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20 mars 2015

Exercice 3 GRAFCET : Fermeture de barrière — passage à niveau

⚙️ Exercice GRAFCET — Automatisme industriel

Exercice 3 GRAFCET : Fermeture de barrière — passage à niveau

Deux barrières · Voie unique à double sens · Détecteurs a, b et c · GRAFCET

Cet exercice étudie la commande automatique de deux barrières de passage à niveau sur une voie ferrée à double sens. Le système doit détecter l'arrivée d'un train, fermer les barrières puis les rouvrir dès que les conditions prévues par le cahier des charges sont satisfaites.



1. Présentation du système

Le dispositif commande deux barrières de passage à niveau installées sur une voie unique parcourue dans les deux sens. La commande doit donc être capable de traiter un train arrivant d'un côté comme de l'autre.

🎯 Objectif : transformer le cahier des charges en un GRAFCET représentant les différentes phases du fonctionnement automatique.

2. Cahier des charges

Considérons le dispositif de commande de deux barrières de passage à niveau sur une voie unique à double sens de parcours. Deux systèmes de détection « a » et « c », situés suffisamment loin du passage à niveau, sont utilisés pour provoquer la fermeture des barrières dès l'apparition d'un train dans un sens ou dans l'autre.

Un troisième détecteur « b », situé à l'emplacement des barrières, permet de donner l'ordre d'ouverture dès que le train est passé, sans attendre que celui-ci atteigne la position symétrique inverse « c » ou « a ».

ℹ️ Condition donnée : l'espacement entre deux trains consécutifs est toujours supérieur à la distance a-c.

3. Rôle des détecteurs

Détecteur a Détection de l'arrivée d'un train depuis le premier côté.
Détecteur b Détection du passage du train au niveau des barrières.
Détecteur c Détection de l'arrivée d'un train depuis le second côté.

4. Analyse du fonctionnement

Situation d'attente

En l'absence de train, le système attend une détection provenant de a ou de c.

Fermeture des barrières

Dès l'apparition d'un train dans l'un des deux sens, les barrières doivent être fermées afin de protéger le passage à niveau.

Ouverture après le passage

Le cahier des charges impose de ne pas attendre que le train atteigne le détecteur opposé. L'information fournie par b est donc utilisée pour commander la réouverture après le passage du train.

🔄 Séquence générale :
détection du train → fermeture → passage du train → ouverture → retour à l'attente.

5. Train venant du côté a

Train détecté en a
→
Fermeture
→
Passage en b
→
Ouverture

Lorsque le train arrive du côté a, sa détection provoque la fermeture des deux barrières. Après le passage au niveau de b, l'ouverture peut être commandée sans attendre l'arrivée du train en c.

6. Train venant du côté c

Train détecté en c
→
Fermeture
→
Passage en b
→
Ouverture

Le fonctionnement est symétrique pour un train venant du côté c. La détection en c provoque la fermeture, puis le passage au niveau de b permet de poursuivre vers la phase d'ouverture sans attendre le détecteur a.

7. Travail à réaliser

1. Identifier les variables d'entrée du système.

2. Identifier les actions permettant de fermer et d'ouvrir les barrières.

3. Décomposer le cycle en étapes.

4. Déterminer les conditions de transition.

5. Établir le GRAFCET complet pour les deux sens de circulation.

📝 Conseil : Essayez d'abord de construire votre GRAFCET à partir du cahier des charges avant de consulter la solution.

8. Schéma du système

Les images existantes sont conservées. La première est le schéma original de l'exercice et la seconde est sa version colorisée.

🖼️ Schéma original



Schéma original du système de fermeture de barrière.

🎨 Schéma colorisé

Version colorisée pour faciliter la compréhension du système.

9. Solution du GRAFCET

La correction est placée en dernier pour permettre à l'élève d'effectuer l'exercice avant de consulter la solution.

Principe de la solution

La logique générale est organisée autour des phases suivantes : attente → fermeture des barrières → passage du train → réouverture → attente.

Attente
→
Fermeture
→
Passage
→
Ouverture

Le même principe doit être appliqué lorsque le train arrive du côté a ou du côté c. Le détecteur b joue le rôle central dans la détection du passage au niveau des barrières.



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