570699 aufgaben 101 fr - Festo Didactic...Le niveau « Initiation » TP101 convient à la formation...
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Livre d‘exercices TP 101 Avec CD-ROM Festo Didactic 542507 fr Pneumatique Initiation 1 2 3 1A1 1V2 2 4 3 5 1 1V3 1V4 1Z1 1Z2 14 1V1 2 3 1 1S1 1B1 1 1 2 2 2 3 1 1B1 12 2 3 1 1S2 2 1 1
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Livre d‘exercicesTP 101
Avec CD-ROM
Festo Didactic
542507 fr
PneumatiqueInitiation
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Utilisation conforme
Le système de formation de Festo Didactic est exclusivement destiné à la formation initiale et continue dans
le domaine de l’automatisation et de la technique. Il incombe à l’établissement de formation et/ou aux
formateurs de faire respecter par les étudiants les consignes de sécurité décrites dans le présent livre
d’exercices.
Festo Didactic décline par conséquent toute responsabilité pour les dommages causés aux étudiants, à
l’établissement de formation et/ou à des tiers du fait de l’utilisation de ce jeu d’équipement en dehors du
contexte d’une pure formation, à moins que ces dommages ne soient imputables à une faute intentionnelle
ou à une négligence grossière de Festo Didactic.
Référence : 542507
Édition : 01/2012
Auteurs : W. Haring, M. Metzger, R.-C. Weber
Rédaction : Frank Ebel
Graphisme : Doris Schwarzenberger
Mise en page : 12/2009
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Allemand, 2013
Internet : www.festo-didactic.com
E-mail : [email protected]
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du personnel de son site, à condition d'en mentionner la source, et à les dupliquer pour la formation
continue sur le site. Pour les écoles/universités et centres de formation, ce droit d'utilisation englobe
l'utilisation durant les cours par les élèves, stagiaires et étudiants du site.
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Internet ou sur plateformes LMS et bases de données telles que Moodle qui permettent à un grand nombre
d'utilisateurs d'y accéder en dehors du site de l'acheteur.
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microfilmage ainsi que le transfert, le stockage et le traitement intégral ou partiel sur des systèmes
électroniques présupposent l'accord préalable de Festo Didactic GmbH & Co. KG.
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Table des matières
Avant-propos ____________________________________________________________________________ V
Introduction ____________________________________________________________________________ VII
Ensemble « Technologies » pour la pneumatique (TP100) _________________________________________X
Objectifs pédagogiques du niveau « Initiation » (TP101) _________________________________________ XI
Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques _______________________________ XII
Jeu d’équipement du niveau « Initiation » (TP101) _____________________________________________ XIV
Correspondance entre équipements et travaux pratiques _______________________________________ XVIII
Aides méthodologiques à l’intention du formateur _____________________________________________ XIX
Structure méthodologique des exercices _____________________________________________________ XIX
Désignation des équipements ______________________________________________________________ XX
Contenu du CD-ROM _____________________________________________________________________ XX
Jeu d’équipement du niveau « Perfectionnement » (TP102) _____________________________________ XXII
Objectifs pédagogiques du niveau « Perfectionnement » (TP102) ________________________________ XXIII
Corrigés
Exercice 1 : Pressurage de fromages __________________________________________________________ 1
Exercice 2 : Ouverture d’un silo à aliments pour animaux __________________________________________ 9
Exercice 3 : Bridage de planches sur un dispositif de sciage ______________________________________ 15
Exercice 4 : Tri de paquets _________________________________________________________________ 21
Exercice 5 : Arrêt de bouteilles de lait ________________________________________________________ 31
Exercice 6 : Ouverture et fermeture d’une vanne de tuyauterie ___________________________________ 37
Exercice 7 : Isolement par fermeture rapide ___________________________________________________ 45
Exercice 8 : Actionnement d’un dispositif d’isolement __________________________________________ 51
Exercice 9 : Extension de la commande de pressurage de fromages _______________________________ 59
Exercice 10 : Bridage d’une pièce ___________________________________________________________ 65
Exercice 11 : Chargement de paniers grillagés _________________________________________________ 73
Exercice 12 : Commande d’une porte coulissante ______________________________________________ 79
Exercice 13 : Amenage de panneaux de bois __________________________________________________ 87
Exercice 14 : Compactage de boîtes de boisson _______________________________________________ 93
Exercice 15 : Emballage de brochures _______________________________________________________ 99
Exercice 16 : Montage d’étriers de verrouillage _______________________________________________ 105
Exercice 17 : Étiquetage de seaux de peinture ________________________________________________ 111
Exercice 18 : Nettoyage de pièces __________________________________________________________ 117
Exercice 19 : Pose de de plaque signalétiques ________________________________________________ 123
IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 V
Avant-propos
Le système de formation « Automatisation et Technique » de Festo Didactic part de différents niveaux
d’accès à la formation et objectifs professionnels. C’est dans cette optique que sont structurés les
ensembles de formation :
Les ensembles « Initiation » dispensent des connaissances de base, indépendamment de toute
technologie.
Les ensembles « Technologies » abordent les grands thèmes de la commande et de la régulation.
Les ensembles « Fonctions » expliquent les fonctions de base des systèmes automatisés.
Les ensembles « Applications » permettent une formation initiale et continue axée sur les réalités de
l’entreprise.
Les ensembles « Technologies » se penchent sur les technologies de la pneumatique, de
l'électropneumatique, des automates programmables industriels (API), de l’automatisation par micro-
ordinateur, de l’hydraulique, de l’électrohydraulique, de l’hydraulique proportionnelle, des capteurs, des
actionneurs électriques et des applications (manipulation).
VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
La structure modulaire du système de formation permet de réaliser des applications allant au-delà des
limites des différents ensembles. Par exemple, il est possible de commander par API des actionneurs
pneumatiques, hydrauliques et/ou électriques.
Tous les ensembles de formation ont une structure identique :
Matériel
Didacticiel
Logiciel
Séminaires
Le matériel est constitué de composants industriels et installations adaptés à une approche didactique.
L’approche didactique et méthodologique des supports est calquée sur la composition du matériel de
formation. Les supports comprennent :
des manuels de cours (avec exercices et exemples),
des livres d’exercices (avec travaux pratiques, compléments et corrigés),
des jeux de transparents et vidéos (permettant de rendre l’enseignement plus vivant).
Les documents de travail du TP 101 se composent d'un recueil de travaux pratiques et d'un livre
d'exercices. Le recueil de travaux pratiques est constitué d'un jeu de fiches de travaux pratiques prêtes à
l'emploi se rapportant à chacun des 19 exercices. Le livre d'exercices contient le corrigé de chaque fiche, les
fiches de travaux pratiques et un CD-ROM. Le recueil de travaux pratiques est un "consommable" qui peut
être acquis séparément. La mise à disposition de recueils de travaux pratiques pour les étudiants ne pose
ainsi aucun problème.
Les fiches de données des composants matériels sont mises à disposition avec l'ensemble de formation et
sur le CD-ROM.
Les supports destinés aux formateurs et aux étudiants sont disponibles en plusieurs langues. Ils sont
conçus pour l’enseignement, mais se prêtent aussi à l’autoformation.
Le logiciel fourni comprend des didacticiels et un environnement de programmation d’automates.
Un large éventail de séminaires consacrés aux contenus des ensembles « Technologies » complète l’offre de
formation initiale et continue.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 VII
Introduction
Le présent livre d’exercices fait partie du système de formation « Automatisation et Technique » de la
société Festo Didactic GmbH & Co. KG. Ce système constitue une solide base de formation initiale et
continue axée sur la pratique. L’ensemble « Technologies » TP100 est exclusivement consacré aux
commandes pneumatiques.
Le niveau « Initiation » TP101 convient à la formation de base aux commandes pneumatiques. Il dispense
des connaissances sur les bases physiques de la pneumatique ainsi que sur le fonctionnement et
l’utilisation d’équipements pneumatiques. Le jeu d’équipement permet de réaliser des commandes
pneumatiques simples.
Le niveau « Perfectionnement » TP102 est axé sur l’approfondissement des connaissances en commande
pneumatique. Le jeu d’équipement permettent de réaliser des circuits combinatoires complexes associant
signaux d’entrée/sortie ainsi que des commandes constituées de modules de séquenceur.
La réalisation des commandes suppose de disposer d’un poste de travail bien stable doté d’une plaque
profilée Festo Didactic. La plaque profilée comporte 14 rainures en T parallèles espacées de 50 mm.
L’alimentation en air comprimé peut être assurée par un compresseur mobile insonorisé (230 V, 800 kPa =
8 bar maximum).
La pression de travail ne doit pas dépasser p = 600 kPa = 6 bar .
Une sécurité de fonctionnement optimale s’obtient en utilisant la commande sans lubrification à une
pression de travail de p = 500 kPa = 5 bar.
Le jeu d’équipement du niveau « Initiation » TP101 permet de réaliser les commandes complètes des 19
travaux pratiques. Les bases théoriques nécessaires à la compréhension de ces travaux pratiques sont
données dans le manuel de cours
Pneumatique, Initiation
(sous les diagrammes).
Des fiches techniques des différents équipements (vérins, distributeurs, appareils de mesure, etc.) sont en
outre disponibles.
VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Instructions et consignes de sécurité
Généralités
Les étudiants ne doivent travailler sur les commandes que sous la surveillance d’une formatrice ou d’un
formateur.
Respectez les indications données dans les fiches techniques des différents composants, en particulier
toutes les consignes de sécurité !
Partie mécanique
Montez solidement tous les composants sur la plaque profilée.
Les capteurs de fin de course ne doivent jamais être actionnés de face.
Procédure à suivre lors de la recherche d’erreurs !
Utilisez un outil, un tournevis p. ex. pour actionner les capteurs.
Ne mettez les doigts dans le montage que quand il est arrêté.
Partie électrique
N’établissez et ne coupez les connexions électriques qu’en l’absence de tension !
N’utilisez que des câbles dotés de connecteurs de sécurité pour réaliser les liaisons électriques.
N’utilisez que des très basses tensions de 24 V DC maximum.
Partie pneumatique
Ne dépassez pas la pression maximale admissible de 600 kPa (6 bar).
N’appliquez l’air comprimé qu’après avoir branché et bloqué tous les tuyaux.
Ne débranchez pas de tuyaux sous pression.
Risque de blessure à la mise sous pression !
Des vérins peuvent être mis en mouvement intempestivement.
Risque d'accidents dûs au débranchement intempestif de tuyaux !
– Prévoyez des liaisons par tuyau aussi courtes que possibles.
– Portez des lunettes de protection.
– Lorsqu'un tuyau se détache :
Coupez immédiatement l'alimentation en air comprimé.
Réalisation des circuits pneumatiques :
Reliez les appareils avec des tuyaux en plastique d'un diamètre extérieur de 4 mm ou de 6 mm. Enfichez
ensuite le tuyau jusqu'en butée sur le raccord.
Avant de procéder au démontage, coupez l’alimentation en air comprimé.
Réalisation des circuits pneumatiques :
Appuyez sur la bague de déverrouillage bleue pour débrancher un tuyau.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 IX
Les plaques-support des appareils sont dotées de la variante de fixation A, B ou C :
Variante A, fixation par enclipsage
Équipements légers ne supportant pas de charge (p. ex. distributeurs). Enclipsez simplement les
équipements dans la rainure de la plaque profilée. Désolidarisation des appareils par actionnement du
levier bleu.
Variante B, fixation par rotation
Équipements pouvant supporter des charges moyennes (p. ex. actionneurs). Ces équipements se fixent sur
la plaque profilée par vis à tête rectangulaire. La fixation ou désolidarisation s’effectue par l’intermédiaire
de l’écrou-poignée.
Variante C, fixation par vissage
Pour équipements supportant de lourdes charges ou rarement désolidarisés de la plaque profilée (p. ex.
distributeur de mise en circuit avec filtre-manodétendeur. Les éléments se fixent par vis à tête cylindrique et
écrou en T.
Conformez-vous aux indications des fiches techniques des différents équipements.
Un chronomètre est nécessaire pour évaluer les commandes réalisées. Le chronomètre permet de :
de régler les limiteurs de débit unidirectionnels de sorte que le temps de course soit conforme à la
consigne,
régler les temporisateurs.
X © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Ensemble « Technologies » pour la pneumatique (TP100)
L’ensemble « Technologies » TP100 se compose d’une multitude de moyens de formation ainsi que de
séminaires. Cet ensemble a exclusivement pour objet les commandes pneumatiques. Certains éléments de
l’ensemble « Technologies » TP100 peuvent également faire partie d’autres ensembles.
Principaux éléments du TP100
Poste de travail bien stable avec plaque profilée Festo Didactic
Compresseur (230 V, 0,55 kW, 800 kPa = 8 bar maximum)
Jeux d’équipement ou composants (p. ex. vérins, distributeurs, compteurs à présélection, modules de
séquenceur, éléments logiques, capteurs de proximité pneumatiques)
Moyens pédagogiques optionnels (p. ex. voyants, distributeur 5/3, charge en traction/poussée)
Modèles pratiques
Équipements complets de laboratoire
Documents de formation
Manuels de cours Initiation TP101
Bases de la commande pneumatique
Maintenance des équipements pneumatiques
Pneumatique / Electropneumatique
Livres d’exercices Initiation TP101
Perfectionnement TP102
Supports optionnels Jeux de transparents
Symboles magnétiques, trace-symboles
Logiciel de simulation FluidSIM® Pneumatique
WBT Pneumatique
Jeu de modèles en coupe avec mallette de rangement
Séminaires
P100 Connaissances de base en pneumatique pour conducteurs de machine
P111 Initiation à la pneumatique et à l’électropneumatique
P121 Entretien et dépannage d’installations pneumatiques et électropneumatiques
P-OP La traque au gaspillage – mise en oeuvre rentable de la pneumatique
P-NEU Remise à niveau en pneumatique
IW-PEP Entretien et maintenance en automatisation – Commandes pneumatiques et électropneumatiques
P-AL Pneumatique pour la formation professionnelle
P-AZUBI Pneumatique et électropneumatique pour la formation professionnelle
Pour les lieux, dates et prix, veuillez consulter la version à jour du programme des séminaires.
Vous trouverez d’autres moyens de formation dans nos catalogues et sur Internet. Le système de formation
« Automatisation et Technique » fait régulièrement l’objet de mises à jour et extensions. Les jeux de
transparents, films, CD-ROM et DVD ainsi que les différents ouvrages sont proposés en plusieurs langues.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 XI
Objectifs pédagogiques du niveau « Initiation » (TP101)
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d’un vérin à simple effet.
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d’un distributeur 3/2.
Savoir distinguer et esquisser les modes de commande de distributeurs.
Savoir expliquer et réaliser une commande directe.
Savoir analyser et évaluer des circuits.
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d’un vérin à double effet.
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d’un distributeur 5/2.
Savoir expliquer et réaliser une commande indirecte.
Connaître le mode de fonctionnement d’un distributeur 5/2 à commande pneumatique.
Connaître la différence entre un capteur et un élément logique.
Savoir mesurer la pression sur des commandes pneumatiques.
Savoir distinguer les modes de limitation de débit et les mettre en oeuvre en fonction des spécifications
Savoir régler les vitesses d’avance et de recul de vérins.
Connaître un type de mémorisation des signaux dans les commandes pneumatiques.
Savoir expliquer et réaliser des fonctions logiques ET/OU/NEGATION
Savoir expliquer et réaliser des circuits d'automaintien.
Connaître une possibilité de détecter les fins de course de vérins.
Savoir combiner des fonctions logiques.
Connaître la structure et le mode de fonctionnement de capteurs de proximité magnétiques.
Savoir distinguer les distributeurs 5/2, les sélectionner et les mettre en oeuvre en fonction des
spécifications.
Savoir perfectionner des circuits existants.
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d’une soupape de séquence.
Savoir réaliser des commandes dépendant de la pression.
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d’un détendeur.
Savoir analyser des circuits existants et les optimiser en fonction des spécifications.
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d’un temporisateur.
Savoir réaliser des circuits à mouvements oscillants.
Savoir mettre en oeuvre des temporisateurs en fonction de contraintes définies.
Savoir analyser et réaliser des circuits à deux vérins.
XII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques
Exercice 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Objectif pédagogique
Connaître la structure et le mode
de fonctionnement d’un vérin à
simple effet.
• • •
Connaître la structure et le mode
de fonctionnement d’un
distributeur 3/2.
• • •
Savoir distinguer et esquisser les
modes de commande de
distributeurs.
• • •
Savoir expliquer et réaliser une
commande directe. • • • •
Savoir analyser et évaluer des
circuits. • •
Connaître la structure et le mode
de fonctionnement d’un vérin à
double effet.
•
Connaître la structure et le mode
de fonctionnement d’un
distributeur 5/2.
• •
Savoir expliquer et réaliser une
commande indirecte. • •
Connaître la différence entre un
capteur et un élément logique. •
Savoir mesurer la pression sur
des commandes pneumatiques. •
Savoir distinguer les modes de
limitation de débit et les mettre
en oeuvre en fonction des
spécifications
• •
Savoir régler les vitesses
d’avance et de recul de vérins. • •
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 XIII
Exercice 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Objectif pédagogique
Connaître un type de
mémorisation des signaux dans
les commandes pneumatiques.
•
Savoir expliquer et réaliser des
fonctions logiques
ET/OU/NEGATION
• • • • •
Savoir expliquer et réaliser des
circuits d'automaintien. •
Connaître une possibilité de
détecter les fins de course de
vérins.
•
Savoir combiner des fonctions
logiques. • •
Connaître la structure et le mode
de fonctionnement de capteurs
de proximité magnétiques.
•
Savoir distinguer les
distributeurs 5/2, les
sélectionner et les mettre en
oeuvre en fonction des
spécifications.
•
Savoir perfectionner des circuits
existants. • •
Connaître la structure et le mode
de fonctionnement d’une
soupape de séquence.
•
Savoir réaliser des commandes
dépendant de la pression. • • • •
Connaître la structure et le mode
de fonctionnement d’un
détendeur.
•
Connaître la structure et le mode
de fonctionnement d’un
temporisateur.
•
Savoir réaliser des circuits à
mouvements oscillants. •
Savoir mettre en oeuvre des
temporisateurs en fonction de
contraintes définies.
•
Savoir analyser et réaliser des
circuits à deux vérins. •
XIV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Jeu d’équipement du niveau « Initiation » (TP101)
Ce jeu d’équipement est conçu en vue de la formation de base aux commandes pneumatiques. Il contient
tous les éléments nécessaires à l’acquisition des compétences définies par les objectifs pédagogiques fixés
et peut être complété à loisir par d’autres jeux. La réalisation de commandes opérationnelles exige en outre
la plaque profilée, une source d’air comprimé.
Jeu d’équipement du niveau « Initiation » (TP101)
Quantité Dénomination Référence
2 Distributeur 3/2 à galet, normalement fermé 152866
1 Distributeur 3/2 avec bouton-poussoir, normalement ouvert 152861
2 Distributeur 3/2 avec bouton-poussoir, normalement fermé 152860
1 Distributeur 3/2 avec sélecteur, normalement fermé 152863
1 Distributeur 3/2, à commande pneumatique unilatérale 576302
3 Distributeur 5/2, bistable, à commande pneumatique bilatérale 576303
1 Distributeur 5/2 avec sélecteur 152862
1 Distributeur 5/2, à commande pneumatique unilatérale 576307
1 Vérin à double effet 152888
2 Limiteur de débit unidirectionnel 193967
2 Manomètre 152865
1 Manodétendeur avec manomètre 539756
1 Soupape de séquence 152884
1 Vérin à simple effet 152887
1 Distributeur de mise en circuit avec filtre-détendeur 540691
2 Tuyau en plastique 4 x 0,75, argenté 10 m 151496
2 Capteur de proximité, pneumatique, avec fixation sur vérin 539775
1 Temporisateur pneumatique, normalement fermé 540694
1 Soupape d’échappement rapide 539772
10 Union mâle 153251
10 Raccord en T 153128
1 Bloc de distribution 152896
1 Sélecteur de circuit (OU) 539771
2 Sélecteur à deux entrées (ET) 539770
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 XV
Symboles du jeu d'équipement
Dénomination Symbole
Distributeur 3/2 avec bouton-poussoir, fermé au repos 2
31
Distributeur 3/2 avec bouton-poussoir, ouvert au repos
Distributeur 5/2 avec sélecteur 24
351
Distributeur 3/2 avec sélecteur
Manomètre
Distributeur 3/2 à galet, normalement fermé
31
2
Capteur de proximité pneumatique
31
2
Distributeur 3/2, à commande pneumatique unilatérale 2
31
12
Distributeur 5/2, à commande pneumatique unilatérale 4 2
15
14
3
Distributeur 5/2, bistable, à commande pneumatique
bilatérale
XVI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Dénomination Symbole
Sélecteur de circuit
2
11
Sélecteur à deux entrées
2
11
Temporisateur pneumatique, normalement fermé 2
31
t
Soupape d’échappement rapide
2
31
Limiteur de débit unidirectionnel
21
Soupape de séquence 2
3112
Vérin à simple effet
Vérin à double effet
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 XVII
Dénomination Symbole
Distributeur de mise en circuit avec filtre-détendeur
2
31
Manodétendeur avec manomètre
2
31
Bloc de distribution
Éléments de raccordement
XVIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Correspondance entre équipements et travaux pratiques
Exercice 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Appareil
Vérin, simple effet 1 1 1 1 1 1
Vérin, double effet 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Limiteur de débit
unidirectionnel
2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2
Soupape d’échappement
rapide
1 1
Manomètre 2 2 1 2 1
Distributeur 3/2 avec
bouton-poussoir, fermé au
repos
1 2 1 2 2 1 2 2 1 1 1 1
Distributeur 3/2 avec
bouton-poussoir, ouvert au
repos
1 1
Distributeur 3/2 avec
sélecteur, fermé au repos
1 1 2 1
Distributeur 3/2 à galet,
fermé au repos
1 1 1
Capteur de proximité
pneumatique
2 2 2 1 2 2 2 2
Distributeur pneumatique
3/2
1 1
Distributeur pneumatique
3/2, bistable
1 1
Distributeur 5/2, sélecteur 1 1 1
Distributeur pneumatique
5/2
1 1 1 1
Distributeur pneumatique
5/2, bistable
1 1 1 1 1 1 1 1
Sélecteur de circuit 1 1 1 1 1
Sélecteur à deux entrées 1 2 2 1 1 2 1 1
Soupape de séquence 1 1 1
Détendeur avec manomètre 1 2 1 1
Temporisateur, fermé au
repos
1 1
Bloc de distribution 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Distributeur de mise en
circuit avec filtre-détendeur
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 XIX
Aides méthodologiques à l’intention du formateur
Objectifs pédagogiques
L’objectif pédagogique général des présents travaux pratiques est d’apprendre à concevoir
systématiquement des schémas ainsi qu’à réaliser pratiquement la commande sur la plaque profilée. Cette
interaction directe entre théorie et pratique est le garant de progrès rapides et durables. Les objectifs
pédagogiques spécifiques sont documentés dans la matrice, qui indique la correspondance entre les
différents objectifs concrets et chaque travail pratique.
Temps alloué
Le temps nécessaire à la réalisation d’un exercice dépend des connaissances préalables de l’étudiant. Avec
une formation d'ouvrier professionnel du travail des métaux ou de l’électricité : environ 2 semaines Avec
une formation de technicien ou d'ingénieur : environ 1 semaine
Éléments du jeu d' équipement
Le jeu d’équipement est conçu en fonction du recueil de travaux pratiques, et inversement. Pour les 19
exercices, vous n’avez besoin que d’un seul jeu d’équipement du niveau « Initiation » TP101.
Chaque exercice du niveau « Initiation » peut être réalisé sur une seule plaque profilée.
Structure méthodologique des exercices
Les 19 exercices ont la même structure méthodologique.
Les exercices se divisent en :
Titre
Objectifs pédagogiques
Problème
Conditions accessoires
Projet
Plan de situation
Fiches de travail
Le manuel de l'enseignant contient le corrigé de chacune des fiches des 19 exercices.
XX © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Désignation des équipements
La désignation des éléments sur les schémas de circuits est conforme à la norme DIN ISO 12192. Tous les
composants d'un circuit possèdent le même repère principal. Des lettres sont attribuées en fonction du
composant. Les composants existant en plusieurs exemplaires dans un circuit sont numérotés en continu.
Les branches sous pression sont désignées par P et numérotées séparément en continu.
Vérins : 1A1, 2A1, 2A2, ...
Distributeurs : 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1, ...
Capteurs : 1B1, 1B2, ...
Entrée de signaux : 1S1, 1S2, ...
Accessoires : 0Z1, 0Z2, 1Z1, ...
Contenu du CD-ROM
Le CD-ROM fourni avec l’ensemble de formation met à votre disposition des supports additionnels. Les
fiches d'exercice et corrigés sont enregistrés sous forme de fichier PDF sur le CD-ROM fourni avec le manuel
de l'enseignant.
Le CD-ROM contient les dossiers suivants :
Notices d’utilisation
Fiches techniques
Évaluation
Catalogue Festo
Schémas de circuit FluidSIM®
Applications industrielles
Présentations
Informations-produits
Vidéos
Notices d’utilisation
Les notices d’utilisation de différents équipements de l’ensemble « Technologies » sont ici disponibles. Elles
aident à mettre en service et à utiliser les équipements.
Fiches techniques
Les fiches techniques des équipements de l’ ensemble Technologies sont fournies avec le jeu d' équipement
et sont disponibles sous forme de fichiers PDF.
Version d'évaluation FluidSIM®
Une version d’évaluation du progiciel FluidSIM® Pneumatique est disponible sur le CD-ROM. Cette version
suffit déjà à tester les commandes mises au point.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 XXI
Catalogue Festo
Les pages du catalogue de Festo AG & Co. KG vous sont fournies pour un certain nombre d’équipements. La
représentation et la description des équipements sous cette forme ont pour but de montrer comment sont
présentés ces équipements dans un catalogue industriel. Vous y trouverez en outre des informations
complémentaires sur les équipements.
Schémas de circuit FluidSIM®
Ce dossier contient les schémas FluidSIM pour les 19 travaux pratiques de l’ensemble « Technologies ».
Applications industrielles
Des photos et graphiques d’applications industrielles sont ici fournis. Ils permettent d’illustrer un certain
nombre de travaux pratiques. Les présentations de projets peuvent également être complétées par
utilisation de ces illustrations.
Présentations
Ce dossier contient des présentations succinctes d’équipements de l’ensemble « Technologies ». Ces
présentations peuvent s’utiliser, par exemple, dans les présentations de projets.
Informations-produits
Ce dossier met à votre disposition les informations-produits et fiches techniques de Festo AG & Co. KG pour
les équipements de l’ensemble « Technologies ». Le but est de montrer quelles sont les informations et
caractéristiques fournies pour un composant industriel.
Vidéos
Un certain nombre de vidéos d’applications industrielles complètent les supports fournis avec l’ensemble
« Technologies ». De courtes séquences montrent des applications en environnement réel.
XXII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Jeu d’équipement du niveau « Perfectionnement » (TP102)
Ce jeu d’équipement est conçu en vue du perfectionnement de la formation aux commandes pneumatiques.
Les deux jeux d’équipement (TP101 et TP102) contiennent des éléments nécessaires à l’acquisition des
compétences définies par les objectifs pédagogiques fixés et peuvent être complétés à loisir par d’autres
jeux d’équipement du système de formation « Automatisation et Technique ».
Jeu d’équipement du niveau « Perfectionnement » (TP102)
Quantité Dénomination Référence
1 Distributeur 3/2 à galet escamotable, normalement fermé 152867
2 Distributeur 3/2 avec bouton-poussoir, normalement fermé 152860
1 Distributeur 3/2 avec bouton coup-de-poing (rouge), normalement ouvert 152864
4 Distributeur 3/2, à commande pneumatique unilatérale 576302
2 Distributeur 5/2, bistable, à commande pneumatique bilatérale 576303
2 Vérin à double effet 152888
2 Limiteur de débit unidirectionnel 193967
2 Tuyau en plastique 4 x 0,75, argenté 10 m 151496
1 Temporisateur pneumatique, ouvert au repos 539759
2 Clapet anti-retour, fonction anti-retour déverrouillable 540715
1 Distributeur à obturation de fuite 152868
10 Union mâle 153251
1 Module de séquenceur 152886
20 Raccord en T 153128
1 Compteur à présélection, pneumatique 152877
1 Sélecteur de circuit (OU) 539771
1 Sélecteur de circuit, triple (OU) 152882
1 Sélecteur à deux entrées, triple (ET) 152883
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Objectifs pédagogiques du niveau « Perfectionnement » (TP102)
Savoir identifier les fins de course dans capteur de fin de course
Comprendre et savoir réaliser des circuits mémoire (bascule bistable, distributeur bistable)
Savoir transformer une distributeur 3/2 et/ou 5/2
Savoir évaluer, mettre en œuvre et ajuster différents capteurs
Savoir expliquer le fonctionnement d'un détecteur à jet d'air
Savoir décrire le fonctionnement de (modules de) séquenceurs
Savoir concevoir des commandes séquentielles de base (cycle continu)
Savoir réaliser des commandes séquentielles autorisant les modes AUTOMATIQUE/MANUEL,
DEMARRAGE et MISE EN REFERENCE
Savoir combiner des signaux en retour en une fonction OU
Savoir régler et mettre au point des temporisations
Savoir interrompre des temporisation par une fonction OU
Savoir réaliser une commande séquentielle à pas vide (3 pas)
Savoir décrire et réaliser une répétition de pas variable au sein d’une séquence au moyen d’un
compteur à présélection
Savoir concevoir un circuit d’entrée à automaintien, avec les fonctions AUTOMATIQUE/MANUEL,
DEMARRAGE, ARRET EN FIN DE CYCLE et MISE EN REFERENCE
Evaluation et réalisation de la mise en oeuvre de capteurs pour la détection de matières
Savoir piloter l’actionneur au moyen de deux modules de séquenceur via un sélecteur de circuit (double
course du vérin)
Savoir mettre en oeuvre un capteur de proximité en position intermédiaire pour inverser le mouvement
du vérin
Concevoir un circuit d’entrée pour une commande séquentielle à air de pilotage sécurisé, possédant les
fonctions DEMARRAGE, ARRET D’URGENCE et MISE EN REFERENCE
Savoir arrêter le vérin en position intermédiaire (positionnement) par mise sous pression bilatérale
(précontrainte)
Ajuster des capteurs de proximité en fins de course et en positions intermédiaires
Savoir mettre en œuvre une combinaison de soupape d'échappement rapide et de détendeur avec
manomètre
Savoir inverser un signal de temporisateur
Réaliser une commande maître en combinaison avec une commande séquentielle constituée de
modules de séquenceur
XXIV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 1
Exercice 1 : Pressurage de fromages
Objectifs pédagogiques
Lorsque vous aurez fait cet exercice,
vous connaîtrez la structure et le mode de fonctionnement d’un vérin à simple effet.
vous saurez calculer la force du piston d'un vérin à simple effet.
vous connaîtrez la structure et le mode de fonctionnement d’un distributeur 3/2, fermé au repos.
vous saurez distinguer et esquisser les modes de commande de distributeurs.
vous saurez expliquer et réaliser une commande directe.
Problème
Lors de la fabrication du fromage, des vérins pneumatiques sont utilisés pour le pressurage des fromages
dans leur forme. Concevez une commande capable de réaliser cette opération.
Plan de situation
Fabrication de fromage
Exercice 1 : Pressurage de fromages
2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Conditions accessoires
Utilisez un vérin à simple effet.
Réalisez la commande pneumatique du vérin au moyen d’un distributeur à commande manuelle.
Projet
1. Décrivez le mode de fonctionnement d’un vérin à simple effet.
2. Décrivez le mode de fonctionnement d’un distributeur 3/2, fermé au repos.
3. Complétez le schéma de circuit pneumatique du dispositif de pressurage.
4. Réalisez le montage.
5. Vérifiez le montage de commande.
6. Décrivez le mode de fonctionnement de la commande.
7. Établissez une nomenclature des composants
Cycle
1. Les fromages sont déposés manuellement dans le dispositif.
2. L’actionnement d’un bouton-poussoir déclenche l’avance du vérin qui presse le couvercle sur le
dispositif.
3. Le bouton-poussoir est maintenu enfoncé jusqu’à ce que l’opération de pressurage soit achevée.
4. Lorsque le bouton-poussoir est relâché, le vérin recule et libère le dispositif.
5. Le fromage peut être retiré.
Consigne de sécurité
Veuillez limiter la pression au niveau de l’unité de conditionnement à 350 kPa (3,5 bar) max. pour cet
exercice. Lorsqu'un tuyau se détache : Coupez immédiatement l'alimentation en air comprimé.
Exercice 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 3
Structure et mode de fonctionnement d’un vérin à simple effet
1 2 3 4 5
678
Symbole et représentation schématique d’un vérin à simple effet
– Comparez le symbole représenté à la représentation schématique d’un vérin à simple effet. Y a-t-il
concordance ?
Les deux représentations concordent.
– Décrivez la structure et le mode de fonctionnement d'un vérin à simple effet
L'air comprimé s’écoule dans la chambre de piston du vérin. La pression qui s’y établit génère une force
agissant à la surface du piston. Lorsque cette force surmonte l’adhérence, le piston se déplace vers
l’avant. La pression dans le vérin atteint la pression de service uniquement lorsque le piston est bloqué
en fin de course.
Dès que cette pression chute, le ressort de rappel incorporé au vérin ramène le piston en position initiale.
La force du ressort ne suffit pas pour déplacer des charges lourdes fixées à la tige de piston. Les vérins à
simple effet ne fournissent donc un travail que dans un sens.
– Affectez à chaque composant le repère correspondant du dessin ci-dessus.
Composant Désignation
3 Corps de vérin
1 Culasse arrière
6 Culasse avant
5 Tige de piston
8 Piston
7 Ressort de rappel
2 Orifice d’alimentation
4 Orifice d’échappement
Tableau des désignations de composant
Exercice 1 : Pressurage de fromages
4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Calcul de la force du piston d'une vérin à simple effet
La force de piston théorique se calcule selon la formule suivante :
Fth = A p
Fth = force de piston théorique (N)
A = surface de piston utile (m2)
= )(4
D2
p = pression de service (Pa)
D = diamètre du vérin (m)
En pratique, c’est la force effective du piston Feff qui importe. Dans votre calcul, vous devez donc tenir
compte de la résistance due au frottement. Dans des conditions de fonctionnement normales (plage de
pression de 400 à 800 kPa (4 à 8 bar)) la force de frottement (FR) représente environ 10% de la force de
piston théorique.
La force de piston effective se calcule selon la formule suivante :
Feff = A p – (FR + FF)
Feff = force de piston effective (N)
FR = force de frottement (environ 10% de Fth) (N)
FF = force du ressort de rappel (N)
– Calculez la force de piston effective à l’avance du vérin utilisé pour une pression de service de 600 kPa
(6 bar).
A = )(4
3,140,022 = 0,000314
Feff = 0,9 A p – FF
Feff = 0,9 (0,000314) 600.000 – 13,5
Feff = 169,56 – 13,6 = 155,96 N
Nota
Vous trouverez les données requises dans la fiche technique du vérin.
Le vérin utilisé possède un diamètre de piston de 20 mm et une force de ressort de rappel de 13, 4 N.
Exercice 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 5
Mode de fonctionnement d’un distributeur 3/2, fermé au repos.
– Complétez le symbole d’un distributeur 3/2, à commande manuelle, à rappel par ressort, fermé au
repos.
2
31
1
2
3
Symbole et représentation schématique d’un distributeur 3/2, fermé au repos
– Décrivez le mode de fonctionnement du distributeur 3/2.
Distributeur 3/2 signifie 3 orifices et 2 positions de commutation. Il est représenté en position de repos.
Fermé au repos signifie que l'air comprimé ne s'écoule pas à travers le distributeur. Si le bouton-poussoir
est enfoncé, le distributeur libère le passage de l’air qui fait avancer le piston du vérin raccordé.
Exercice 1 : Pressurage de fromages
6 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Compléter le schéma pneumatique
– Complétez le schéma de circuit pneumatique de la commande et inscrivez les désignations des
raccords.
2
31
0Z1
0Z2
2
31
1A1
1S1
Schéma pneumatique
Exercice 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 7
Description du cycle
– Réalisez la commande et décrivez son cycle.
Problème
En position initiale, le distributeur 1S1 est fermé. La tige de piston du vérin 1A1 est rentrée.
Étape 1-2
Lorsque le bouton-poussoir du distributeur 3/2 1S1 est enfoncé, l’air comprimé s’écoule dans la chambre
de piston du vérin 1A1 et fait sortir la tige de piston.
Étape 2-3
Dès que le bouton-poussoir est relâché, le distributeur 1S1 est mis à l'échappement et le vérin 1A1
retourne en position initiale sous l'action du ressort de rappel.
Exercice 1 : Pressurage de fromages
8 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Établissement de la nomenclature des composants
La documentation complète d’un projet comprend, outre le schéma, la nomenclature des composants.
– Établissez la nomenclature des composants en reportant les composants nécessaires et leur nombre
dans le tableau ci-dessous !
Quantité Dénomination
1 Vérin, simple effet
1 Distributeur 3/2 avec bouton-poussoir, ouvert au repos
1 Bloc de distribution
1 Distributeur de mise en circuit avec filtre-détendeur
1 Source d’air comprimé
Nomenclature des composants
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Table des matières
Travaux pratiques
Exercice 1 : Pressurage de fromages __________________________________________________________ 1
Exercice 2 : Ouverture d’un silo à aliments pour animaux __________________________________________ 9
Exercice 3 : Bridage de planches sur un dispositif de sciage ______________________________________ 15
Exercice 4 : Tri de paquets _________________________________________________________________ 21
Exercice 5 : Arrêt de bouteilles de lait ________________________________________________________ 31
Exercice 6 : Ouverture et fermeture d’une vanne de tuyauterie ___________________________________ 37
Exercice 7 : Isolement par fermeture rapide ___________________________________________________ 45
Exercice 8 : Actionnement d’un dispositif d’isolement __________________________________________ 51
Exercice 9 : Extension de la commande de pressurage de fromages _______________________________ 59
Exercice 10 : Bridage d’une pièce ___________________________________________________________ 65
Exercice 11 : Chargement de paniers grillagés _________________________________________________ 73
Exercice 12 : Commande d’une porte coulissante ______________________________________________ 79
Exercice 13 : Amenage de panneaux de bois __________________________________________________ 87
Exercice 14 : Compactage de boîtes de boisson _______________________________________________ 93
Exercice 15 : Emballage de brochures _______________________________________________________ 99
Exercice 16 : Montage d’étriers de verrouillage _______________________________________________ 105
Exercice 17 : Étiquetage de seaux de peinture ________________________________________________ 111
Exercice 18 : Nettoyage de pièces __________________________________________________________ 117
Exercice 19 : Pose de de plaque signalétiques ________________________________________________ 123
II © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 1
Exercice 1 : Pressurage de fromages
Objectifs pédagogiques
Lorsque vous aurez fait cet exercice,
vous connaîtrez la structure et le mode de fonctionnement d’un vérin à simple effet.
vous saurez calculer la force du piston d'un vérin à simple effet.
vous connaîtrez la structure et le mode de fonctionnement d’un distributeur 3/2, fermé au repos.
vous saurez distinguer et esquisser les modes de commande de distributeurs.
vous saurez expliquer et réaliser une commande directe.
Problème
Lors de la fabrication du fromage, des vérins pneumatiques sont utilisés pour le pressurage des fromages
dans leur forme. Concevez une commande capable de réaliser cette opération.
Plan de situation
Fabrication de fromage
Exercice 1 : Pressurage de fromages
2 Nom : __________________________________ Date : ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Conditions accessoires
Utilisez un vérin à simple effet.
Réalisez la commande pneumatique du vérin au moyen d’un distributeur à commande manuelle.
Projet
1. Décrivez le mode de fonctionnement d’un vérin à simple effet.
2. Décrivez le mode de fonctionnement d’un distributeur 3/2, fermé au repos.
3. Complétez le schéma de circuit pneumatique du dispositif de pressurage.
4. Réalisez le montage.
5. Vérifiez le montage de commande.
6. Décrivez le mode de fonctionnement de la commande.
7. Établissez une nomenclature des composants
Cycle
1. Les fromages sont déposés manuellement dans le dispositif.
2. L’actionnement d’un bouton-poussoir déclenche l’avance du vérin qui presse le couvercle sur le
dispositif.
3. Le bouton-poussoir est maintenu enfoncé jusqu’à ce que l’opération de pressurage soit achevée.
4. Lorsque le bouton-poussoir est relâché, le vérin recule et libère le dispositif.
5. Le fromage peut être retiré.
Consigne de sécurité
Veuillez limiter la pression au niveau de l’unité de conditionnement à 350 kPa (3,5 bar) max. pour cet
exercice. Lorsqu'un tuyau se détache : Coupez immédiatement l'alimentation en air comprimé.
Exercice 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 Nom : __________________________________ Date : ____________ 3
Structure et mode de fonctionnement d’un vérin à simple effet
1 2 3 4 5
678
Symbole et représentation schématique d’un vérin à simple effet
– Comparez le symbole représenté à la représentation schématique d’un vérin à simple effet. Y a-t-il
concordance ?
_________________________________________________________________________________________
– Décrivez la structure et le mode de fonctionnement d'un vérin à simple effet
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
– Affectez à chaque composant le repère correspondant du dessin ci-dessus.
Composant Désignation
Corps de vérin
Culasse arrière
Culasse avant
Tige de piston
Piston
Ressort de rappel
Orifice d’alimentation
Orifice d’échappement
Tableau des désignations de composant
Exercice 1 : Pressurage de fromages
4 Nom : __________________________________ Date : ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Calcul de la force du piston d'une vérin à simple effet
La force de piston théorique se calcule selon la formule suivante :
Fth = A · p
Fth = force de piston théorique (N)
A = surface de piston utile (m2)
=
2D( )4
p = pression de service (Pa)
D = diamètre du vérin (m)
En pratique, c’est la force effective du piston Feff qui importe. Dans votre calcul, vous devez donc tenir
compte de la résistance due au frottement. Dans des conditions de fonctionnement normales (plage de
pression de 400 à 800 kPa (4 à 8 bar)) la force de frottement (FR) représente environ 10% de la force de
piston théorique.
La force de piston effective se calcule selon la formule suivante :
Feff = A · p – (FR + FF)
Feff = force de piston effective (N)
FR = force de frottement (environ 10% de Fth) (N)
FF = force du ressort de rappel (N)
– Calculez la force de piston effective à l’avance du vérin utilisé pour une pression de service de 600 kPa
(6 bar).
Nota
Vous trouverez les données requises dans la fiche technique du vérin.
Exercice 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 Nom : __________________________________ Date : ____________ 5
Mode de fonctionnement d’un distributeur 3/2, fermé au repos.
– Complétez le symbole d’un distributeur 3/2, à commande manuelle, à rappel par ressort, fermé au
repos.
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31
1
2
3
Symbole et représentation schématique d’un distributeur 3/2, fermé au repos
– Décrivez le mode de fonctionnement du distributeur 3/2.
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Exercice 1 : Pressurage de fromages
6 Nom : __________________________________ Date : ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Compléter le schéma pneumatique
– Complétez le schéma de circuit pneumatique de la commande et inscrivez les désignations des
raccords.
2
31
0Z1
0Z2
1A1
Schéma pneumatique
Exercice 1 : Pressurage de fromages
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507 Nom : __________________________________ Date : ____________ 7
Description du cycle
– Réalisez la commande et décrivez son cycle.
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Exercice 1 : Pressurage de fromages
8 Nom : __________________________________ Date : ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 542507
Établissement de la nomenclature des composants
La documentation complète d’un projet comprend, outre le schéma, la nomenclature des composants.
– Établissez la nomenclature des composants en reportant les composants nécessaires et leur nombre
dans le tableau ci-dessous !
Quantité Dénomination
Nomenclature des composants
