PAGE 1/7 (4 points) Duree maximaIe recommandee20 ... - STEP

IND3104 - AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE 

EXAMEN PERIODIQUE 

ALGEBRE LOGIQUE ET FONCTIONS LOGIQUES - CHAPITRE 2 

QUESTION~ (4 points) Duree maximaIe recommandee 20 minutes 

PAGE 1/7 

Sur un cahier des charges d'une machine automatique que vous devez livrer, figure Ie schema de 

cablage ci-dessous. Ce schema represente la machine pneumatique au repos (avant Ie debut du 

cycle). 

x 

a1 

b1 

C1 

On vous demande d'interpreter ce schema, et plus particulierement: 

1.A) Determinez leg equations logiques des fonctions booleennes permettant Ie pilotage de la partie 

operative de cette machine. 

1.B) Ecrivez Ie cycle de fonctionnement obtenu avec ces equations, en Ie decoupant en tranches 

(commedans I'analyseavec la methode des tranches). 

1.C) Que se passe-t-il si, au repos, on appuie sur Ie capteur ao ? Sur Ie capteur b1 ? Suite a cela, 

queUesremarquespouvez-vousfaire au sujet de ce cablage ? Justifiez vas reponses.



METHODE GEOMETRIQUE EXACTE - CHAPITRE 3 

QUESTION 2 (8 points) Duree maximalerecommandee 45 minutes 

PAGE2/7 

Vous travaillez pour une compagnie de fabrication de pieces metalliques. Vous etes charge par votre 

superieur d'etudier I'automatisation d'une operation de perc;agede 3 trous alignes dans une plaque 

d'acier. 

La machine que vous proposez est representee sur Ie dessin donne ci-dessous. Elle permet de percer 

3 trous alignes equidistants dans une plaque de metal. 

d 

BO~~ 

Verin T 

Perceuse 

\ 

Piece 

Elle est constituee des elements suivants : 

. une table coulissante attachee au verin a double effet T, pilote par un distributeur 5/2 mono-stable, 

qui permet de pousser ou de tirer la table; 

. cette table est equipee de deux capteurs a contact: 

. to: table rentree; 

. t1: table sortie; 

. une perceuse attachee au verin a double effet P, pilote par un distributeur 5/2 mono-stable, qui 

permet de faire descendre ou monter la perceuse; 

. cette perceuse est equipee de deux capteurs a contact: 

. Po: perceuse en position haute; 

. P1: perceuse en position basse; 

. une butee escamotable, qui sort toute seule durant la sortie de la table et qui permet de tirer la 

piece, durant la rentree de la table (cette butee n'est pas a automatiser); 

. un bouton de demarrage d qui permet de lancer Ie cycle de fonctionnement.

IND3104- AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE 


'PAGE3/7 

Le cyclea automatiser decrit ci-dessous fiqure dans Ie cahier des charqesde la machine: 

. L'operateur installe manuellement une piece sur la table, de fagon qu'elle appuie sur I'extremite 

droite de la table, et qu'elle ecrase la butee escamotable (tel que representesur Ie dessin). 

. Ensuite, il appuie sur Ie bouton de demarrage d, et Ie cycle suivant est mis en route: 

. la perceuse descend (P+)jusqu'en bas pour percer Ie trou du milieu; 

. la perceuse remonte (P-)jusqu'en haut pour retirer Ie foret du trou; 

. la table coulissante sort (T+), mais la piece ne bouge pas de suite, car la table glisse sous la 

piece; par centre, des que I'extremite gauche de la table touche la piece, celle-ci est poussee, 

jusqu'au bout (verin completement sarti); 

. la perceuse descend (P+)jusqu'en bas pour percer Ie trou de gauche; 

. la perceuse remonte (P-) jusqu'en haut pour retirer Ie foret du trou; 

. la table coulissante rentre completement (T-) pour tirer la piece grace a la butee escamotable, 

qui avait ete libereetoute seule, jars de la sortie de la table; 

. la perceuse descend (P+) jusqu'en bas pour percer Ie trou de droite; 

. la perceuse remonte (P-)jusqu'en haut pour retirer Ie foret du trou. 

. Le cycle est termine, I'operateurpeut enlever manuellement la piece finie. 

Questions: 

On vous demande de determiner leg equations logiques des fonctions de cette machine en utilisant la 

methode geometrique exacte decrite dans Ie chapitre 3 du cours theorique (ou la methode 

geometriqueexacte vue dans Ie laboratoire B). 

Pour cela, vous devez suivre la demarche proposee ci-dessous : 

2.A) Le cycle decrit est-il combinatoire ? Pour verifier cela, dessinez sa representationvectorielle,sur 

la page 3 du cahier reponse. S'iI ne I'est pas, rajoutezautant de memoires que necessairepour Ie 

rendre combinatoire. 

2.8) Inscriveztoutes leg etapes du cycle combinatoire dans un tableau de Karnaugh(formulairefourni 

a la page 3 du cahier reponse): 

. taus leg etats interditsdu cycle avec Ie symbole « X»; 

. taus leg etats impossiblesdu cycle avec Ie symbole « - » ; 

. toutes leg differentes etapes du cycle, representeesavec des numeros. 

2.C) Pour chacun des verins (et chacune des memoires si necessaire), remplissez un tableau de 

Karnaugh (formulaires fournis aux pages 4, 5 et 6 du cahier reponse), en utilisant Ie chiffre « 1 » 

pour representer leg cases correspondantes a la commande « + » et Ie chiffre « 0 » pour Gelles 

correspondantesa la commande« -». Vous entourerez d'un cercle Ie chiffre dans leg cases 

obligatoires. 

Dans ces tableaux, /Jour qaqner du tem/Js, iI est inutile de transcrire les cases interdites et 

impossibles, mais attention a transcrire les etapes du cycle dans les bonnes cases. 

2.D) Etablissez, a I'aide des tableaux de Karnaugh precedents, leg equations logiques des fonctions 

de ce systeme, en vous assurant de n'envoyer que I'ordre minimal necessaire pour chacune 

des fonctions, et ecrivez-Iesa la page 7 du cahier reponse.

IND31 04 - AUTOMA TIQUE INDUSTRIELLE 


LE GRAFCET - CHAPITRE 4 

QUESTION 3 (8 points) Duree maximale recommandee 45 minutes 

PAGE4/ 7 

~o 1/VI0 \k\~ht.)' 

Vous devez etudier I'automatisation d'une machine de remplissage et de bouchage de deux types de 

boltes de contenances differentes. 

Le schema ci-dessous represente la partie operative de cette machine, qui figure dans Ie cahier des 

charges impose. Cette machine est composee de 4 pastes consecutifs de traitement des bones 

(paSTE 1, paSTE 2, paSTE 3 et paSTE 4). 

I 

Question: 

i') H- n v+ vO ...; ~ COUVERCLES 

EN BANDE 

MAtHINE VIDER LE 

PRETE POSTE4 

L1 L2 

BOUTON d 

GRANDE 

BoiTE 

FERMEE 

Concevez et dessinez sur leg pages 8 et 9 du cahier reponse, Ie GRAFCET de niveau 2 du pilotage de 

la machine de remplissage et de bouchage de bones decrite dans leg pages suivantes. 

Utilisez exclusivement leg symboles figurant sur Ie schema ci-dessus, et ecrits en gras dans la 

description des composants de la machine (pages 5, 6 et 7), pour designer leg actions et leg comptesrendus 

dent vous avez besoin. 

II est de plus interdit ici d'utiliser des actions conditionnelles, ou de chercher it lineariser Ie 

GRAFCET.

Descriptiondes composants de la machine: 

~. Convoyeur it chaine: 




Un convoyeur 8 chaine, equipe de taquets poussoirs, permet de deplacer les boites d'un paste de 

traitement 8 un autre, en partant de la gauche vers la droite (du paSTE 1 vers Ie paSTE 4). 

Le convoyeur avance quand Ie moteur electrique ME1 est commande. Lorsque Ie capteur 8 contact a 

est reactive, cela signifie que la chaine a evolue d'un taquet (ou d'un paste). Le convoyeur arrete quand 

Ie moteur ME1 n'est plus alimente. 

2. peSTE 1 : 

Le paste de traitement 1 est manuel. C'est 18que I'operateur depose une bolte vide sur Ie convoyeur. 

La presence d'une boite sur Ie convoyeur 8 ce paste est signalee par Ie capteur 8 contact p1 active. 

3. peSTE 2 : 

Le paste de traitement 2 est un paste de dosage du produit et de remplissage automatiquedes baltes, 

en fonction de leur faille. 

Le produit 8 remplir est contenu dans un reservoir, et la quantite de produit 8 verser est mesuree 8 

I'aide de deux sas volumetriques ( Ie sas 1 ou Ie sas 2 ), et grace 8 3 verins (H, M et B) qui ferment ou 

qui ouvrent des frappes aux extremites des sas. 

Le type de boite est detecte par la cellule photo-electrique p2, qui est activee si une grande bone est 

presente au paste 2, et non-activee si c'est une petite bolte. 

La sequence de remplissage se fait de la fac;on suivante : 

. Une attente de 1 seconde est necessairepour s'assurer du type de boite present au paste 2. 

. Ensuite, une des deux sequences d'operations suivantes peut se produire, selon Ie cas: 

. Si c'est une petite boite : Ie volume 8 remplir est egal 8 la contenance du sas volumetrique 1 seul. 

. Le verin du milieu sort M+ (pilote par un distributeur 5/2 bi-stable), pour fermer I'entree du sas 1, 

et empecher Ie produit de tomber. Le capteur 8 contact m1 active signale que Ie verin M a fini de 

sortir. 

. Si c'est une Qrande boite: Ie volume 8 remplir est egal 8 la contenance du sas 1 et du sas 2 

ensemble. 

. Le verin du haut sort H+ (pilote par un distributeur 5/2 bi-stable), pour fermer I'entreedu sas 2, et 

empecher Ie produit de tomber. Le capteur 8 contact h1 active signale que Ie verin H a fini de 

sortir.




. Ensuite, la meme sequence d'operations se deroule, pour les deux types de boites : 

. Le verin du bas rentre B-, pour ouvrir la sortie du sas 1, et laisser tomber Ie bon volume de 

produit. Le capteur a contact bOactive signale que Ie verin B a fini de rentrer. 

. Le verin du bas ressort, pour boucher la sortie du sas 1. Le capteur a contact b1 active signale 

que Ie verin B a fini de sortir. 

. Les verins du milieu M- et du haut H- rentrent simultanement pour ouvrir les entrees des sas 1 et 

2, meme si I'un des deux est deja rentre (ce n'est pas dommageable, puisque les distributeurs 

sent bi-stables). Cela permet Ie remplissage des deux sas. Les deux capteurs a contact mOet 

hOactives taus les deux, signalent que les verins M et H ant fini de rentrer. 

4. paSTE 3 : 

Le paste de traitement 3 est un paste de bouchage automatique des boites, a I'aide de couvercles 

calles sur une bande de papier qui se deroule toute seule, grace a un moteur electrique ME2. 

Le couvercle est pose a I'aide du verin v, qui doit descendre plus ou mains bas, suivant Ie type de 

boites (grande ou petite) present au paste 3. 

Le type de boites est detecte par la cellule photo-electriquep3, qui est activee si une grande boite est 

presente au paste 3, et non-activee si c'est une petite boite. 

La sequence des operations de pose du couverclese fait de la fayon suivante : 

. Le verin V sort V+ (pilote par un distributeur 5/2 bi-stable), pour pousser vers Ie bas un couvercle 

sur la boite. Si c'est une grande boite, Ie capteur a contact v1 active signale que Ie verin V a fini de 

sortir. Si c'est une petite boite, Ie capteur a contact v2 active signale que Ie verin V a fini de sortir. 

. Le verin V rentre V- pour remonter en position. Le capteur a contact vOsignale que Ie verin a fini de 

rentrer. 

. La bande de couvercles avance, entrainee par la commande du moteur electrique ME2, jusqu'a ce 

qu'un nouveau couvercle soit en position de depose. Cela est Ie cas, quand Ie capteur a contact c 

est active. 

5. paSTE 4 : 

Le peste de traitement 4 est manuel. C'est la que I'operateur retire du convoyeur une boite pleine et 

bouchee. 

La presence d'une boite sur Ie convoyeur a ce paste est signalee par Ie capteur a contact p4 active. 

S'il n'y a pas de boite, Ie capteur p4 n'est pas active.

6. Interface humain-machine : 

L'interface humain-machine est constitue de : 



. Un bouton d, qui permet la mise en route du cycle, quand il est appuye par I'operateur. . 


. Une lampe L1, qui indique que la machine est prete a effectuer un cycle de remplissage, lorsqu'elle 

est allumee. 

. Une lampe L2, qui demande a I'operateur d'enlever la bolle pleine qui est au paste 4, lorsqu'elleest 

allumee. 

Descriptiondu cycle de fonctionnement : 

Lorsque la machine est fonctionnelle, on fait I'hypothesequ'il y a une bolle pleine, mais pas bouchee 

au paste 2, et une bolle pleine et bouchee au paste 3. Mais iI n'est pas necessaire que I'automatisme 

verifie cela, car I'operateurs'en assure visuellement. 

. A I'etat repos, la machine signale qu'elle est prete a fonctionner, en allumant la lampe L1. Des que 

Iecyclea commence,cettelampenedoitplusetreallumee. 

. Quand I'operateur appuie sur Ie bouton d, qu'il y a une boite vide au paste 1 (I'operateurvient de I'y 

deposermanuellement)et queIe paste4 estvide,Iecycleest misen route. 

. Le convoyeur a chaine avance d'un taquet-poussoir. Cela fait avancer toutes les boites sur Ie 

convoyeurd'un paste vers la droite. 

. Ensuite, la sequence d'operations pour Ie remplissage au paste 2, et la sequence d'operations pour 

Ie bouchage au paste 3 se deroulent simultanement. 

. Quand les deux sequences d'operations sent terminees, la machine demande a I'operateurde vider 

Ie paste4, en allumantla lampeL2. 

. Des que Ie paste 4 est vide (I'operateur a enleve manuellement la bolle pleine et bouchee qui s'y 

trouvait), Ie systeme retourne a I'etat repos, et la lampe L2 ne doit plus etre allumee.

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INLJ~1 04 - AUTOMA TIQUE INDUSTRIELLE 


ALGE8RE LOGIQUE ET FONCTIONS LOGIQUES - CHAPITRE 2 

QUESTION 1 : (4 points) Duree maximale recommandee 20 minutes 

Lecture d'un schema de cablage. 

1.A) Equations logiques des fonctions : 

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1.8) Cycle obtenu represente avec la methode des tranches : 

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1~C) Tests et remarques concernant Ie cablage : 

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Remarques : G He NGJkJ t v\'(1st fa) \




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METHODE GEOMETRIQUE EXACTE - CHAPITRE 3 f-tp- 

QUESTION 2 (8 points) Duree maximale recommandee 45 minutes 

Machine automatique de pergage" 

T- 

2.A) Representation(s)vectoriellers): p{- 

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2.C) Tableaux de Karnaugh des verins et des memoires (n'utilisez que leg colonnes et leg lignes dent 

vous avez besoin) : 

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IND31 04 - AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE 


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EXAMEN PERIODlQUE 

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PAGE 6 /9

IND3104 - AUTOM~ TIQUE INDUSTRIELLE 



2.D) Equations logiques correspondant a n~envoY~fque I'ordre minimal necessaire des fonctions du 

systeme : _.~- . .. . .. , 

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LE GRAFCET - CHAPITRE 4 

QUE$IlON 3 : (8 points) Duree maximale recommandee 45 minutes 


GRAFCET de niveau 2, du fonctionnement automatique de la machine de remplissage et de bouchage 

de deux types de boltes. 

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PAGE 1/7 (4 points) Duree maximaIe recommandee20 ... - STEP

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