Capteurs pour détection d`objets

Transcription

Capteurs pour détection d‘objets
Festo dans le monde entier
Allemagne
Festo Didactic GmbH & Co. KG
Postfach 10 07 10
73707 Esslingen
Rechbergstraße 3
73734 Esslingen
Tel. ++49 (0)711/3467-0
Fax ++49 (0)711/347-54 88500
E-mail: [email protected]
Danemark
Festo A/S
Islevdalvej 180
2610 Rødovre
Tel. ++45 70 21 10 90, Fax ++45 44 88 81 10
Argentine
Festo S.A.
Edison 2392
(B1640 HRV) Martinez
Prov. Buenos Aires
Tel. ++54 (0)11/47 17 82 00, Fax 47 17 82 82
Australie
Festo Pty. Ltd.
Head Office (Melbourne)
179-187 Browns Road, P.O. Box 261
Noble Park Vic. 3174
Call Toll Free 1300 88 96 96
Fax Toll Free 1300 88 95 95
Tel. ++ 61(0)3/97 95 95 55, Fax 97 95 97 87
Autriche
Festo Gesellschaft m.b.H.
Linzer Straße 227
1140 Wien
Tel. ++43 (0)1/9 10 75-0, Fax 9 10 75-250
Bélarus
IP Festo
Minsk, 220035
Mascherov Prospekt, 78, Belarus
Tel. ++375 (0)17/204 85 58, Fax 204 85 59
Belgique
Festo Belgium sa/nv
Rue Colonel Bourg 101
1030 Bruxelles/Brussel
Tel. ++32 (0)2/702 32 11, Fax 702 32 09
Brésil
Festo Automação Ltda.
Rua Guiseppe Crespi, 76
KM 12,5 - Via Anchieta
04183-080 São Paulo SP-Brazíl
Tel. ++55 (0)11/50 13 16 00, Fax 50 13 18 68
Bulgarie
Festo EOOD
1592 Sofia
9, Christophor Kolumb Blvd.
Tel. ++359 (0)2/960 07 12, Fax 960 07 13
Canada
Festo Inc.
5300 Explorer Drive
Mississauga, Ontario L4W 5G4
Tel. ++1 (0)905/624 90 00, Fax 624 90 01
Chili
Festo S.A.
Mapocho 1901
6500151 Santiago de Chile
Tel. ++56 (0)2/690 28 00, Fax 695 75 90
Chine
Festo (China) Ltd.
1156 Yunqiao Road
Jinqiao Export Processing Zone, Pudong,
201206 Shanghai, PRC
Tel. ++86 (0)21/58 54 90 01, Fax 58 54 03 00
Colombie
Festo Ltda.
Avenida El Dorado No. 98-43, Bogotá
Tel. ++57 (0)1/404 80 88, Fax 404 81 01
Corée du Sud
Festo Korea Co., Ltd.
470-1 Gasan-dong, Geumcheon-gu
Seoul #153-803
Tel. ++82 (0)2/850 71 14, Fax 864 70 40
Espagne
Festo Pneumatic, S.A.
Tel. 901243660 Fax 902243660
Avenida Granvia, 159
Distrito económico Granvia L'H
ES-08908 Hospitalet de Llobregat, Barcelona
Tel. ++ 3493/261 64 00, Fax 261 64 20
Estonie
Festo OY AB Eesti Filiaal
Laki 11B
12915 Tallinn
Tel. ++372 666 15 60, Fax ++372 666 15 61
États-Unis
Festo Corporation (New York)
Call Toll-free 800/993 3786
Fax Toll-free 800/963 3786
395 Moreland Road, P.O.Box 18023
Hauppauge, N.Y. 11788
Tel. ++ 1(0)314/770 01 12, Fax 770 16 84
Finlande
Festo OY
Mäkituvantie 9, P.O. Box 86
01511 Vantaa
Tel. ++358 (09)/87 06 51, Fax 87 06 52 00
France
Festo Eurl
Numéro Indigo Tel. 0820/204640, Fax 204641
ZA des Maisons Rouges
8 rue du Clos Sainte Catherine
94367 Bry-sur-Marne cedex
Tel. ++33 (0)1/48 82 64 00, Fax 48 82 64 01
Grèce
Festo Ltd.
40 Hamosternas Ave.
11853 Athens
Tel. ++30 210/341 29 00, Fax 341 29 05
Hong-Kong
Festo Ltd.
Unit C&D, 7/F, Leroy Plaza
15 Cheung Shun Street
Cheung Sha Wan, Kowloon
Hong Kong
Tel. ++ 852/27 43 83 79, Fax 27 86 21 73
Irlande
Festo Limited
Unit 5 Sandyford Park
Sandyford Industrial Estate
Dublin 18
Tel. ++ 353(0)1/295 49 55, Fax 295 56 80
Israel
Festo Pneumatic Israel Ltd.
P.O. Box 1076, Ha'atzma'ut Road 48
Yehud 56100
Tel. ++972 (0)3/632 22 66, Fax 632 22 77
Italie
Festo S.p.A
Via Enrico Fermi 36/38
20090 Assago (MI)
Tel. ++39 02/45 78 81, Fax 488 06 20
Japon
Festo K.K.
1-26-10 Hayabuchi, Tsuzuki-ku
Yokohama 224-0025
Tel. ++81 (0)45/593 56 10, Fax 593 56 78
Lettonie
Festo SIA
Deglava 60
1035 Riga
Tel. ++371 67/57 78 64, Fax 57 79 46
Lituanie
Festo UAB
Karaliaus Mindago pr. 22
3000 Kaunas
Tel. ++370 (8)7/32 13 14, Fax 32 13 15
Malaisie
Festo Sdn.Berhad
10 Persiaran Industri
Bandar Sri Damansara, Wilayah Persekutuan
52200 Kuala Lumpur
Tel. ++60 (0)3/62 86 80 00, Fax 62 75 64 11
Mexique
Festo Pneumatic, S.A.
Av. Ceylán 3, Col. Tequesquinahuac
54020 Tlalnepantla, Edo. de México
Tel. ++52 (01)55/53 21 66 00, Fax 53 21 66 55
Nigeria
Festo Automation Ltd.
Motorways Centre, First Floor, Block C
Alausa, Ikeja,
Lagos, NIGERIA
Tel. ++234 (0)1/794 78 20, Fax 555 78 94
Norvège
Festo AS
Ole Deviks vei 2
0666 Oslo, Norway
Tel. ++47 22 72 89 50, Fax ++47 22 72 89 51
Hongrie
Festo Kft.
Csillaghegyi út 32-34.
1037 Budapest
Tel. ++36 1/436 51 11, Fax 436 51 01
Nouvelle-Zélande
Festo Limited
MT. Wellington
Auckland NZ
Tel. ++64 (0)9/574 10 94, Fax 574 10 99
Inde
Festo Controls Private Ltd.
237B,
Bommasandra Industrial Area,
Bangalore Hosur Highway,
Bangalore 560 099
Tel. ++91 (0)80/22 89 41 00, Fax 783 20 58
Pays-Bas
Festo B.V.
Schieweg 62
2627 AN Delft
Tel. ++31 (0)15/251 88 99, Fax 261 10 20
Indonésie
PT. Festo
JL. Sultan Iskandar Muda No.68
Arteri Pondok Indah
Jakarta 12240
Tel. ++62 (0)21/27 50 79 00, Fax 27 50 79 98
Iran
Festo Pneumatic S.K.
# 2, 6th street, 16th avenue,
Tehran 1581975411
Km 8, Special Karaj Road, P.O.Box 15815-1485
Tehran 1389793761
Tel. ++98 (0)21 44 52 24 09,
Fax ++98 (0)21 44 52 24 08
Pérou
Festo S.R.L.
Calle Amador Merino Reyna #480, San Isidro
Lima, Perú
Tel. ++51 (0)1/222 15 84, Fax 222 15 95
République Tchéque
Festo, s.r.o.
Modøanská 543/76
147 00 Praha 4
Tel. ++420 261 09 96 11, Fax 241 77 33 84
Livre d‘exercices
TP 1110
Roumanie
Festo S.R.L.
St. Constantin 17
010217 Bucuresti
Tel. ++40 (0)21/310 29 83, Fax 310 24 09
Royaume-Uni
Festo Limited
Applied Automation Centre, Caswell Road
Brackmills Trading Estate
Northampton NN4 7PY
Tel. ++44 (0)1604/66 70 00, Fax 66 70 01
Russie
Festo-RF OOO
Michurinskiy prosp., 49
119607 Moskow
Tel. ++7 495/737 34 00, Fax 737 34 01
Avec CD-ROM
Singapour
Festo Pte. Ltd.
6 Kian Teck Way
Singapore 628754
Tel. ++65/62 64 01 52, Fax 62 61 10 26
50
mm
40
30
Slovaquie
Festo spol. s r.o.
Gavlovicová ul. 1
83103 Bratislava 3
Tel. ++421 (0)2/49 10 49 10, Fax 49 10 49 11
20
10
Slovénie
Festo d.o.o. Ljubljana
IC Trzin, Blatnica 8
1236 Trzin
Tel. ++386 (0)1/530 21 00, Fax 530 21 25
S
10
Suède
Festo AB
Stillmansgatan 1, P.O. Box 21038
20021 Malmö
Tel. ++46 (0)40/38 38 40, Fax 38 38 10
Thailande
Festo Ltd.
67/1 Moo 6 Phaholyothin Road
Klong 1, Klong Luang,
Pathumthani 12120
Tel. ++66 29 01 88 00, Fax ++66 29 01 88 33
Turquie
Festo San. ve Tic. A.S.
Tuzla Mermerciler Organize
Sanayi Bölgesi, 6/18 TR
34956 Tuzla - Istanbul/TR
Tel. ++90 (0)216/585 00 85, Fax 585 00 50
Philippines
Festo Inc.
KM 18, West Service Road
South Superhighway
1700 Paranaque City, Metro Manila
Tel. ++63 (0)2/776 68 88, Fax 823 42 19
Ukraine
Festo Ukraina
Borisoglebskaja 11
Kiev 04070
Tel. ++380 (0)44/239 24 33, Fax 463 70 96
Pologne
Festo Sp. z o.o.
Janki k/Warszawy, ul. Mszczonowska 7
05090 Raszyn
Tel. ++48 (0)22/711 41 00, Fax 711 41 02
Venezuela
Festo C.A.
Av. 23, Esquina calle 71, No. 22-62
Maracaibo, Edo. Zulia
Tel. ++58 (0)261/759 09 44, Fax 759 04 55
30 mm 40
-30
-40
Suisse
Festo AG
Moosmattstrasse 24
8953 Dietikon ZH
Tel. ++41 (0)44/744 55 44, Fax 744 55 00
Taiwan
Festo Co., Ltd.
Head Office
24450, No. 9, Kung 8th Road
Linkou 2nd Industrial Zone
Linkou Hsiang, Taipei Hsien
Taiwan, R.O.C.
Tel. ++886 (0)2 26 01 92 81,
Fax ++886 (0)2 26 01 92 86-7
20
-20
-50
Livre d‘exercices TP 1110
Croatie
Festo d.o.o.
Nova Cesta 181
10000 Zagreb
Tel. ++385 (0)1/619 19 69, Fax 619 18 18
Capteurs pour détection d‘objets
Afrique du Sud
Festo (Pty) Ltd.
22-26 Electron Avenue, P.O. Box 255
Isando 1600
Tel. ++27 (0)11/971 55 00, Fax 974 21 57
24 V
24 V
1
B
0V
4 Q1
3
P
0V
Festo Didactic
566922 FR
Référence :
Situation :
Auteurs :
Graphiques :
Lay-out :
566922
09/2009
Frank Ebel, Markus Pany
Doris Schwarzenberger
12/2009, Frank Ebel
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Allemand, 2009
Internet: www.festo-didactic.com
Toute communication ou reproduction de ce document, toute exploitation ou communication de son
contenu sont interdites, sauf autorisation expresse. Tout manquement à cette règle est illicite et expose son
auteur au versement de dommages et intérêts. Tous droits réservés, particulièrement le droit de déposer
des modèles d’utilité ou des modèles de présentation.
Table des matières
Utilisation conforme ______________________________________________________________________ IV
Avant-propos ____________________________________________________________________________ V
Introduction ____________________________________________________________________________ VII
Instructions et consignes de sécurité _______________________________________________________ VIII
Ensemble de formation Capteurs pour détection d'objets (TP 1110) _______________________________ IX
Objectifs pédagogiques _____________________________________________________________________X
Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques ________________________________ XI
Jeu d’équipement ________________________________________________________________________ XIII
Correspondance entre composants et travaux pratiques ________________________________________ XV
Aides à l’intention du formateur ____________________________________________________________ XVI
Structure des travaux pratiques ___________________________________________________________ XVII
Désignation des composants _____________________________________________________________ XVIII
Contenu du CD-ROM ____________________________________________________________________ XVIII
Travaux pratiques et corrigés
Exercice 1 : Mesure de la vitesse de rotation d'un pignon__________________________________________1
Exercice 2 : Détection de la position d'une vanne ________________________________________________9
Exercice 3 : Contrôle de boîtes de conserve ___________________________________________________ 19
Exercice 4 : Tri de rondelles ________________________________________________________________ 25
Exercice 5 : Mesure de l'épaisseur de disques en acier __________________________________________ 30
Exercice 6 : Tri de joints ___________________________________________________________________ 38
Exercice 7 : Régulation de la boucle sur un tendeur de bande ____________________________________ 45
Exercice 8 : Surveillance d'un portail électrique _______________________________________________ 55
Exercice 9 : Amenée de capsules____________________________________________________________ 63
Exercice 10 : Tri de pièces _________________________________________________________________ 72
Exercice 11 : Détection de barreaux d'une échelle______________________________________________ 80
Exercice 12 : Surveillance de niveaux ________________________________________________________ 88
Exercice 13 : Détection de bacs de transport de différentes couleurs ______________________________ 97
Exercice 14 : Contrôle de filetages _________________________________________________________ 102
Exercice 15 : Surveillance du chargement d'une presse ________________________________________ 106
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566922
III
Utilisation conforme à l'usage prévu
L'ensemble de formation Capteurs pour détection d'objets ne doit être utilisé que :
• dans le cadre de la formation pour l’usage auquel il est destiné
• en parfait état sur le plan de la sécurité.
Les composants de l'ensemble sont construits conformément à l’état de l’art et aux règles techniques
reconnues en matière de sécurité. Leur utilisation peut néanmoins mettre en danger la vie et la santé de
l’utilisateur ou de tiers ainsi qu'affecter l'intégrité des composants eux-mêmes.
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 manuel de
travaux pratiques.
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.
IV
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 qu'est structuré le système de
formation :
• ensembles de formation axés sur les technologies
• mécatronique et automatisation d'usine
• automatisation de process et technique de régulation
• Robotino® – apprentissage et travaux de recherche avec des robots mobiles
• usines-écoles hybrides
Les ensembles de formation axés sur les technologies traitent de la pneumatique, de l’électropneumatique,
de l'hydraulique, de l’électrohydraulique, de l’hydraulique proportionnelle, des automates programmables
industriels, des capteurs, de l'électrotechnique et des actionneurs électriques.
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 automate programmable
des actionneurs pneumatiques, hydrauliques et/ou électriques.
V
Tous les ensembles de formation ont une structure identique :
• Matériel
• Supports
• Logiciel
• Séminaires
Le matériel est constitué de composants industriels et systèmes 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 recueils de travaux pratiques (avec travaux pratiques et informations complémentaires)
• des jeux de transparents et vidéos (permettant de rendre l’enseignement plus vivant)
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.
Dans le domaine du logiciel, la fourniture comprend des didacticiels et des logiciels de simulation,
visualisation, configuration, conception et programmation.
Un large éventail de séminaires consacrés aux contenus des ensembles de formation complète l’offre de
formation initiale et continue.
Vous avez des suggestions ou des critiques à propos de ce manuel ?
Envoyez en courrier électronique à : [email protected]
Les auteurs et Festo Didactic se feront un plaisir de tenir compte de vos remarques.
VI
Introduction
Le présent livre d‘exercises fait partie du système de formation « Automatisation et Technique » de
Festo Didactic GmbH & Co. KG. Ce système constitue une solide base de formation initiale et continue axée
sur la pratique. L'ensemble de formation TP 1110 aborde le thème des capteurs de détection d'objets.
Il développe plus particulièrement les aspects présentation, fonctionnement, raccordement, domaines
d'utilisation et choix des capteurs en fonction des besoins d'une application.
La réalisation des montages suppose de disposer d'un poste de travail bien stable doté d'une plaque
profilée Festo Didactic et d'un bloc d'alimentation secteur protégé contre les courts-circuits, à tension de
sortie de 24 V DC.
Le jeu d’équipement TP 1110 permet de réaliser les montages complets des 15 travaux pratiques.
Des fiches techniques des différents composants (capteurs, appareils de mesure, etc.) sont en outre
disponibles.
Matériel pédagogique
Un recueil de travaux pratiques pour les étudiants est fourni comme matériel pédagogique reprenant les
thèmes du manuel.
•
Capteurs de détection d'objets, Référence : 566926.
Le recueil de travaux pratiques peut être commandé indépendamment du livre d'exercices. La mise à
disposition des fiches de travaux pratiques pour les étudiants ne pose ainsi aucun problème.
VII
Instructions et consignes de sécurité
Généralités
• Les étudiants ne doivent travailler sur les montages 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 !
• Les défauts susceptibles d’affecter la sécurité ne doivent pas être générés en cours et doivent être
immédiatement éliminés.
Mécanique
• Montez solidement tous les composants sur la plaque profilée.
• Notez les indications concernant l'implantation des composants.
Électricité
• N’utilisez que des très basses tensions de 24 V DC maximum.
• 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 connexions électriques.
• Lors du débranchement de câbles de connexion, tirez uniquement sur le connecteur de sécurité, pas sur
le câble.
Fixation
Les plaques-supports des appareils sont dotées de la variante de fixation A, B ou C :
• Variante A, système à encliquetage
Appareils légers ne supportant pas de charge (tels que distributeurs et capteurs). Enclipsez simplement
les appareils dans la rainure de la plaque profilée. Désolidarisation des appareils par actionnement du
levier bleu.
• Variante B, système à rotation
Appareils pouvant supporter des charges moyennes (tels que vérins pneumatiques). Ces appareils se
fixent sur la plaque profilée par vis à tête rectangulaire. La fixation ou désolidarisation s’opère à l'aide
de l'écrou-poignée bleu.
• Variante C, système à vissage
Pour appareils supportant de lourdes charges ou rarement désolidarisés de la plaque profilée (tels que
distributeur de mise en circuit avec filtre-manodétendeur). Les appareils se fixent par vis à tête
cylindrique et écrous rectangulaires.
Accessoires recommandés
L'analyse des montages réalisés nécessite une règle et un multimètre numérique.
• La règle servira à mesurer des cotes et distances de détection ou portées.
• Le multimètre numérique, lui, servira à mesurer des tensions de service, tensions de sortie et courants
de sortie.
VIII
Ensemble de formation Capteurs pour détection d'objets (TP 1110)
L'ensemble de formation TP 1110 se compose d’une multitude de moyens de formation. Il porte sur les
capteurs de détection d'objets. Certains composants de l'ensemble de formation TP 1110 peuvent
également faire partie d’autres ensembles.
Composants importants du TP 1110
• Poste de travail bien stable avec plaque profilée Festo Didactic
• Jeux d’équipement ou composants séparés (tels que capteurs, dispositifs de signalisation, assortiment
d'objets, chariot)
• Équipements complets de laboratoire
Supports
Les supports associés à l'ensemble de formation TP 1110 comprennent un manuel de travaux pratiques et
un recueil de travaux pratiques. Le manuel de travaux pratiques contient pour chacun des 15 travaux
pratiques le corrigé de chacune des fiches de travail, les fiches de travaux pratiques du recueil et un
CD-ROM. Le recueil de travaux pratiques se compose d'un jeu de fiches de travaux pratiques et, pour
chacun d'entre eux, de fiches de travail prêtes à l'emploi.
Des fiches techniques des composants matériels sont fournies sur le CD-ROM avec l'ensemble de formation.
Supports
Manuel de cours
Capteurs de proximité
Livre d'exercices
Capteurs de détection d'objets
Recueil de travaux pratiques
Capteurs de détection d'objets
Collection de transparents
Capteurs
Didacticiel
WBT Capteurs 2 – Capteurs de détection d'objets
Aperçu des supports associés à l'ensemble de formation TP 1110
Le logiciel associé à l'ensemble de formation TP 1110 comprend le didacticiel (WBT) Capteurs 2 – Capteurs
de détection d'objets. Ce didacticiel présente en détail les capteurs de détection d'objets utilisés dans des
installations automatisées. L'étudiant y assimile les bases de la technique des capteurs et peut y
sélectionner des capteurs adéquats à partir d'un exemple complexe issu de la pratique industrielle.
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, DVD et didacticiels ainsi que les autres ressources sont proposés en plusieurs
langues.
IX
Objectifs pédagogiques
Capteurs de proximité magnétiques
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un capteur de proximité magnétorésistif.
Connaître le comportement à la commutation d'un capteur de proximité magnétorésistif.
Connaître l'influence de la position et de l'orientation d'un aimant sur le comportement à la commutation.
Connaître les bases des techniques de raccordement et de montage.
Capteurs de proximité inductifs
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un capteur de proximité inductif.
Connaître la terminologie décrivant le comportement à la commutation d'un capteur de
proximité inductif.
Connaître l'influence des différentes formes et des différents matériaux des pièces sur
le comportement à la commutation des capteurs inductifs
Connaître la variation de la distance de détection de capteurs de proximité inductifs en fonction du matériau
à détecter dans le cas de différents métaux.
Connaître la réalisation de fonctions logiques avec des capteurs de proximité.
Savoir sélectionner le capteur adéquat en fonction de conditions d'environnement.
Capteurs de proximité optiques
Connaître la terminologie décrivant le comportement à la commutation d'un capteur de proximité optique.
Connaître le comportement à la réponse d'une barrière à transmission.
Savoir déterminer quels sont les matériaux qu'elle permet de détecter.
Connaître les possibilités d'utilisation et le comportement à la réponse d'une barrière à réflexion
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un détecteur optique à réflexion.
Connaître les domaines d'utilisation et la distance de détection d'un détecteur à réflexion
équipé d'un câble fibres optiques
Connaître les possibilités d'utilisation de capteurs de proximité optiques à fibre optique.
Savoir sélectionner le capteur adéquat en fonction de conditions d'environnement.
Capteurs de proximité capacitifs
Connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un capteur de proximité capacitif.
Connaître l'influence de la nature du matériau sur la distance de détection d'un capteur de
proximité capacitif.
Connaître la réalisation de fonctions logiques avec des capteurs de proximité.
X
Correspondance entre objectifs pédagogiques et travaux pratiques
Exercice
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Objectif
Connaître la structure et le mode de
fonctionnement d'un capteur de proximité
magnétorésistif.
•
Connaître le comportement à la
commutation d'un capteur de proximité
magnétorésistif.
•
Connaître les bases des techniques de
raccordement et de montage de capteurs de
proximité.
•
•
inductif.
•
Connaître la terminologie décrivant le
comportement à la commutation d'un
capteur de proximité inductif.
•
Connaître la variation de la distance de
détection de capteurs de proximité inductifs
en fonction du matériau à détecter dans le
cas de différents métaux.
•
Connaître l'influence de la taille de l'objet à
détecter sur la distance de détection d'un
capteur de proximité inductif.
•
Connaître le comportement à la réponse
d'un capteur inductif à sortie analogique.
•
Savoir déterminer la caractéristique du
capteur inductif à sortie analogique.
•
Savoir déterminer la sensibilité du capteur
inductif à sortie analogique.
•
Savoir apprécier la reproductibilité, la
linéarité et l'erreur d'hystérésis des
mesures.
•
Connaître la variation du courant de sortie
en fonction du matériau et de la distance de
l'objet à détecter.
•
Connaître la variation du courant de sortie
en fonction de la section et de la distance de
l'objet à détecter.
•
XI
Exercice
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Objectif
•
fonctionnement d'une barrière à
transmission.
Connaître le comportement à la réponse
d'une barrière à transmission.
•
Connaître les matériaux susceptibles d'être
•
détectés par une barrière à transmission.
fonctionnement d'une barrière à réflexion.
•
commutation d'une barrière à réflexion.
•
Connaître les possibilités d'utilisation d'une
•
barrière à réflexion.
fonctionnement d’un détecteur à réflexion.
•
Connaître l'influence de la surface des
•
pièces sur la distance de détection d'un
détecteur à réflexion.
•
fonctionnement de câble fibres optiques.
Connaître les domaines d'utilisation de
câbles fibres optiques.
•
•
capacitif.
•
commutation d'un capteur de proximité
capacitif.
Connaître les possibilités d'utilisation d'un
capteur de proximité capacitif.
•
Savoir détecter le niveau à l'aide de
capteurs de proximité capacitifs et optiques.
•
Savoir utiliser des capteurs de proximité
•
pour la vérification de pièces.
Savoir sélectionner des capteurs de
proximité adéquats.
•
Connaître les possibilités d'utilisation de
capteurs de proximité optiques.
•
Connaître les bases des techniques de
raccordement et de montage de capteurs de
proximité.
Savoir réaliser des fonctions logiques avec
des capteurs de proximité.
XII
•
•
•
•
Jeu d'équipement
Le présent jeu d'équipement dispense des connaissances sur les principes de base et l'utilisation de
capteurs de proximité magnétorésistifs, inductifs, capacitifs et optiques. Il comprend tous les composants
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 montages opérationnels exige en outre la plaque
profilée, un bloc d’alimentation électrique et un multimètre numérique.
Jeu d'équipement Capteurs pour détection d'objets (TP 1110), référence 566918
Composant
Référence
Quantité
Module de voyants et de répartition électrique
162244
1
Capteur de proximité inductif M12
548643
1
Capteur inductif à sortie analogique M12
548644
1
548645
1
Barrière à transmission, récepteur
548647
1
Barrière à transmission, émetteur
548648
1
Barrière à réflexion
548649
1
Réflecteur (catadioptre), 20 mm
548650
1
Capteur de proximité capacitif M12
548651
1
Capteur à fibre optique
548655
1
Détecteur à réflexion à suppression de l’arrière-plan
548656
1
Câble fibres optiques
548659
1
Assortiment d'objets
549830
1
Chariot de déplacement
549842
1
Capteur de proximité magnétorésistif
566199
1
XIII
Symboles graphiques du jeu d'équipement
Composant
Symbole graphique
Module de voyants et de
répartition électrique
Composant
Symbole graphique
1
4
3
Capteur de proximité inductif
M12
Capteur de proximité capacitif
1
4
M12
4
3
Capteur inductif à sortie
analogique M12
1
3
U
4
I
2
récepteur
1
4
Détecteur à réflexion à
suppression de l’arrière-plan
1
4
2
3
Capteur de proximité
1
4
3
Barrière à transmission,
émetteur
4
3
3
Barrière à transmission,
1
2
3
Capteur de proximité inductif
M18
1
magnétorésistif
1
4
3
1
2
3
XIV
Correspondance entre composants et travaux pratiques
Exercice
1
2
3
4
1
1
1
1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Composant
Module de voyants et de répartition
électrique
1
1
Capteur inductif à sortie analogique M12
1
1
1
1
1
Barrière à transmission, récepteur
1
1
Barrière à transmission, émetteur
1
1
1
Réflecteur (catadioptre), 20 mm
1
Capteur de proximité capacitif M12
1
1
Câble fibres optiques
1
1
Assortiment d'objets
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Règle
Multimètre numérique
1
1
Détecteur à réflexion à suppression de
l’arrière-plan
Bloc d’alimentation secteur 24 V DC
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
XV
Aides à l’intention du formateur
L'objectif général du présent manuel de travaux pratiques est de faire connaissance avec les capteurs de
détection d'objets ainsi qu'avec la réalisation pratique des montages 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 travail pratique dépend des connaissances préalables de
l'étudiant. Étudiant du travail des métaux ou de l'électricité : 2 semaines environ. Ouvrier professionnel : 1
semaine environ.
Composants du jeu d'équipement
Livre d’exercices, recueil de travaux pratiques et jeu d'équipement sont adaptés les uns aux autres. Pour les
15 exercices, vous n’avez besoin que des composants d’un seul jeu d’équipement TP 1110.
Chaque exercice peut se réaliser sur une plaque de montage à fentes ou une plaque profilée d'au moins
350 mm de large.
Normes
Le présent manuel de travaux pratiques applique les normes suivantes :
EN 60617-7 :
Symboles graphiques pour schémas
EN 60947-5-2 :
Appareillage à basse tension – Appareils et éléments de commutation pour circuits
de commande – Détecteurs de proximité
EN 61346-2 :
Systèmes industriels, installations et appareils, et produits industriels ;
principes de structuration et désignations de référence
Repérage dans le livre d‘exercices
Le texte des corrigés et les compléments donnés dans les graphiques ou diagrammes sont repérés en
rouge.
Repérage dans le recueil de travaux pratiques
Les textes à compléter sont repérés par des lignes d'écriture ou des cases grisées dans les tableaux.
Les graphiques à compléter sont sur fond tramé.
Notes à l'intention de l'enseignant
Des informations complémentaires sont ici données sur les différents capteurs de proximité. Ces indications
ne figurent pas dans le recueil de travaux pratiques.
XVI
Corrigés
Les corrigés indiqués dans le présent livre d‘exercices sont le résultat de mesures effectuées lors d'essais.
Les résultats de vos mesures peuvent différer de ces valeurs.
C'est notamment le cas de capteurs de proximité à possibilité de réglage. Dans le cas de capteurs de
proximité optiques, les résultats peuvent en outre différer en fonction de l'état de surface des matériaux
étudiés. Le bord de coupe du conducteur optique de même que le couplage optique de l'émetteur et/ou du
récepteur au conducteur optique peuvent aussi avoir une influence sur le résultat des mesures.
Thèmes d'apprentissage
La matrice suivante représente la correspondance entre les thèmes d'apprentissage des établissements de
formation professionnelle et le thème de formation aux « Capteurs de détection d'objets » pour un certain
nombre de métiers.
Métier
Thème
Électronicien/ne en
automatisation
Analyse et adaptation de commandes
Analyse d'installations et contrôle de leur sécurité
Programmation et réalisation de commandes d'installations
Sélection et intégration de systèmes d'entraînement
Mise en service et livraison de systèmes d'automatisation
Maintien en état et optimisation de systèmes d'automatisation
Mécatronicien/nne
Réalisation de sous-systèmes mécatroniques
Mise en service, dépannage et remise en état
Mécanicien industriel
Installation et mise en service de systèmes de commande
Structure des travaux pratiques
Les 15 travaux pratiques ont la même structure méthodologique. Ils se divisent en :
• Titre
• Objectifs pédagogiques
• Problème
• Plan de situation
• Projet
• Aides
• Fiches de travail
Le livre d‘exercices contient les corrigés de chacune des fiches de travail du recueil de travaux pratiques.
XVII
Désignation des composants
La désignation des composants représentés dans les schémas s'inspire de la norme DIN EN 61346-2. Des
lettres sont attribuées en fonction du composant. Les composants existant en plusieurs exemplaires dans
un circuit sont numérotés en continu.
Capteurs :
Appareils de signalisation :
B, B1, B2, ...
P, P1, P2, ...
Contenu du CD-ROM
Le livre d‘exercices figure sous forme de fichier pdf sur le CD-ROM fourni. Celui-ci met en outre à votre
disposition des supports additionnels.
Le CD-ROM comporte les dossiers suivants :
• Notices d’utilisation
• Illustrations
• Fiches techniques
• Présentations
• Informations sur les produits
Notices d’utilisation
Des notices d’utilisation sont ici disponibles pour différents composants de l'ensemble de formation. Elles
aident à mettre en service et à utiliser les composants.
Illustrations
Des photos et graphiques de composants et 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.
Fiches techniques
Les fiches techniques des composants de l'ensemble de formation sont ici disponibles sous forme de
fichiers pdf.
Présentations
Ce dossier contient des présentations succinctes de composants de l'ensemble de formation. Ces
présentations peuvent s’utiliser, par exemple, dans les présentations de projets.
Informations sur les produits
Ce dossier contient des informations du fabricant pour un certain nombre de composants. La représentation
et la description des composants sous cette forme ont pour but de montrer comment sont présentés ces
composants dans un catalogue industriel. Vous y trouverez en outre des informations complémentaires sur
les composants.
XVIII
Exercice 1
Mesure de la vitesse de rotation d'un pignon
Quand vous aurez réalisé cet exercice, vous aurez appris à
• connaître la structure et le mode de fonctionnement d'un capteur de proximité magnétorésistif ;
• connaître le comportement à la commutation d'un capteur de proximité magnétorésistif ;
• connaître les bases des techniques de raccordement et de montage de capteurs de proximité.
Problème
Pour mesurer la vitesse de rotation d'un pignon non métallique, on prévoit d'utiliser un capteur de
proximité sans contact. Pour ce faire, on monte un aimant sur une dent du pignon. Une commutation fiable
du capteur doit être assurée. Il s'agit de déterminer la courbe de commutation du capteur de proximité. Ce
faisant, on se propose aussi d'étudier l'influence de l'orientation de l'axe des pôles magnétiques.
Plan de situation
Capteur de proximité magnétique pour mesure de vitesse de rotation
1
Exercice 1 : Mesure de la vitesse de rotation d'un pignon
Projet
1. Décrivez la structure et le mode de fonctionnement d'un capteur de proximité magnétorésistif.
2. Étudiez le comportement à la commutation du capteur.
3. Étudiez l'influence de l'orientation de l'axe des pôles magnétiques.
•
•
Aides
Fiches techniques
Manuel « Capteurs de proximité »
Nota
Ne mettez sous tension l'alimentation électrique qu'après avoir réalisé et contrôlé tous les
branchements. À l'issue du TP, coupez l'alimentation électrique avant de déposer les composants.
2
Description du mode de fonctionnement
–
Décrivez le mode de fonctionnement du capteur de proximité magnétorésistif.
Le capteur de proximité magnétorésistif mesure le champ magnétique par le biais de résistances
variant en fonction du champ magnétique. À l'approche d'un aimant, un montage en pont des
résistances génère sans contact une tension. Cette tension est traitée dans l'électronique associée et
convertie en un signal de sortie.
Sur le capteur de proximité sans contact utilisé, la face sensible au champ magnétique est repérée par
un point bleu.
–
Complétez le symbole du capteur de proximité magnétorésistif.
Spécifications :
• Le capteur fonctionne sans contact,
• réagit à l'approche d'un aimant et
• a comme sortie TOR un contact normalement ouvert (NO).
1
4
3
–
Remplissez complètement le tableau suivant. Prélevez les caractéristiques nécessaires dans la fiche
technique du capteur de proximité magnétorésistif.
Paramètre
Valeur
Tension de service
10 – 30 V DC
Courant de commutation
200 mA maximum
Fréquence de commutation
500 Hz maximum
Sortie TOR
PNP, NO
Témoin d'état de commutation
LED jaune
Reproductibilité du seuil de commutation
± 0,1 mm
3
Détermination du comportement à la commutation
–
–
Montez le module de voyants, le chariot et le capteur de proximité magnétorésistif sur la plaque
profilée.
Montez le capteur à 1 rainure de celle dans laquelle vous avez monté le chariot.
24V
Q1
Q2
Q3
0V
0
10
20
30
40
50
Montage
–
Raccordez l'alimentation électrique 24 V et le capteur de proximité magnétorésistif au module de
voyants. Complétez le schéma.
24 V
24 V
1
B
4 Q1
0V
3
P
0V
Schéma électrique
4
–
Complétez la nomenclature des composants. Indiquez tous les composants dont vous avez besoin pour
étudier le comportement à la commutation.
Quantité
Composant
1
1
1
Module de voyants et de répartition électrique
1
Bloc d’alimentation secteur 24 V DC
N°
Composant
1
Porte-pièce
2
Aimant 1 sur plaque-support
3
Aimant 2 sur plaque-support
Composants de l'assortiment d'objets
Expérience 1
– Posez le porte-pièce faisant partie de l'assortiment d'objets dans le réceptacle du chariot.
– Prenez l'aimant 1 dans l'assortiment d'objets et placez-le dans le porte-pièce.
– Amenez le réceptacle du chariot en butée (graduation « 0 mm »). Positionnez le capteur et le chariot de
telle manière que la distance entre aimant et capteur soit la plus faible possible.
– Déplacez l'aimant le long de l'axe longitudinal du capteur. Reportez dans le diagramme les points
auxquels le capteur répond à l'approche de l'aimant. Cette réponse se reconnaît à l'allumage de la
diode électroluminescente intégrée au capteur. La diode électroluminescente intégrée au module de
voyants s'allume également.
– Augmentez par pas de 2 mm la distance entre aimant et capteur. Déplacez la languette portant l'aimant
de 50 mm de part et d'autre du milieu de la face active du capteur (point bleu). Parcourez toute la
course à chaque mesure.
5
Nota
Notez lors de vos mesures que les points d'enclenchement du capteur ne coïncident pas avec les points
de désenclenchement. En approchant par exemple l'aimant de la gauche du capteur non actionné jusqu'à
ce que ce dernier commute, vous obtenez le point d'enclenchement. En éloignant alors à nouveau
l'aimant vers la gauche jusqu'à ce que le capteur passe de l'état actionné à l'état non actionné, vous
obtenez le point de désenclenchement. La différence de course entre ces deux points se désigne par
hystérésis.
50
mm
40
30
20
10
10
20
30 mm 40
S
-20
-30
-40
-50
Courbe de commutation de l'aimant 1
6
Expérience 2
– Prenez à présent l'aimant 2 dans l'assortiment d'objets et répétez la procédure décrite ci-dessus.
– Reportez dans le diagramme les points auxquels le capteur répond à l'approche de cet aimant.
50
mm
40
30
20
10
S
10
20
30 mm 40
-20
-30
-40
-50
Courbe de commutation de l'aimant 2
7
Influence de l'orientation de l'axe des pôles
–
Décrivez l'influence de l'orientation de l'axe des pôles magnétiques.
Comme on le voit sur les courbes de commutation, on observe, selon l'orientation de l'axe des pôles
magnétiques, deux ou trois plages de commutation. L'une des trois plages fait nettement figure de
plage de commutation principale. L'un des moyens d'éviter l'ambiguïté des signaux de sortie est de
disposer l'aimant dans la bonne orientation de l'axe des pôles et, pour une intensité donnée du
champ, à la bonne distance.
Dans le cas de combinaisons aimant/capteur achetées en pièces détachées, il convient de toujours
veiller au comportement obtenu à la commutation. C'est le seul moyen d'assurer une utilisation fiable
de ces capteurs de proximité.
Répondez aux questions suivantes.
–
Citez deux autres possibilités de détecter un champ magnétique. Expliquez brièvement le mode de
fonctionnement de ces capteurs de proximité.
Capteur à relais Reed – Des lames de contact souples en matériau ferromagnétique sont enfermées
dans une ampoule en verre. L'application d'un champ magnétique a pour effet d'aimanter les lames
de contact. Elles s'attirent et ferment alors le contact.
Capteurs de proximité à induction magnétique – Ces capteurs exploitent l'état d'un circuit oscillant. La
bobine du circuit oscillant est dotée d'un noyau annulaire. L'application d'un champ magnétique a
pour effet de saturer le matériau du noyau et de faire varier le courant traversant le circuit oscillant.
C'est cette variation qui est exploitée.
–
Expliquez le terme magnétorésistif.
On entend par magnétorésistif la variation de la résistance de matériaux ferromagnétiques sous
l'influence d'un champ magnétique. Les résistances se composent, par exemple, d'alliages nickel-fer.
On les monte dans des ponts de Wheatstone. Sous l'influence du champ magnétique extérieur, la
tension dans la diagonale du pont varie. C'est cette variation qui est exploitée.
8

Capteurs pour détection d`objets

Transcription

Documents pareils

BTS CRSA : Démonstration de matériel FESTO (pneumatique

CV Ahmed CHEIKHROUHOU

Plus efficace

TIA Food.indd

Capteur de proximité, capacitif 1/2 Le capteur de