Exercice GRAFCET : Monte-Charge à 3 Niveaux – Énoncé et Solution

Exercice GRAFCET : Monte-Charge à 3 Niveaux

Étude d’un système de monte-charge à trois niveaux à l’aide du GRAFCET. Cet exercice permet d’identifier les commandes, les capteurs, les conditions de déplacement et les différentes étapes nécessaires au fonctionnement automatique de la cabine.

Sommaire

• 1. Présentation du système
• 2. Schéma du monte-charge
• 3. Commandes et capteurs
• 4. Fonctionnement du système
• 5. Conditions de transition
• 6. Analyse du GRAFCET
• 7. Exemples de fonctionnement
• 8. Travail demandé
• 9. Conclusion
• 10. Solution du GRAFCET

1. Présentation du système

Le système étudié est un monte-charge à trois niveaux. La cabine peut se déplacer verticalement entre les positions P1, P2 et P3.

L’utilisateur peut demander un niveau en appuyant sur l’un des trois boutons poussoirs E1, E2 ou E3.

Après la demande, le système détermine la position actuelle de la cabine et choisit la direction appropriée. Avant tout déplacement, les portes doivent être fermées.

Lorsque la cabine atteint le niveau demandé, son déplacement est arrêté puis les portes sont ouvertes.

Objectif de l’exercice :
établir et comprendre le GRAFCET de commande d’un monte-charge desservant trois niveaux.

2. Schéma du monte-charge

Le schéma suivant présente le système, les trois niveaux ainsi que les commandes et les capteurs utilisés pour piloter la cabine.

Schéma du monte-charge à trois niveaux avec ses commandes et ses capteurs.

La cabine se déplace entre les niveaux P1, P2 et P3. Les capteurs permettent au système de connaître sa position et l’état des portes.

3. Commandes et capteurs

3.1. Ordres de commande

Symbole	Fonction
Mo	Montée de la cabine.
De	Descente de la cabine.
Ou	Ouverture des portes.
Fe	Fermeture des portes.
E1	Bouton poussoir pour demander le premier niveau.
E2	Bouton poussoir pour demander le deuxième niveau.
E3	Bouton poussoir pour demander le troisième niveau.

3.2. Capteurs

Symbole	Fonction
a	Indique que la porte est ouverte.
b	Indique que la porte est fermée.
P1	Indique que la cabine est au premier niveau.
P2	Indique que la cabine est au deuxième niveau.
P3	Indique que la cabine est au troisième niveau.

À retenir : E1, E2 et E3 représentent les demandes de niveau. P1, P2 et P3 indiquent la position de la cabine. Les capteurs a et b indiquent l’état des portes.

4. Fonctionnement du système

Au repos, le système se trouve à l’étape initiale 0 et attend une demande de niveau.

Le niveau demandé est ensuite interprété en fonction de la position actuelle de la cabine.

Avant chaque déplacement, l’action Fe commande la fermeture des portes. Le capteur b confirme que les portes sont fermées.

Le déplacement est alors effectué avec Mo pour la montée ou De pour la descente.

Lorsque le capteur correspondant au niveau demandé est activé, le mouvement s’arrête et l’action Ou commande l’ouverture des portes.

Le capteur a confirme l’ouverture et permet le retour vers l’état initial.

Cycle général :
Demande de niveau → fermeture des portes → déplacement → arrivée au niveau demandé → ouverture des portes → retour à l’état initial.

5. Conditions de transition

Depuis l’étape 0, le GRAFCET distingue les demandes en fonction de la position actuelle de la cabine.

5.1. Demande du premier niveau

E1.(P2 + P3)

La cabine se trouve au deuxième ou au troisième niveau et doit descendre jusqu’à P1.

5.2. Demande du deuxième niveau

E2.(P1 + P3)

Deux possibilités existent : depuis P1, la cabine monte vers P2 ; depuis P3, elle descend vers P2.

5.3. Demande du troisième niveau

E3.(P1 + P2)

La cabine se trouve au premier ou au deuxième niveau et doit monter jusqu’à P3.

Notation : « · » représente ET et « + » représente l’une ou l’autre possibilité.

6. Analyse du GRAFCET

Le GRAFCET est organisé autour d’une étape initiale 0. Les demandes E1, E2 et E3 dirigent le cycle vers la branche correspondant au niveau souhaité.

6.1. Demande du premier niveau

1

Étape 1 – Fe : fermeture des portes.

2

Étape 2 – De : descente de la cabine jusqu’à P1.

3

Étape 3 – Ou : ouverture des portes à l’arrivée.

E1.(P2 + P3) → Fe → b → De → P1 → Ou → a

6.2. Demande du deuxième niveau depuis P3

4

Étape 4 – Fe : fermeture des portes.

5

Étape 5 – De : descente jusqu’à P2.

E2.(P1 + P3) → b.P3 → De → P2 → Ou → a

6.3. Demande du deuxième niveau depuis P1

6

Étape 6 – Mo : montée jusqu’à P2.

E2.(P1 + P3) → b.P1 → Mo → P2 → Ou → a

6.4. Demande du troisième niveau

7

Étape 7 – Fe : fermeture des portes.

8

Étape 8 – Mo : montée jusqu’à P3.

E3.(P1 + P2) → Fe → b → Mo → P3 → Ou → a

7. Exemples de fonctionnement

Exemple 1 : cabine en P3, demande E1

La cabine est au troisième niveau et l’utilisateur demande le premier niveau. Elle doit donc descendre.

E1 → Fe → b → De → P1 → Ou → a

Exemple 2 : cabine en P1, demande E3

La cabine doit monter vers le troisième niveau après fermeture des portes.

E3 → Fe → b → Mo → P3 → Ou → a

Exemple 3 : cabine en P3, demande E2

La cabine se trouve au-dessus du niveau demandé et descend vers P2.

E2 → Fe → b → De → P2 → Ou → a

Exemple 4 : cabine en P1, demande E2

La cabine se trouve sous le niveau demandé et monte vers P2.

E2 → Fe → b → Mo → P2 → Ou → a

8. Travail demandé

1. Identifier les variables d’entrée et de sortie du système.

2. Identifier le niveau demandé à partir de E1, E2 et E3.

3. Déterminer la direction de déplacement selon la position initiale.

4. Expliquer le rôle des capteurs a, b, P1, P2 et P3.

5. Reproduire le GRAFCET complet.

6. Vérifier que chaque cycle se termine par l’ouverture des portes et le retour à l’étape initiale.

Conseil : commencez par identifier les entrées, les sorties et les positions de la cabine avant de construire le GRAFCET.

9. Conclusion

Cet exercice de GRAFCET appliqué à un monte-charge permet de mettre en pratique les étapes, les actions et les transitions d’un système automatisé.

La position de la cabine, l’état des portes et le niveau demandé sont les informations essentielles pour déterminer la séquence de fonctionnement.

Le GRAFCET fournit ainsi une représentation claire et structurée du cycle de déplacement entre les trois niveaux.

À retenir : le GRAFCET traduit le fonctionnement d’un système automatisé en étapes, actions et transitions conditionnelles.

10. Solution du GRAFCET

La figure ci-dessous présente la solution graphique complète de l’exercice. Elle reprend les étapes, les actions et les conditions de transition décrites dans l’analyse précédente.

Solution graphique du GRAFCET du monte-charge à trois niveaux.

Lecture de la solution : les étapes définissent les actions du système et les transitions indiquent les conditions nécessaires pour poursuivre le cycle.

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