AUTOMATISMES 1A

DOCUMENTATION A LAISSER SUR PLACE

FLUIDSIMVersion 3.5

Manuel d’utilisation

L. PELT

Présentation du logiciel :

Le logiciel FLUIDSIM est un logiciel de conception/simulation de circuits pneumatiques et électropneumatiques. Il est développé dans une approche pédagogique des automatismes pneumatiques.Il permet de :

- Réaliser le câblage pneumatique et électrique des composants simples d’automatismes. (symboles : norme DIN)

- Simuler le fonctionnement réel des automatismes câblés.- Approfondir les connaissances de l’utilisateur par des séquences pédagogiques (photos, vidéos,

schémas animés, explications ciblées…)

Objectifs du manuel d’utilisation ENIB :

- Décrire à partir d’un exemple guide les fonctionnalités principales du logiciel.

Le manuel d’utilisation fournit avec le logiciel est très complet et très détaillé, mais ne permet pas une prise en main rapide de l’essentiel des fonctions disponibles. Celui-ci au contraire est réalisé en utilisant le premier TP de câblage de 1A comme fil directeur et ne présente que les fonctions principales du logiciel. Pour plus de détails la rubrique « aide » du logiciel reste indispensable.

Pré-requis indispensables :

- Notions de base en technologie pneumatique des automatismes.- Notions de base en technologie électrique des automatismes.- Notions de base en logique combinatoire et séquentielle.

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PREAMBULE :

Cahier des charges fonctionnel:Le vérin 1A1 est utilisé dans une presse d’assemblage. Un opérateur doit pouvoir commander la descente du vérin à distance (pour des raisons de sécurité).La force à développer lors de l’assemblage est de 3500N.

Choix des composants de la PO (partie opérative) :- Vérin simple effet car aucune charge n’est à vaincre en remonté de piston- Vérin Ø80mm fonctionnant avec un taux de charge de 0,6.- Distributeur de puissance 3/2 monostable à commande (pneumatique ou électrique)- Pression d’alimentation du circuit de puissance 6 bars (avec filtration)

Choix des composants pneumatique de la PC- Un bouton poussoir pneumatique (distributeur 3/2 monostable à commande manuelle)- Une commande pneumatique du distributeur de puissance- Une alimentation spécifique du circuit de commande (p=3bars)

Choix des composants électriques de la PC- Un bouton poussoir électrique (contact normalement ouvert à commande manuelle)- Une commande électrique du distributeur de puissance- Une alimentation 24V continue.

La suite du manuel explique comment réaliser :- le câblage puis le test de la PO- le câblage puis la simulation de la PC pneumatique - le câblage puis la simulation de la PC électrique

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Nous allons étudier deux cas de figure :- la PC est réalisée par un circuit pneumatique.- la PC est réalisée par un circuit électrique.

I. CABLAGE DU CIRCUIT DE PUISSANCE (PO)

1. Ouverture du fichier de travail

Au lancement du logiciel une fenêtre de travail apparaît. Elle comporte éventuellement d’autres fenêtres (bibliothèques, ancien fichier, zone de tracé...).Pour plus de clarté, fermez ces dernières fenêtres.

A partir de la barre de fonction principale :

Fichier ⇒ NouveauPermet d’ouvrir une fenêtre représentant une feuille de travail sur laquelle le schéma pneumatique va être câblé.L’espace réservée au tracé est limitée par un trait continu rouge (un zoom arrière est éventuellement nécessaire pour visualiser cette limite)

Le répertoire d’enregistrement du fichier est :C:/Program Files/didactic/fl_sm_p.F/ct

Ce répertoire est un répertoire de travail par défaut de Fluidsim. (Les sauvegardes sont évidemment à réaliser régulièrement sur le serveur ENIB)

Fichier ⇒ Taille du dessinPermet de modifier les dimensions de la zone de tracé (nous choisirons un format A4 paysage)

Affichage ⇒ Afficher la grille

Permet d’afficher la grille permettant le positionnement précis des composants sur la zone de travail.

Options ⇒ grille

Permet de choisir le motif de la grille. Nous choisirons une grille fine avec une représentation par point.

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2. Placement des composants

Bibliothèque ⇒ aperçu généralPermet d’ouvrir une fenêtre contenant une bibliothèque de composants représentés par leur symbole normalisé.

Fenêtres ⇒ les unes à coté des autresPermet d’occuper tout l’espace disponible en optimisant la taille des fenêtres.

Pour placer un composant de la bibliothèque dans la zone de travail, il suffit de le sélectionner puis de le déplacer (en maintenant la sélection) jusqu’à l’endroit voulu.

Disposer les composants dans la fenêtre en respectant leur position relative :Les actionneurs sont généralement placés en haut, puis les distributeurs de puissance, le câblage relatif à la commande des distributeurs de puissance et enfin les composants de distribution d’énergie en bas de page.

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L’orientation des composants peut être modifié :sélectionner le composant dans la fenêtre de travailédition ⇒ tourner ou « clicdroit » ⇒ tourner

Source de pression pneumatique

Groupe de conditionnement d’air (lubrification, régulation de pression, mesure de pression par manomètre)

Distributeur pneumatique 3/2

Vérin simple effet

3. Configuration d’un distributeur

Par un double clic gauche sur le distributeur, la boite de dialogue ci-dessous s’ouvre et permet la configuration des états du distributeur, et du type de commande associé (manuelle, mécanique pneumatique, électrique ou par ressort).

A ce stade, seul les états correspondant à la partie puissance sont configurés.

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3. Aide pédagogique

Pour aider au choix des composants, une aide didactique permet (après sélection du composant) de :- visualiser le composant sur une photo.- visualiser son symbole accompagné du descriptif de son fonctionnement.- Comprendre son principe de fonctionnement par un schéma en couleur ou une animation.

Dans la barre de menu principale : didactique ⇒ description composant / photo composant / fonction de composantou clic droit souris : ⇒ description composant / photo composant / fonction de composant

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4. Raccordement pneumatique

Raccordement entre deux composants

- Chaque composant possède un ou plusieurs points de raccordement

- A l’approche du point de raccordement par la souris, le curseur (flèche) devient :

- Par un « clicgauche »maintenu de la souris il est possible de se raccorder par glissement sur un autre point de raccordement appartenant à un autre composant.

Remarque : à l’approche de la souris :- un point non raccordé est vert- un point raccordé est rouge

Pendant le sélectionner/glisser lors du raccordement, différents types de curseurs peuvent apparaître :

Raccordement des distributeurs

Tous les orifices d’un distributeur doivent obligatoirement être raccordés (par ligne de raccordement, par obturation, par mise à l’atmosphère, ou par silencieux d’échappement)

L’omission du raccordement d’un seul orifice crée un défaut lors du test de câblage.

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Le deuxième point de raccordement est à l’intérieur du pointeur (raccordement en cours)

Raccordement interdit

Le deuxième point de raccordement est à l’extérieur du pointeur (raccordement en cours)

Sélection du premier point de raccordement

Sélection de la conduite après raccordement (la ligne sélectionnée apparaît en vert)

Points de raccordement

Raccordement par silencieux

Raccordements atmosphériques

obturation

Un double clic gauche sur le raccord d’échappement permet d’ouvrir la

boite de dialogue « raccord pneumatique »

Circuit de puissance après raccordement des composants :

5. Désignation des composants

Insertion d’une zone de texte :A partir de la bibliothèque sélectionner/glisser le symbole de la zone « texte » dans la fenêtre de travail.

Pour ouvrir la boite de dialogue de la zone de texte : - sélectionner la zone de texte- édition ⇒ propriété ou « clicdroit » ⇒ propriété

(un double clic gauche permet d’obtenir le même résultat)

Un appui simultané sur [CTRL + ENTER] permet le passage à la ligne suivante dans la zone texte.Les zones de textes sont fixées par défaut dans la fenêtre de travail, pour les déplacer il est nécessaire

d’annuler la fixation par : option ⇒ protéger les composants textuels (à décocher)

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Conduites de puissance

Code de désignation des composants :Chaque composant doit être désigné par un code de chiffres et de lettres placé à l’aide d’une zone texte :

Par exemple :

Désignation du distributeur 3/2

6. Fonctions d’affichagePlusieurs fonctions de zoom sont disponibles dans la barre d’outils, et permettent de faciliter la sélection des points de raccordement des composants…

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1 S 1

N° du composant

Type de composant

N° de l’actionneur

S : capteur, bouton poussoirV : vanne pneumatiqueEV électrovanneA : actionneur

Zoom par une fenêtre de sélection

Zoom au mieux de la zone de travail utilisée

II. SIMULATION DU CIRCUIT DE PUISSANCE

1. Vérification des raccordementsPour vérifier le raccordement des composants : exécuter ⇒ tester le dessin (F6)

Dès l’apparition de ce message, la simulation peut être débutée.En cas d’erreur de dessin, vérifier le raccordement de toutes les entrées/sorties des distributeurs (échappement,…) et vérifier la continuité des lignes de raccordement ( surtout après déplacement d’un composant initialement raccordé).

2. Démarrage de la simulationPour démarrer la simulation : exécuter ⇒ démarrer (F9)La grille de la fenêtre de travail disparaît alors et laisse le fond blanc lors des phases de simulation.

3 types de simulations sont possibles :- simulation « continue » : exécuter ⇒ démarrer- simulation « pas à pas » exécuter ⇒ pas unique- simulation « jusqu’à changement d’état » exécuter ⇒ jusqu’à changement d’état

Une barre d’outils permet de contrôler les différentes étapes de la simulation :

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Conduite sous pression

Conduite à pression atmosphérique

Pas à pas

Jusqu’à changement d’état

Continue

Barre d’outil simulation

3. Changement d’état des composantsL’état (activé ou désactivé) des composants de distribution et de commande (boutons poussoirs, distributeurs,…) peut être modifié ce qui provoque une réponse du circuit pneumatique.L’évolution du circuit peut être visualisée en mode continu ou en mode pas à pas.

Mode opératoire : - Placer le pointeur sur une zone vierge : le pointeur de la souris se transforme en (main à plat), aucun composant n’est sélectionnable.- Placer le pointeur sur le distributeur de puissance : le pointeur de la souris se transforme en (doigt tendu), un « clicgauche » provoque alors le changement d’état du composant.

Il est possible de « verrouiller »l’état d’un composant en maintenant la touche [MAJ] enfoncé lors de sa sélection. Le « déverrouillage » se fait par un deuxième clic sur le composant.Cette remarque est utile lorsque le composant est monostable et que son activation entraîne une « cascade » de modification dans le circuit (cycles,…)

4. Sortie du mode simulationLa sortie du mode simulation est obligatoire pour permettre l’édition de la feuille de travail.Exécuter ⇒ Stop (ou la touche carrée stop dans la barre d’outil simulation)

La simulation du circuit de puissance permet de vérifier le mouvement des actionneurs suite au changement d’état des distributeurs de puissance (la sortie du vérin dans notre cas).Après validation du circuit de puissance, le circuit de commande (pneumatique ou électrique) des distributeurs peut être créé.

Le mode simulation ne fonctionne que si le fichier :- comporte moins de 12 caractères-est enregistré dans le répertoire d’enregistrement par défaut C:/Program Files/didactic/fl_sm_p.F/ct

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III. CABLAGE DU CIRCUIT DE COMMANDE PNEUMATIQUE

1. Placement des composantsA partir de la bibliothèque sélectionner/glisser un distributeur 3/2 et une source pneumatique dans la fenêtre de travail.Les composants de commande sont généralement placés en dessous et à coté des distributeurs de puissances.

2. Configuration des distributeursLe choix de la technologie de commande des distributeurs de puissance dépend de la technologie du circuit de commande (électrique ou pneumatique).De même pour les distributeurs de commande (des distributeurs de puissance) : le type de commande peu être multiple : - manuelle pour les boutons poussoirs,- mécanique pour capteurs pneumatiques…

3. Raccordement des composants

Les conduites de commande pneumatique (des distributeurs de puissance) doivent apparaître en pointillé :

- Sélectionner la future conduite de commande, puis…

- édition ⇒ propriété ou « clicdroit » ⇒ propriété

Un « double clic » directement sur la conduite à modifier ouvre également la fenêtre ci-dessus.

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4. Insertion d’une nomenclature :

A partir de la bibliothèque sélectionner/glisser le symbole « nomenclature » dans la fenêtre de travail.

La colonne « indicateur » de la nomenclature est automatiquement mise à jour en fonction des zones de texte proches des composants.La colonne « désignation » est automatiquement mise à jour en fonction des composants présents dans la fenêtre de travail.

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5. Désignation des composantsLa désignation des composants est faite conformément au I.5.

IV. SIMULATION PC PNEUMATIQUE

Le test des raccordements précédemment effectués, puis la simulation du fonctionnement du circuit peuvent être réalisés.

Exécuter ⇒ tester le dessin (F6)Exécuter ⇒ démarrer (F9)

En activant le bouton poussoir pneumatique 1S1, le distributeur 1V1 doit changer d’état et commander le mouvement de sortie du vérin 1A.

(rappel) : Il est possible de « verrouiller » l’état du bouton poussoir 1S1 en maintenant la touche [MAJ] enfoncé lors de sa sélection. Le « déverrouillage » se fait par un deuxième clic.

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Circuit complet avec circuit de commande pneumatique.

V. CABLAGE DU CIRCUIT DE COMMANDE ELECTRIQUE

Un même circuit de puissance peut être commandé par :- un circuit de commande pneumatique (fait dans partie précédente),- un circuit de commande électrique (fait dans cette partie).

La première opération à réaliser consiste à enregistrer l’ancien fichier sous un autre nom, puis de supprimer les conduites pneumatiques de commande.

1. Changement de la commande du distributeur de puissance

La commande pneumatique du distributeur de puissance doit être remplacée par une commande électrique.

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2. Placement des composants

A partir de la bibliothèque des composants sélectionner/glisser :

- les bornes d’alimentation 0V/24V- le bouton poussoir - une bobine de commande pour

distributeur (symbole d’une vanne associée à la bobine)

Réaliser le raccordement électrique entre les composants. Tester ce raccordement.

Remarque : Le distributeur 1EV1 est donc représenté sur deux circuits distincts :

- sur le circuit pneumatique par le symbole du distributeur pneumatique

- sur le circuit électrique par le symbole de la bobine électrique de commande du distributeur.

Pour que le logiciel considère ces deux symboles comme appartenant au même composant, un marquage est nécessaire.

3. Marquage des composants

Rôle du marquage : Le marquage des composants permet de lier l’état logique de 2 symboles appartenant au même composant lorsque celui-ci apparaît dans des circuits de nature différente ou à des emplacements différents d’un circuit de même nature.

Exemple 1 :

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Câblage réel des composants

Représentation du câblage par deux circuits différents avec marquage

Exemple 2 : Le relais électrique KA1 commute un circuit de puissance alimentant le voyant V1. La bobine de commande du relais KA1 est commandé par le bouton poussoir S1.

Erreurs à éviter :

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Séparation contacts/bobines… Représentation normaliséeCâblage réel du relais

Liaison mécanique

Technique de marquage :

- Sélectionner le symbole du composant à marquer, puis…- édition ⇒ propriété ou « clicdroit » ⇒ propriété

Un « double clic » directement sur le symbole à marquer ouvre également la fenêtre ci-dessous.

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Point à sélectionner pour le marquage de la bobine de commande associée au symbole du du distributeur

Marquage du bouton poussoir Marquage de la bobine de commande du distributeur

VI. SIMULATION PC ELECTRIQUE1. Simulation « continue »

Exécuter ⇒ tester le dessin (F6)Exécuter ⇒ démarrer (F9)

2. Simulation « pas à pas »

Pour visualiser les différentes étapes de la simulation (alimentation de la bobine, changement d’état du distributeur, sortie du vérin…), le mode de simulation « pas à pas » est indispensable.

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Courant électrique en rouge

Pas 8

Etat initial

Pas 1 Pas 2

Actionnement de S1

Pas 3

Alimentation de la bobine 1EV1

Pas 4

Changement d’état du distributeur

Pas 5

Sortie du vérin 1A

Pas 6

Ouverture du bouton poussoir S1

En activant le bouton poussoir électrique S1, le distributeur 1EV1 doit changer d’état et commander le mouvement de sortie du vérin 1A.

(rappel) : Il est possible de « verrouiller » l’état du bouton poussoir S1 en maintenant la touche [MAJ] enfoncé lors de sa sélection. Le « déverrouillage » se fait par un deuxième clic.

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Pas 7

Retour en position initiale du distributeur

Pas 9

Retour du piston par l’action du ressort

VII. ORGANIGRAMME DE SYNTHESE

L’exemple utilisé comme fil directeur de ce manuel est conforme à l’organigramme suivant :Cette méthode est valable quelque soit le problème traitée à l’aide du logiciel FLUIDSIM.

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Cahier des charges du système automatisé

Choix de la technologie pour la

partie opérative

Câblage du circuit de puissance

Test du câblage PO

Choix de la technologie pour la partie commande

Câblage du circuit de commande

Test du câblage PC

- Impression du schéma complet de câblage.- Mise en œuvre sur banc de test

VIII. IMPRESSION

Le plan de câblage, imprimé sur format papier, permet de faciliter le câblage du circuit sur le banc didactique.

Dans la barre d’outils principale : Fichier ⇒ imprimerUne boite de dialogue s’ouvre pour configurer les paramètres d’impression :

- Dans la rubrique « propriété », sélectionner le mode d’impression « brouillon ».- Adapter ensuite le plan de câblage « à la grandeur du papier ».- Sélectionner l’orientation du plan sur la feuille dans la rubrique « alignement ».

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HP LASER JET 8150

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