Modes d'arrêt ( introduction)

Les modes d'arrêt d'un automatisme séquentiel peuvent être classés en deux catégories.

• La première catégorie englobe les arrêts normaux de la production ;
• La deuxième catégorie est composée des arrêts d'urgence.

Cette étude vous présente ces deux catégories de modes d'arrêt qui peuvent être envisagés dans l'élaboration d'un automatisme.

Les arrêts normaux de production sont généralement jumelés aux modes de marche de l'automatisme. Ce sont l'ensemble des options qui commandent le déroulement du cycle de fonctionnement de l'automatisme. Les arrêts normaux n'ont aucun effet sur la partie "opérative" lors du déroulement du cycle. En effet, lorsque ces types d'arrêts sont activés, le cycle en cours poursuit son déroulement normal jusqu'à l'étape initiale d'attente. Les arrêts normaux de production sont classés en deux sous-catégories qui sont les arrêts normaux sans antirépétition du cycle et les arrêts normaux avec antirépétition du cycle.

Arrêt normal sans antirépétition du cycle :

Considérez le Grafcet que montre la figure suivante. Ce Grafcet correspond à l'automatisme du cycle en "L". Le cycle de fonctionnement de cet automatisme est composé de la séquence (1D+, 2D+, 2D-, 1D-). Le départ du cycle est obtenu par le franchissement de la transition entre l'étape initiale, l'étape 0, et l'étape 1. Cette transition peut être franchie lorsque l'étape initiale est active et que le signal "SC" est à l'état logique 1.

Grafcet point de vue PC de l'automatisme du cycle en "L" avec arrêt sans antirépétition du cycle :

Sirce : Eurotecmedia.

La condition "SC" peut être obtenue par l'intermédiaire d'un distributeur 3/2 NF à bouton-poussoir avec rappel par ressort. Ce distributeur aura comme entrée "pression" le signal de fin du cycle émis par la plaque d'extrémité du séquenceur. Sa sortie sera connectée à l'entrée du premier module d'étape du séquenceur. La figure suivante montre le schéma des branchements du séquenceur pour la réalisation de cet automatisme.

Schéma des branchements du séquenceur de l'automatisme du cycle en "L" avec arrêt sans antirépétition du cycle :

Source : Eurotecmedia.

Lorsque le bouton-poussoir "SC" est enfoncé puis relâché tout de suite, l'automatisme réalise un cycle de fonctionnement et s'arrête normalement à la fin de ce cycle. Le départ d'un nouveau cycle de fonctionnement de l'automatisme ne sera possible que lorsque le bouton-poussoir "SC" est activé de nouveau. Si le bouton-poussoir "SC" demeure enfoncé, le cycle se poursuit d'une manière indéfinie tant et aussi longtemps que le bouton-poussoir reste enfoncé. On dit que cet automatisme n'est pas muni d'un dispositif d'antirépétition du cycle, c'est-à-dire que l'automatisme n'est pas protégé contre le déroulement successif des cycles de fonctionnement si le bouton-poussoir "SC" est oublié enfoncé. Le schéma des branchements du séquenceur, que montre la figure 4.26, correspond donc à l'automatisme du cycle en "L" avec arrêt normal sans antirépétition du cycle.

Arrêt normal avec antirépétition du cycle :

Pour protéger l'automatisme contre la répétition accidentelle des cycles, le Grafcet initial peut être modifié en y ajoutant une deuxième condition quant à la réceptivité associée à la transition entre l'étape initiale d'attente et l'étape 1. Cette nouvelle condition se traduit par la nécessité d'avoir le mode de marche et le signal de départ du cycle. Le Grafcet point de vue PC initial, que montre la figure ci-dessus, peut donc être transformé en celui que montre la figure suivante.

Grafcet point de vue PC de l'automatisme du cycle en "L" avec mode d'arrêt avec antirépétition du cycle :

Source : Eurotecmedia.

La réceptivité associée à la transition entre l'étape 0 et l'étape 1 est composée de la multiplication logique des deux conditions "SM" et "SC". La condition "SM" peut être obtenue par un distributeur 3/2 NF à levier "à accrochage". La position enfoncée du levier correspond à "Marche" alors que la position relâchée correspond à "Arrêt". Le départ d'un nouveau cycle de fonctionnement sera alors conditionné par l'activation du bouton-poussoir de départ du cycle "SC" et par la position "Marche" de SM. Lorsque la position "Arrêt" du levier est sélectionnée, l'activation du bouton-poussoir "SC" n'aura aucun effet sur le départ du cycle. La figure suivante montre le schéma des branchements du séquenceur de l'automatisme du cycle en "L" avec antirépétition du cycle.

Schéma des branchements du séquenceur avec antirépétition du cycle :

Source : Eurotecmedia.

L'entrée "pression" du distributeur 3/2 SM "Marche/Arrêt" est le signal de fin de cycle émis par la plaque d'extrémité fin du séquenceur. La sortie du distributeur "SM" est connectée à l'entrée "pression" du distributeur "SC". Cette connexion réalise la condition logique SM · SC.

Les arrêts d'urgence peuvent être présentés par l'ensemble des options qui permettent d'interrompre brusquement le fonctionnement d'un système automatisé. L'interruption du fonctionnement peut être envisagée lors d'un incident de production tel le mauvais positionnement d'une pièce ou les incidents de la machine comme la défaillance mécanique d'un organe. De plus et surtout, l'incorporation des arrêts d'urgence dans l'automatisme est faite dans le but d'assurer la sécurité des personnes en cas de mauvais fonctionnement. Les arrêts d'urgence sont de deux types, ils interviennent à la fois sur la partie commande PC et sur la partie opérative PO. Le premier type est l'arrêt d'urgence avec reprise du cycle de fonctionnement à l'étape initiale. Le deuxième est l'arrêt d'urgence avec reprise à l'étape d'arrêt. L'arrêt d'urgence avec reprise de cycle à l'étape initiale se caractérise par une annulation de tout le cycle de fonctionnement. Toutes les étapes actives doivent alors être désactivées et la partie "opérative" doit être ramenée à sa position d'origine, manuellement ou à partir d'une séquence particulière de dégagement. L'arrêt d'urgence avec reprise à l'étape d'arrêt intervient plutôt en ce qui a trait au blocage des réceptivités des transitions. Ces réceptivités sont donc bloquées lorsque l'arrêt d'urgence avec reprise à l'étape d'arrêt est demandé.

Considérez l'automatisme du cycle en "L" que montre la figure suivante. Ce Grafcet correspond au fonctionnement de l'automatisme du cycle en "L" avec mode d'arrêt et antirépétition du cycle. L'ajout de l'option de l'arrêt d'urgence à cet automatisme se traduit par le blocage de toutes les réceptivités. On considère donc une nouvelle condition de franchissement des réceptivités. Cette condition indique que l'arrêt d'urgence n'est pas activé. Donc, le franchissement des transitions doit tenir compte, en plus des réceptivités initiales, de la condition que l'arrêt d'urgence doit être à l'état logique 0. La figure ci-dessous montre le Grafcet point de vue PC de l'automatisme du cycle en "L" avec arrêt d'urgence et reprise à l'étape d'arrêt.

Grafcet point de vue PC de l'automatisme du cycle en "L" avec arrêt d'urgence et reprise du cycle à l'étape d'arrêt :

Souce : Eurotecmedia.

Les modifications apportées à ce Grafcet par rapport à celui de la figure 4.27 visent les réceptivités et elles se résument comme suit.

- La réceptivité initiale "SM · SC" est maintenant combinée par une multiplication logique à la condition . Cette nouvelle condition signifie que l'arrêt d'urgence SU est à l'état logique 0. En effet, lorsque le signal SU est à l'état logique 0, son inverse logique  est à l'état logique 1. La réceptivité de la transition entre l'étape 0 et l'étape 1 ne peut être franchie que lorsque le signal "SM" est donné de même que le signal "SC", et que le signal d'arrêt d'urgence soit à l'état logique 0. Cette condition donne la nouvelle réceptivité "SM · SC · ".

- La réceptivité associée de la transition entre l'étape 1 et l'étape 2 peut être franchie lorsque le signal du capteur 1S1 est à l'état logique 1 et que l'arrêt d'urgence n'est pas activé. Donc, le signal est à l'état logique 1, ce qui donne "1S1 · ".

- La réceptivité associée à la transition entre l'étape 2 et l'étape 3 peut être franchie lorsque le signal du capteur 2S1 est à l'état logique 1 et que l'arrêt d'urgence n'est pas activé, ce qui donne "2S1 · ".

- La réceptivité associée à la transition entre l'étape 3 et l'étape 4 peut être franchie lorsque le signal du capteur 2S0 est à l'état logique 1 et que l'arrêt d'urgence n'est pas activé. Donc,  est à l'état logique 1, ce qui donne la nouvelle condition "2S0 · ".

La réalisation de cet automatisme nécessite donc la prise en compte de ces nouvelles réceptivités dans l'élaboration du schéma des branchements du séquenceur. L'arrêt d'urgence SU peut être obtenu par le biais d'un distributeur 3/2 NO à levier "à accrochage" (ou par un coup de poing, pousser-tirer). Lorsque le levier n'est pas enfoncé, la sortie du distributeur est mise sous pression ; le signal () est à l'état logique 1. Chacune des réceptivités peut alors être réalisée par l'utilisation de cellules logiques "ET". Chaque cellule logique "ET" aura comme première entrée le signal de la réceptivité initiale alors que la deuxième entrée sera le signal de sortie de SU. La figure suivante montre le schéma des raccordements du séquenceur de l'automatisme du cycle en "L" avec arrêt d'urgence et reprise du cycle à l'étape d'arrêt.

Schéma des branchements du séquenceur de l'automatisme du cycle en "L" avec arrêt d'urgence et reprise du cycle à l'étape d'arrêt :

Souce : Eurotecmedia.

En résumé sur les modes d'arrêt :

Cette étude vous a présenté les modes d'arrêt qui peuvent être inclus dans un automatisme séquentiel. Ces modes d'arrêts sont regroupés en deux catégories. La première catégorie regroupe les arrêts normaux de la production, alors que la deuxième catégorie renferme les arrêts d'urgence. Les arrêts normaux de production sont des arrêts qui surviennent à la fin du cycle de fonctionnement. Ils peuvent être soit sans antirépétition du cycle, soit avec antirépétition du cycle. Les arrêts normaux avec antirépétition du cycle protègent l'automatisme contre la répétition accidentelle du cycle de fonctionnement. Les arrêts d'urgence interrompent brusquement le fonctionnement de l'automatisme. Ils peuvent être utiles lors de la détection d'une anomalie de fonctionnement ou lorsque la sécurité des utilisateurs est mise en danger. Ils sont divisés en deux types. Le premier type regroupe les arrêts d'urgence avec reprise du cycle à l'étape initiale, alors que le deuxième type englobe les arrêts d'urgence avec reprise du cycle à l'étape d'arrêt.