'auto-maintien).
Une pression sur 'Stop' arrête le moteur à tout moment.
Le moteur s'arrête automatiquement si le capteur S1 détecte une boîte.

Schéma du système de convoyeur

Questions à traiter

Dessiner le schéma logique (avec des portes ET, OU, NON) qui réalise la commande du moteur.
Calculer le courant nominal \(I_n\) consommé par le moteur en fonctionnement.
Déterminer la puissance d'entrée \(P_{\text{in}}\) que l'alimentation doit tirer du secteur pour faire fonctionner le moteur à sa puissance nominale.
Analyser le fonctionnement : que se passe-t-il si le fil du bouton 'Stop' est accidentellement coupé ?

Les bases du Contrôle Logique

Pour aborder cet exercice, il faut maîtriser quelques concepts clés de l'électricité et de l'automatisme.

1. Portes Logiques : Le cerveau de la décision
Les portes logiques sont les briques de base des circuits numériques. Elles prennent une ou plusieurs décisions (entrées binaires : 0 ou 1) et fournissent un unique résultat (sortie binaire : 0 ou 1).

Porte ET (AND) : La sortie est 1 SEULEMENT si TOUTES ses entrées sont à 1. Pensez à "il faut la clé ET le code pour ouvrir la porte".
Porte OU (OR) : La sortie est 1 si AU MOINS UNE de ses entrées est à 1. Pensez à "on peut entrer par la porte OU par la fenêtre".
Porte NON (NOT) : C'est un simple inverseur. Si l'entrée est 1, la sortie est 0, et vice-versa.

2. Circuit d'Auto-Maintien (Latching) : La mémoire simple
Comment un système peut-il se souvenir qu'on a appuyé sur "Start" même après l'avoir relâché ? Grâce à un circuit d'auto-maintien. L'idée est d'utiliser une porte OU. Une de ses entrées est le bouton "Start". L'autre entrée est connectée... à la sortie elle-même ! Ainsi, une fois que la sortie passe à 1 (parce qu'on a pressé "Start"), elle "s'auto-alimente" via la boucle de retour et reste à 1, même si "Start" revient à 0. C'est le principe de base de la mémoire.

3. Puissance et Rendement : Rien ne se perd, tout se transforme
La puissance électrique d'un composant DC est donnée par \(P = U \times I\). Cependant, aucun système n'est parfait. Une alimentation électrique, par exemple, chauffe un peu en fonctionnant : c'est de l'énergie perdue. Le rendement (\(\eta\)) mesure l'efficacité de cette conversion. Un rendement de 85% (\(\eta = 0.85\)) signifie que pour 100 W consommés sur la prise secteur (Puissance d'entrée), seulement 85 W sont réellement disponibles en sortie pour le moteur (Puissance de sortie). La différence de 15 W est perdue, principalement en chaleur.

Correction : Système de contrôle pour un convoyeur industriel

Question 1 : Schéma de la logique de commande

Principe (le concept physique)

L'objectif est de traduire un ensemble de règles de fonctionnement en un langage compréhensible par des composants électroniques. On décompose le problème en deux parties : les conditions qui provoquent la MARCHE et celles qui provoquent l'ARRÊT. La sortie (le moteur) ne sera active que si une condition de marche est présente ET qu'aucune condition d'arrêt n'est active.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Algèbre de Boole : C'est le fondement mathématique de la logique numérique. Elle utilise des variables binaires (Vrai/Faux ou 1/0) et des opérateurs (ET, OU, NON). L'équation logique \( M = (A \lor B) \land C \) est une expression de l'algèbre de Boole qui se lit "M est Vrai si (A ou B) est Vrai et si C est Vrai". Les schémas à portes logiques sont une représentation graphique de ces équations.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

La clé est de bien séparer la condition de "mise en marche" (le SET) de la condition de "mise à l'arrêt" (le RESET). La condition de marche est "Start OU Moteur déjà en marche". La condition d'arrêt est "Stop OU Capteur S1". Le moteur tourne si "Condition de marche" ET PAS "Condition d'arrêt". Cette décomposition systématique simplifie grandement la conception.

Astuces (Pour aller plus vite)

Gérer les contacts NC : Le bouton 'Stop' est Normalement Fermé (NC). Au repos, il délivre un signal '1'. Appuyer dessus coupe le signal, qui passe à '0'. Pour une condition d'arrêt, on a donc besoin que le signal du bouton Stop soit à '1' pour que le moteur puisse tourner. L'inversion est donc "physique", pas besoin d'une porte NON dans le schéma pour ce bouton.

Normes (la référence réglementaire)

Les symboles des portes logiques que nous utilisons (forme rectangulaire ou forme distinctive américaine) sont standardisés, notamment par la norme internationale IEC 60617. Dans un contexte industriel, cette logique serait souvent implémentée en langage Ladder (LD), FBD (Function Block Diagram) ou Grafcet, selon la norme IEC 61131-3 pour les automates programmables.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que les portes logiques sont idéales : leur temps de commutation est nul et leurs niveaux de tension de sortie (0V ou Vcc) sont parfaits. On néglige également les phénomènes de rebonds sur les contacts des boutons poussoirs, qui en pratique nécessiteraient des circuits anti-rebonds.

Formule(s) (l'outil mathématique)

L'équation logique finale, en tenant compte du contact NC du Stop, est :

\text{Moteur} = (\text{Start} \lor \text{Moteur}_{\text{précédent}}) \land \text{Stop}_{\text{signal}} \land \neg S1

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Les entrées logiques sont : Start (NO), Stop (NC), S1 (détecteur).

Schéma (Avant les calculs)

Schéma Conceptuel

Calcul(s) (l'application numérique)

Il ne s'agit pas d'un calcul numérique mais d'une construction graphique basée sur l'équation logique. On place les portes et on les connecte.

Schéma (Après les calculs)

Schéma Logique de Commande

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le schéma montre bien la fonction mémoire (la porte OU avec sa sortie rebouclée sur une de ses entrées) et la logique de permission (la porte ET qui agit comme un "gardien"). Le moteur ne peut démarrer et rester en marche que si la porte OU dit "oui" ET que la porte ET reçoit les autorisations des conditions d'arrêt.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

La fonction mémoire (auto-maintien) se fait avec une porte OU et une boucle de retour.
Les conditions d'arrêt sont généralement regroupées sur une porte ET avec les conditions de marche.
Les signaux des capteurs ou boutons doivent être "conditionnés" (inversés ou non) avant d'attaquer la logique principale.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

L'erreur classique est d'oublier d'inverser le signal d'un capteur ou d'un bouton qui fonctionne en logique négative. Ici, si on oubliait la porte NON sur le capteur S1, le moteur s'arrêterait quand il n'y a PAS de boîte, et tournerait quand une boîte est présente, soit l'inverse du comportement désiré.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

La logique que nous avons dessinée est une bascule "RS" (Reset-Set) de base. Le bouton 'Start' est le 'Set' (mise à 1), et le groupe 'Stop' / 'S1' est le 'Reset' (mise à 0). C'est le plus simple des circuits mémoire et le fondement de toutes les mémoires informatiques plus complexes.

FAQ (pour lever les doutes)

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

Le schéma logique est conçu avec une porte OU pour l'auto-maintien, une porte NON pour le capteur, et une porte ET à 3 entrées pour la commande finale du moteur, réalisant ainsi la logique "Marche prioritaire sur l'arrêt".

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Comment modifieriez-vous le schéma pour ajouter un deuxième bouton 'Start' à un autre endroit du convoyeur ?

Il faudrait ajouter une entrée à la porte OU existante et y connecter le nouveau bouton 'Start'.

Question 2 : Calcul du courant nominal du moteur

Principe (le concept physique)

La puissance électrique \(P\) d'un appareil en courant continu (DC) représente l'énergie qu'il consomme par seconde. Elle est directement liée à la tension \(U\) à ses bornes et au courant \(I\) qui le traverse. Cette relation fondamentale permet de trouver l'une des grandeurs si les deux autres sont connues.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

La loi de puissance \(P=UI\) est une combinaison de la loi d'Ohm (\(U=RI\)) et de la définition de la puissance (\(P=RI^2\)). Pour un moteur, la puissance nominale est la puissance mécanique disponible sur l'arbre dans les conditions normales d'utilisation. La puissance électrique consommée est toujours légèrement supérieure, à cause des pertes internes (effet Joule dans les bobinages, pertes magnétiques).

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Pensez toujours à la cohérence des unités. Si la puissance est en Watts (W) et la tension en Volts (V), le courant sera obligatoirement en Ampères (A). Une erreur fréquente est de mélanger des kW, des mV, etc., sans les convertir. Ici, les unités sont déjà cohérentes, ce qui simplifie le calcul.

Astuces (Pour aller plus vite)

Pour une estimation rapide, on peut parfois utiliser des "ratios". Un moteur 24V qui consomme 24W tirera 1A. Un moteur de 120W, soit 5 fois plus puissant, tirera donc logiquement 5 fois plus de courant, soit 5A. C'est un bon moyen de vérifier mentalement l'ordre de grandeur de son résultat.

Normes (la référence réglementaire)

La norme IEC 60034-1 spécifie les informations qui doivent figurer sur la plaque signalétique d'une machine électrique. On y trouve typiquement la tension nominale (V), la puissance nominale (W ou kW), le courant nominal (A), la vitesse de rotation (tr/min), et le facteur de puissance pour les moteurs AC.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le moteur fonctionne à son point nominal, c'est-à-dire que la charge appliquée sur le convoyeur est celle pour laquelle le moteur a été conçu pour fournir 120 W. On suppose aussi que la tension d'alimentation de 24V est parfaitement stable.

Formule(s) (l'outil mathématique)

I = \frac{P}{U}

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Puissance, \(P = 120 \, \text{W}\)
Tension, \(U = 24 \, \text{V}\)

Schéma (Avant les calculs)

Circuit Électrique Simplifié

Calcul(s) (l'application numérique)

\begin{aligned} I_{\text{n}} &= \frac{120 \, \text{W}}{24 \, \text{V}} \\ &= 5 \, \text{A} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Circuit avec Courant Calculé

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Un courant de 5A est un courant significatif. Cela signifie que les câbles d'alimentation du moteur, les contacts du relais ou du contacteur qui le commande, et les protections (fusible/disjoncteur) doivent être dimensionnés pour supporter au moins ce courant en continu, et même plus pour supporter le pic de démarrage.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

La relation \(P=UI\) est l'une des plus fondamentales en électricité. Savoir la manipuler pour trouver U, I ou P est une compétence essentielle. Le courant nominal est une donnée clé pour le dimensionnement de tout le circuit de puissance.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Courant de démarrage : Le courant calculé (5 A) est le courant nominal. Au démarrage, un moteur DC peut consommer un courant beaucoup plus élevé (de 3 à 8 fois le courant nominal). Les protections doivent être de type "retardé" (courbe D pour un disjoncteur) pour ne pas se déclencher pendant cette phase transitoire normale.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Le cheval-vapeur, ancienne unité de puissance, a été défini par James Watt en comparant la puissance de ses machines à vapeur à celle des chevaux de trait. 1 cheval-vapeur (hp) équivaut à environ 735.5 Watts. Notre moteur de 120W est donc un "petit cheval" d'environ 0.16 hp.

FAQ (pour lever les doutes)

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

Le courant nominal consommé par le moteur est de \(I_{\text{n}} = 5 \, \text{A}\).

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Si le moteur avait une puissance de 180 W sous la même tension de 24 V, quel serait son courant nominal ?

Question 3 : Puissance d'entrée de l'alimentation

Principe (le concept physique)

L'alimentation agit comme un transformateur d'énergie. Elle prend de l'énergie du réseau (par exemple, 230V AC) et la convertit en une autre forme (24V DC). La loi de conservation de l'énergie nous dit que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite. La puissance d'entrée est donc égale à la puissance de sortie plus toutes les pertes (principalement de la chaleur). Le rendement est une mesure de l'efficacité de cette conversion.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Les pertes dans une alimentation à découpage (le type le plus courant) proviennent de plusieurs sources : les pertes par conduction dans les transistors et les diodes (effet Joule), les pertes par commutation (pendant les changements d'état des transistors), les pertes dans le transformateur et les pertes dans les condensateurs. L'amélioration du rendement est un enjeu majeur pour réduire la consommation d'énergie et la chaleur à dissiper.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Le rendement est toujours un nombre inférieur à 1 (ou 100%). Si votre calcul vous donne une puissance d'entrée inférieure à la puissance de sortie, vous avez probablement inversé la formule. La puissance "demandée" au réseau est toujours supérieure à la puissance "utile" fournie à la charge.

Astuces (Pour aller plus vite)

Pour un rendement de 85%, on perd 15%. La puissance d'entrée est donc la puissance de sortie plus environ 15% de cette dernière. Calcul mental rapide : 10% de 120W c'est 12W, 5% c'est 6W. Total des pertes environ 18W. Puissance d'entrée environ 120 + 18 = 138W. C'est proche du résultat exact et permet une vérification rapide.

Normes (la référence réglementaire)

Les certifications d'efficacité énergétique comme "80 Plus" (Bronze, Silver, Gold, Platinum, Titanium) pour les alimentations d'ordinateurs garantissent un rendement minimum à différents niveaux de charge (20%, 50%, 100%). Des normes similaires existent pour les alimentations industrielles, visant à réduire la consommation énergétique globale.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le rendement de 85% est constant et correspond au point de fonctionnement du moteur (charge de 120W). En réalité, le rendement d'une alimentation varie légèrement en fonction de sa charge.

Formule(s) (l'outil mathématique)

P_{\text{entrée}} = \frac{P_{\text{sortie}}}{\eta}

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

Puissance de sortie (utile), \(P_{\text{sortie}} = 120 \, \text{W}\)
Rendement, \(\eta = 85\% = 0.85\)

Schéma (Avant les calculs)

Bilan de Puissance de l'Alimentation

Calcul(s) (l'application numérique)

\begin{aligned} P_{\text{entrée}} &= \frac{120 \, \text{W}}{0.85} \\ &\approx 141.18 \, \text{W} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Bilan de Puissance avec Valeurs

Réflexions (l'interprétation du résultat)

L'alimentation doit être capable de fournir 120W, mais elle doit être dimensionnée pour consommer 141.18W. Cela a un impact sur le coût de l'énergie, mais aussi sur la gestion thermique : l'alimentation va dissiper \(141.18 - 120 = 21.18\) Watts en chaleur, et doit être installée dans un endroit où cette chaleur peut être évacuée.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Puissance d'entrée = Puissance de sortie / Rendement. Cette formule est universelle pour tous les systèmes de conversion d'énergie (moteurs, générateurs, etc.). Le rendement est un facteur clé de performance et d'efficacité énergétique.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Ne pas confondre le rendement de l'alimentation et le rendement du moteur. Ce sont deux choses distinctes. Pour connaître la puissance totale consommée sur la prise secteur, il faudrait multiplier les deux rendements : \(P_{\text{secteur}} = P_{\text{meca}} / (\eta_{\text{moteur}} \times \eta_{\text{alim}})\).

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

La chaleur dégagée par les data centers (due en grande partie au rendement des alimentations et des processeurs) est si importante qu'elle devient une ressource. Des projets innovants cherchent à récupérer cette "chaleur fatale" pour chauffer des bâtiments, des serres ou même des piscines, transformant un déchet énergétique en ressource utile.

FAQ (pour lever les doutes)

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

L'alimentation doit consommer environ \(141.18 \, \text{W}\) sur le secteur pour alimenter le moteur.

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Si l'alimentation avait un rendement de 92% (très haute efficacité), quelle serait la puissance d'entrée requise ?

Question 4 : Analyse de panne (fil 'Stop' coupé)

Principe (le concept physique)

Cette analyse relève de la Sûreté de Fonctionnement. L'objectif est de s'assurer qu'une défaillance prévisible d'un composant (ici, une rupture de câble) mène le système vers un état sûr, qui est généralement l'arrêt. Le choix de la technologie des capteurs et actionneurs (NO ou NC) est déterminant pour atteindre ce comportement sécuritaire.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

On parle de "logique positive" quand la présence d'un signal (tension, courant) correspond à l'état actif ou "vrai". On parle de "logique négative" pour l'inverse. Un contact NC pour un arrêt d'urgence implémente une logique de sécurité positive : la présence du signal (circuit fermé) signifie "sécurité OK, autorisation de fonctionner". La disparition du signal (circuit ouvert) signifie "DANGER ou PANNE" et provoque l'arrêt.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Posez-vous toujours la question : "Et si ça casse ?". Si un fil se coupe, que se passe-t-il ? Si l'alimentation se coupe, que se passe-t-il ? Si un capteur reste bloqué, que se passe-t-il ? Un bon ingénieur anticipe ces pannes pour concevoir un système robuste et sûr.

Astuces (Pour aller plus vite)

Pour analyser une panne, suivez le signal depuis le point de défaut. Le fil 'Stop' est coupé -> l'entrée de la porte ET ne reçoit plus de '1' -> elle passe à '0' -> la sortie de la porte ET passe obligatoirement à '0' -> le moteur s'arrête. C'est un raisonnement en cascade simple et efficace.

Normes (la référence réglementaire)

La norme ISO 13849-1 ("Sécurité des machines — Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité") définit des niveaux de performance (PL, de 'a' à 'e') pour les fonctions de sécurité. L'utilisation de contacts NC, de redondance (doubles canaux) et d'autocontrôle sont des principes clés pour atteindre des niveaux de performance élevés.

Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que la coupure du fil est une ouverture franche du circuit, et que l'entrée de l'automate ou de la porte logique associée possède une résistance de "pull-down" qui force l'état logique à 0 en cas d'entrée "flottante" (non connectée).

Formule(s) (l'outil mathématique)

Il n'y a pas de formule, c'est une analyse logique basée sur la table de vérité de la porte ET : si l'une de ses entrées (A, B, ou C) est 0, alors la sortie (S) est 0. \( S = A \land B \land C \).

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)

La donnée clé est la nature du bouton 'Stop' : Normalement Fermé (NC).

Schéma (Avant les calculs)

Analyse de la Ligne de Commande 'Stop'

On analyse la conséquence d'une coupure sur ce fil.

Calcul(s) (l'application numérique)

Analyse logique : 1. État normal : Signal Stop = 1. 2. Fil coupé : Signal Stop = 0. 3. Entrée de la porte ET passe à 0. 4. Sortie de la porte ET passe à 0. 5. Moteur s'arrête.

Schéma (Après les calculs)

Conséquence de la Panne

Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le choix d'un contact NC pour le bouton Stop est une décision de conception fondamentale qui garantit la sécurité. La panne (fil coupé) est interprétée de la même manière qu'une action volontaire d'arrêt, ce qui est le comportement recherché pour un système "fail-safe".

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)

Les fonctions d'arrêt et de sécurité doivent TOUJOURS être conçues avec des contacts Normalement Fermés (NC). Cela garantit que le système s'arrête en cas de défaillance du circuit de commande lui-même.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Ne jamais utiliser un contact Normalement Ouvert (NO) pour un bouton d'arrêt d'urgence. En cas de coupure du fil, il deviendrait impossible d'arrêter la machine, créant une situation extrêmement dangereuse.

Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Les boutons d'arrêt d'urgence "coup de poing" (rouges sur fond jaune) ont souvent une fonction de verrouillage mécanique. Une fois enfoncés, ils restent en position ouverte et ne peuvent être réarmés qu'en les tournant ou en utilisant une clé. Cela empêche un redémarrage accidentel de la machine avant que la cause de l'arrêt n'ait été résolue.

FAQ (pour lever les doutes)

Résultat Final (la conclusion chiffrée)

Si le fil du bouton 'Stop' est coupé, le moteur s'arrête immédiatement ou ne peut pas démarrer. Le système est donc conçu de manière sécuritaire ("fail-safe").

A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Que se passerait-il si le fil du capteur S1 était coupé ?

Le moteur ne s'arrêterait plus automatiquement en fin de course, car l'automate lirait toujours un signal '0' (pas de boîte).

Outil Interactif : Simulateur de Commande

Utilisez les boutons pour contrôler le convoyeur et observer la logique en action.

Panneau de Commande

Simule une pression momentanée.

Simuler une boîte devant S1

État du Système

Moteur ARRÊTÉ

Entrée 'Start' 0

Entrée 'Stop' (NC) 1

Entrée 'S1' 0

Le Saviez-Vous ?

Le premier Automate Programmable IndustrielUn API (ou PLC en anglais) est un ordinateur industriel robuste utilisé pour automatiser des processus. Il remplace des centaines de relais et de temporisateurs par un programme logiciel, offrant une flexibilité immense. (API), le "Modicon 084", a été inventé en 1968 pour un fabricant de voitures américain. Il a été conçu pour remplacer les immenses et complexes armoires à relais de l'époque, rendant la modification des chaînes de production beaucoup plus simple et rapide. La logique que nous avons conçue avec des portes est exactement le type de tâche pour laquelle les API excellent.

Foire Aux Questions (FAQ)

Pourquoi utiliser un bouton 'Stop' Normalement Fermé (NC) ?

C'est une convention de sécurité cruciale. Si le câble du bouton se déconnecte ou est endommagé, le circuit de commande s'ouvre. Le système interprète cette ouverture de circuit comme une commande d'arrêt, ce qui met la machine dans un état sûr (le moteur s'arrête). Si on utilisait un bouton Normalement Ouvert (NO), une rupture de câble passerait inaperçue et il serait impossible d'arrêter la machine avec le bouton.

Quelle est la différence entre un relais et une porte logique ?

Un relais est un interrupteur électromécanique : une bobine crée un champ magnétique qui déplace physiquement un contact pour ouvrir ou fermer un circuit. Il peut commander de fortes puissances mais est lent et s'use mécaniquement. Une porte logique est un circuit purement électronique (à base de transistors) qui effectue la même fonction logique. Elle est extrêmement rapide, petite, fiable, mais ne peut commuter que de très faibles courants. En pratique, la sortie d'une porte logique commande souvent un relais pour piloter un appareil de puissance comme un moteur.

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Dans notre logique, si le convoyeur est en marche et que le capteur S1 ET le bouton Stop sont actionnés en même temps...

Le moteur continue de tourner car la porte OU le maintient.
Le moteur s'arrête.
Le moteur inverse son sens de rotation.

2. Pour modifier le système afin que le moteur ne fonctionne QUE LORSQU'ON MAINTIENT le bouton 'Start' enfoncé (sans mémoire), que doit-on faire ?

Retirer la porte OU et la boucle de retour (l'auto-maintien).
Remplacer la porte ET par une porte OU.
Ajouter une deuxième porte NON sur le signal 'Start'.

Auto-maintien (Latching): Technique de circuit qui permet de mémoriser un état (par exemple, 'marche') après une impulsion de commande initiale. Une boucle de rétroaction de la sortie vers une entrée d'une porte OU est la méthode la plus courante.
Normalement Ouvert (NO): Se dit d'un contact électrique qui est ouvert (ne conduit pas) au repos. Il se ferme (conduit) lorsqu'il est actionné.
Normalement Fermé (NC): Se dit d'un contact électrique qui est fermé (conduit) au repos. Il s'ouvre (ne conduit plus) lorsqu'il est actionné. Essentiel pour les circuits de sécurité.
Automate Programmable Industriel (API): Ordinateur robuste conçu pour l'automatisation de processus industriels. Il exécute un programme pour lire des entrées (capteurs, boutons) et commander des sorties (moteurs, voyants) selon une logique définie.