Savoirs associés · S3.1
Les capteurs : tout ou rien, codeur incrémental, et où ils arrivent sur l'automate
La chaîne d'information : acquérir, traiter, commander
Une machine automatique doit savoir où elle en est avant de bouger : le carton est-il arrivé ? la pince est-elle fermée ? y a-t-il de l'air ? C'est le rôle de la chaîne d'information :
- Acquérir : les capteurs transforment ce qui se passe sur la machine en signal électrique.
- Traiter : l'automate lit ses entrées, applique le programme, et décide.
- Commander : il allume ses sorties, qui commandent les préactionneurs (contacteurs, distributeurs), qui commandent les actionneurs (moteurs, vérins).
Un capteur ne fait rien bouger : il informe. Si un capteur ment, l'automate prend la mauvaise décision, même si tout le reste est bon.
Un capteur TOR : 0 ou 1
Un capteur TOR (Tout Ou Rien) ne donne que deux états : 1 (il détecte, le 24 V arrive à l'automate) ou 0 (il ne détecte pas, pas de tension).
Il ne dit jamais combien : un pressostat TOR dit « assez de pression » ou « pas assez », pas « 4,2 bar ». Pour lire une valeur, il faut un capteur analogique ou un appareil de mesure.
Contact à fermeture (NO) ou à ouverture (NF)
| Au repos | Actionné | Diode de l'entrée | |
|---|---|---|---|
| À fermeture (NO, « normalement ouvert ») | ouvert | fermé | s'allume quand on actionne |
| À ouverture (NF, « normalement fermé ») | fermé | ouvert | allumée au repos, s'éteint quand on actionne |
On choisit souvent un NF pour une sécurité : si le fil est coupé, l'automate voit 0, comme si la sécurité était actionnée. La panne arrête la machine au lieu de la cacher.
Quatre familles de capteurs TOR
L'interrupteur de position (fin de course)
Une pièce de la machine appuie sur un galet ou un poussoir : le levier bascule et ferme un contact. Il faut toucher pour détecter. Repères FC sur le PALETTICC : FC1 et FC2 (sécurités haut et bas de l'élévateur), FC3 (pince accostée), FC4 (élévateur haut, prise d'origine), FC7 (deux cartons au poste de prise), FC8 (présence palette), FC9 (cartons dans la pince).
Le détecteur magnétique sur vérin
Il est fixé sur le corps du vérin. Le piston porte un aimant : quand l'aimant passe dessous, le détecteur commute. Rien ne le touche. Il y en a un à chaque bout de course : l'automate sait si la tige est sortie ou rentrée. Il a sa propre petite diode, très utile pour le régler. Repères D1 à D8 sur le PALETTICC (pince, rotation, pousseur, transfert).
La cellule photoélectrique reflex
Un boîtier envoie un faisceau lumineux vers un réflecteur qui le renvoie. Un objet qui coupe le faisceau fait commuter la cellule. Elle détecte à distance, sans toucher. Repères D9, D10, D11 sur le PALETTICC (cartons sur la palette, présence carton sur le convoyeur, cartons en butée).
Le pressostat
Un contact qui se ferme quand la pression dépasse un seuil réglé. Sur le PALETTICC, D12 est réglé à 3,5 bar : en dessous, pas de « présence air », pas de mise en puissance.
Deux fils ou trois fils
- 2 fils : un simple contact (fin de course, pressostat). Le 24 V entre, il ressort vers l'entrée quand le contact est fermé.
- 3 fils : un détecteur électronique, qui a besoin d'être alimenté : brun = +24 V, bleu = 0 V, noir = sortie vers l'entrée de l'automate. Le détecteur magnétique et la cellule reflex sont des 3 fils.
Un détecteur 3 fils dont la diode ne s'allume jamais : vérifie d'abord qu'il est alimenté (brun et bleu) avant d'accuser le détecteur.
L'entrée de l'automate et sa diode
Le PALETTICC a un automate Schneider M340. Ses capteurs arrivent sur un module d'entrées BMX DDI 3202 : 32 entrées 24 V, numérotées de 0 à 31, une diode par entrée sur la face du module.
Le repère I1.16 se lit : I = entrée (input), 1 = le module placé en position 1 du rack, 16 = la voie 16 de ce module. Quand le capteur détecte, le 24 V arrive sur la voie : la diode s'allume et le programme lit 1.
La diode montre ce que l'automate reçoit. Capteur actionné et diode éteinte : le défaut est entre les deux (capteur, réglage, fil, bornier).
Trouver où un capteur est branché
Deux méthodes, qui se vérifient l'une l'autre :
- Avec le schéma électrique. On cherche le repère du capteur (par exemple FC1) sur le folio des entrées : on suit son fil jusqu'à la borne du module, au-dessus de laquelle est écrite l'entrée (I1.16). Le schéma donne aussi le numéro du fil et la borne du bornier.
- En actionnant le capteur. Machine en sécurité, on actionne le capteur à la main et on regarde quelle diode s'allume sur le module. On relâche : elle s'éteint. C'est la méthode du dépanneur, et c'est elle qui prouve que tout le circuit marche.
Le codeur incrémental
Un capteur TOR dit « la pince est en haut » ou « pas en haut ». Pour connaître l'altitude de la pince à chaque instant, le PALETTICC utilise un codeur incrémental monté sur le moteur de l'élévateur.
- Dans le codeur, un disque à fenêtres tourne avec le moteur. Une fourche optique voit passer les fenêtres : à chaque fenêtre, un top.
- L'automate compte les tops. Sur le PALETTICC, 1 pas = 3,75 mm d'altitude : altitude = nombre de pas × 3,75 mm.
- Il y a deux voies, A et B, décalées d'un quart de fenêtre. Quand A passe à 1, l'automate regarde B : B déjà à 1, on monte ; B encore à 0, on descend. C'est comme cela qu'il sait s'il doit ajouter ou retirer un pas.
- Sur le PALETTICC, les voies arrivent sur les entrées I1.0 et I1.1, à travers une petite carte qui transforme le 5 V du codeur en 24 V pour l'automate.
La prise d'origine
Le codeur ne dit pas où est la pince : il dit seulement de combien elle a bougé. Après une mise sous tension, l'automate ne sait donc pas d'où il part.
La prise d'origine règle cela : l'élévateur monte en petite vitesse jusqu'au fin de course FC4 (élévateur haut). À cet instant, l'automate charge son compteur avec l'altitude connue de ce point (885 mm dans les paramètres de la machine). À partir de là, chaque top ajoute ou retire 3,75 mm.
C'est pour cela que la prise d'origine est obligatoire à chaque mise en service, et que l'automate refuse le cycle automatique tant qu'elle n'est pas faite.