bts mécanique et automatismes industriels

Transcription

MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION NATIONALE
DIRECTION DE L'ENSEIGNEMENT SCOLAIRE
Service des formations
________________
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
B.T.S.
MÉCANIQUE
ET
AUTOMATISMES
INDUSTRIELS
SEPTEMBRE 1997
MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION NATIONALE
DIRECTION DE L'ENSEIGNEMENT SCOLAIRE
Service des formations
Sous-direction des formations professionnelles
DESCO A5 – Bureau du partenariat avec le monde professionnel
et des commissions professionnelles consultatives
142 rue du Bac
75357 PARIS S.P. 07
Téléphone : 01 55 55 15 37
Télécopie : 01 45 48 44 01
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
B.T.S.
MÉCANIQUE
ET
AUTOMATISMES
INDUSTRIELS
ISBN. 2-11-089043-6
PRÉFACE
Le corollaire à la mise en place des mesures de déconcentration et de décentralisation est le
renforcement nécessaire des missions de conseil et d'expertise assumées, dans le domaine des
équipements des établissements, par l'administration centrale de l'éducation nationale. Ce
renforcement est illustré notamment par l'élaboration de guides d'équipements conseillés, qui
constituent des documents de référence et des outils d'aide à la décision à l'intention des
responsables rectoraux, mais aussi, et à leur appréciation, des représentants des régions soucieux de
disposer d'éléments de réponse aux attentes qu'ils expriment assez fréquemment à cet égard.
Leur réalisation en étroite concertation avec l'inspection générale de l'éducation nationale,
au sein de commissions composées de spécialistes du domaine concerné, constitue une démarche
exemplaire. Elle permet en effet la mise en relation rationnelle de l'ensemble des dimensions qui
régissent l'installation des équipements et des locaux : dimensions pédagogique, technologique et
économique, sans oublier les questions essentielles d'hygiène et de sécurité.
L'élaboration et la publication du présent guide, relatif à la formation au B.T.S.
MÉCANIQUE et AUTOMATISMES INDUSTRIELS s'inscrivent par conséquent dans ce
contexte, où la fonction de conseil du ministère de l'éducation nationale, de la recherche et de la
technologie dans le domaine de l'équipement pédagogique des établissements se doit d'être assumée
de façon pleinement satisfaisante.
Toutefois, la portée des indications et des recommandations figurant dans ce guide-conseil
doit être bien précisée. En effet, si aucun des matériels proposés n'est assurément superflu, il ne
s'agit pas, pour autant, de se placer dans une logique de "tout ou rien" : il est indispensable de
prendre d'abord en compte l'existant. De ce fait, un inventaire préalable s'impose en cas de
restructuration ou de reconstruction.
Cependant, les indications apportées par le présent document sont exhaustives, parce
qu'elles décrivent les équipements souhaitables en cas d'implantation nouvelle d'une section de
techniciens supérieurs en MÉCANIQUE et AUTOMATISMES INDUSTRIELS : cette hypothèse
n'est évidemment pas la plus courante. Le montant global des dépenses d'équipement, qui peut
paraître élevé dans la mesure où les matériels conseillés sont de plus en plus évolués sur le plan
technologique, pourra être étalé dans le temps.
Il convient également de bien préciser que, s'agissant des indications relatives aux locaux, ce
guide ne prétend pas proposer des solutions universelles qui apparaîtraient comme les seules
valablement envisageables ; telle ou telle approche peut parfaitement être retenue en fonction des
considérations architecturales prévalant pour la construction ou la rénovation d'un établissement
donné. Il importe, toutefois, de ménager, autour des postes de travail, des zones de circulation et
d'intervention garantissant des conditions de travail et de sécurité optimales, conformément à la
législation en vigueur.
Les utilisateurs de ce guide sont enfin vivement encouragés à faire part à la direction des
lycées et collèges de toutes les remarques qui peuvent être de nature à améliorer la qualité du
document et à faire progresser la réflexion sur les questions d'équipement pédagogique.
Alain BOISSINOT
Directeur des lycées et collèges
MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION NATIONALE, DE LA RECHERCHE ET DE LA TECHNOLOGIE
Direction des Lycées et Collèges
Ce guide a été élaboré :
par :
Jacques
PERRIN
Chargé d'une mission d'Inspection générale
Pierre
VILLETELLE
Inspecteur pédagogique régional - Inspecteur
d'académie
Daniel
PRIEST
Chef de travaux
Jean-Paul
TRICHARD
Chef de travaux
Jean-Jacques DUMÉRY
Professeur
Philippe
GAUBERT
Professeur
Marc
LIBOUREL
Professeur
Christian
MERLAUD
Professeur
et :
Jean-Michel NAQUIN
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Section Technique - DLC C3
BTS MÉCANIQUE ET AUTOMATISMES INDUSTRIELS
SOMMAIRE
Page
1 - PRÉSENTATION DU BTS MAI
1
2 - PRÉSENTATION DES LOCAUX
3
3 -DÉFINITION DES ÉQUIPEMENTS EN FONCTION
DES COMPÉTENCES PROFESSIONNELLES
5
4 - RÉCAPITULATIF DES ÉQUIPEMENTS PAR LOCAL
4.1. Généralités
17
4.2. Laboratoire de spécification et de conception des parties commandes
18
4.3. Laboratoire de spécification et de conception des parties opératives
21
4.4. Zone commune PC-PO
22
4.5. Atelier-laboratoire de réalisation, tests et intégration des systèmes
22
4.6. Salle de communication et documentation
23
4.7. Salle de préparation et de rangement pour les professeurs
24
5. CAHIERS DES CHARGES
5.1. Chaîne fonctionnelle 2 axes
26
5.2. Chaîne fonctionnelle hydraulique
29
5.3. Chaîne fonctionnelle : entraînement à vitesse constante
32
5.4. Chaîne fonctionnelle pneumatique
35
5.5. Banc mobile de tests
38
5.6. Système automatisé de production
39
6 - DESCRIPTIF DES LOCAUX
6.1. Spécifications générales
46
6.2. Exemple d'implantation générale
47
6.3. Laboratoire de spécification et de conception des parties commandes
48
6.4. Laboratoire de spécification et de conception des parties opératives
50
6.5. Zone commune PC-PO
52
6.6. Espace de réalisation, test et intégration des systèmes
53
6.7. Salle de communication et documentation
55
6.8. Salle de préparation et de rangement pour les professeurs
56
6.9. Salle de cours
57
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION NATIONALE,DE LA RECHERCHE ET DE LA TECHNOLOGIE
1.
PRÉSENTATION
DU BTS MAI
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 1
1.1
OBJET DU GUIDE
La définition du BTS mécanique et automatismes industriels et les conditions de délivrance de ce
diplôme ont été modifiées par l'arrêté du 25 août 1995, publié au J.O. du 6 septembre 1995 et au
B.O. n° 35 du 28 septembre 1995.
Ce guide constitue une base de référence pour le choix des locaux et équipements nécessaires à
l'enseignement des disciplines « conception des parties opératives », « conception des parties
commandes » et « réalisation, tests et intégration dans l'entreprise d'un système ».
1.2
RÉNOVATION DU DIPLÔME
L'évolution du secteur de l'automatisation de la production et celle des emplois proposés aux
titulaires du BTS mécanique et automatismes industriels ont rendu nécessaire une rénovation du
diplôme à compter de la rentrée 1995.
Cette rénovation est liée :
• aux mutations :
- de l'organisation de la production, avec notamment des exigences croissantes en
matière de qualité et d'évolutivité des produits,
- des équipements, qui doivent prendre en compte de nouvelles contraintes normatives
dans les domaines de la sécurité et de l'environnement,
- des constituants d'automatisation, pour lesquels une intégration progressive des
fonctions de diagnostic et de traitement s'est développée.
• à l'évolution des emplois offerts, emplois de plus en plus axés sur des activités de
rénovation ou d'optimisation de systèmes automatisés existants et sur la gestion de
lignes de production en atelier.
Elle induit dans les sections une actualisation de certains matériels au regard de l'existant, le
développement des moyens informatiques, tant matériels que logiciels, et l'introduction
d'équipements nouveaux.
Elle conforte la nécessité de disposer, pour affirmer la vocation des sections de techniciens
supérieurs à s'ouvrir largement sur l'environnement industriel, de deux salles :
• une salle de communication, rédaction, documentation et information,
• un bureau réservé aux professeurs pour conduire leurs travaux de préparation et
d'organisation des enseignements.
Elle conduit à recommander une organisation fonctionnelle des locaux par un regroupement des
salles précédemment citées et des trois zones dédiées aux activités professionnelles. L'ensemble
de ces espaces constitue un site d'enseignement à l'intérieur duquel les étudiants et les
professeurs peuvent être amenés, à tout instant, à se déplacer. Cette mobilité rend nécessaire la
présence de séparations vitrées entre les différents espaces.
Dans le chapitre 3, les supports de formation retenus sont associés à l'acquisition et à l'évaluation
de chacune des compétences professionnelles du référentiel de certification. Cette présentation
doit favoriser, dans les sections existantes, l'identification de besoins en équipements
complémentaires.
Les caractéristiques des équipements, regroupés par site de formation, sont fournies aux chapitres
4 et 5.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 2
2.
PRÉSENTATION
DES LOCAUX
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 3
2.1
PRÉSENTATION
Les locaux et équipements sont définis pour une section comportant 30 étudiants en 1ère année et
30 étudiants en 2ème année.
L'espace comporte 3 zones correspondant aux 3 domaines d'activités professionnelles :
• un laboratoire de spécification et conception des parties commandes,
• un laboratoire de spécification et conception des parties opératives,
• un atelier-laboratoire de réalisation, tests et intégration des systèmes.
auxquelles il convient d'ajouter :
• une salle de communication et documentation,
• une salle de préparation et de rangement pour les professeurs,
• une salle de cours.
2.2
SCHÉMA FONCTIONNEL
PC
PO
Préparation
professeurs
Communication
documentation
Cours
RTI
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 4
3.
DÉFINITION DES
ÉQUIPEMENTS
EN FONCTION
DES COMPÉTENCES
PROFESSIONNELLES
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 5
3.1.
COMPÉTENCE CP1 : S'EXPRIMER SUR UNE PROBLÉMATIQUE
PROFESSIONNELLE
3.1.1. CP 11 Rechercher une information
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Recherche d'une information
• Caractérisation d'une information ou d'une source en
vue d'archivage
• Rédaction d'une note de
synthèse
TD/PO
TD/PC
Supports documentaires (bibliothèque de section) :
- ouvrages de base
- revues techniques
- documentations et revues constructeurs
- normes
- dossiers techniques
Supports multimédias (médiathèque de section) :
- vidéos d'entreprise
- bases de données entreprises, produits, brevets,... sur papier,
disquette, cédérom, Minitel, Internet...
Matériels d'accès aux supports :
- ligne téléphonique
- microordinateur multimédia
- éventuellement téléviseur et magnétoscope
3.1.2. CP 12 Analyser, organiser, synthétiser des informations
Activités
principales
Modalités*
• Analyse d'un support d'in- TD/PO
formation et identification TD/PC
des informations clés
• Mise à jour d'une base de
données ou d'un document
• Expression orale/écrite/logicielle sur un sujet défini
(forme, destinataire, durée,
délai, ... imposés)
Supports
de formation
Supports documentaires et multimédias
Moyens informatiques:
- microordinateurs
- logiciels bureautiques
- logiciels de PAO, gestion de base de données
- scanner
- imprimante A4
- imprimante A3
3.1.3. CP 13 Présenter un travail personnel ou d'équipe
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Élaboration d'un support de
présentation adapté à un
objectif
• Présentation orale d'un travail personnel ou d'équipe
TP/PO
TP/PC
Moyens informatiques (idem CP12)
- logiciels de présentation
Matériels de présentation audiovisuelle :
- tableau blanc
- rétroprojecteur, écran
Matériels d'enregistrement et de restitution audiovisuelle :
camescope, magnétoscope, téléviseur
* Modalités :
CO = cours, TD = travaux dirigés, TP = travaux pratiques, PO = partie opérative, PC = partie
commande, RTI = réalisation-test-intégration
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 6
3.1.4. CP 14 Dialoguer sur un sujet avec un interlocuteur
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Écoute attentive de l'interlocuteur
• Élaboration d'un argumentaire adapté au point de vue
et aux arguments de
l'interlocuteur
TP
Matériels de présentation audiovisuelle, d'enregistrement et de
restitution audiovisuelle (idem CP13)
Enregistrements audios ou audiovisuels de débats ou de réunions
(entre étudiants, avec industriels, entre personnalités, ...)
Éventuellement :
- serveur sur réseau national ou international
- moyens de téléconférence
Tables de réunion
3.1.5. CP 15 Préparer et animer une réunion de travail
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Organisation et planification d'une réunion
• Élaboration d'un canevas de
réunion
• Animation de réunion
• Rédaction d'un compte
rendu
TP/PO
ou PC
Matériels de travaux personnels, de présentation audiovisuelle,
d'enregistrement et de restitution audiovisuelle (idem CP13)
3.2.
COMPÉTENCE CP2 : ANALYSER TOUT OU PARTIE D'UN
SYSTÈME DE PRODUCTION AUTOMATISÉ
3.2.1. CP 21 Analyser un besoin de production automatisé
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Recensement des attentes,
des objectifs et des contraintes des intervenants et
des responsables
• Formulation écrite de l'expression du besoin
CO/PO
TD/PO
TD/PC
TP/RTI
Norme d'expression fonctionnelle du besoin
Dossiers d'expression fonctionnelle du besoin (textes, interviews, ...)
Microordinateur portable avec logiciel de traitement de texte et
logiciel de tracé 2D ou 3D
3.2.2. CP 22 Spécifier tout ou partie d'un système
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Élaboration d'un cahier des
charges fonctionnel
CO/PO
TD/PO
Normes, cahiers des charges exemples
Dossiers exemples de systèmes automatisés de production
existants
(voir aussi logiciels professionnels pour CP3 et CP4)
* Modalités : CO = cours, TD = travaux dirigés, TP = travaux pratiques, PO = partie opérative,
PC = partie commande, RTI = réalisation-test-intégration
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
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3.2.3. CP 23 Analyser une solution technique existante
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Construction d'un modèle de
la solution adapté à un
objectif
• Rédaction d'un compte
rendu d'analyse
TD/PO
TP/PO
Système industriel instrumenté
Chaînes fonctionnelles : TOR (pneumatique), de positionnement
"asservi" (2 axes, hydraulique, entraînement à vitesse constante)
Supports de TP construction et automatismes (voir CP3 et 4)
Analyse d'exemples de SAP existants (dont dossiers systèmes des
années antérieures)
Documents et logiciels sur les méthodes et outils d'analyse
Microordinateurs et logiciels bureautiques (idem CP12)
Microordinateur portable avec logiciel de supervision d'atelier
Module d'acquisition
3.3.
COMPÉTENCE CP3 : CONCEVOIR LA PARTIE OPÉRATIVE
D'UN SYSTÈME AUTOMATISÉ
3.3.1. CP 31 Imaginer une solution technique opérative
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Analyse du CdC du sous
ensemble fonctionnel
• Recherche des solutions
• Définition technologique et
dimensionnelle à main levée d'une solution
• Choix d'une solution vis- àvis de critères spécifiés
CO/PO
TD/PO
TP/RTI
Normes : construction, sécurité, ...
Ouvrages/documents/BdD de présentation/choix de solutions
techniques (par problème technique, par fonction technique)
Exemples de cahier des charges
Dossiers exemples : de conception de système nouveau,
d'évolutions de systèmes industriels
Documentations industrielles, banques de données brevets
Tables de travail configurables pour réunion de groupe
Tables à dessin et tableaux blancs
Logiciels de dessin technique 2D-3D, de CSAO (conception de
schémas assistée par ordinateur) électrique, pneumatique,
hydaulique, de calcul et de simulation PO
3.3.2. CP 32 Construire un sous-ensemble opératif cinématiquement défini
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Représentation du dessin de
projet de la solution
• Expression détaillée et
justifiée des choix d'optimisation
• Définition de l'implantation
des constituants
• Proposition éventuelle de
modifications de l'avantprojet
TD/PO
TP/RTI
Normes : de dessin technique, de représentation schématique
électromécanique, pneumatique, hydraulique
Ouvrages/documents/BdD présentation et guide de choix de
constituants et composants industriels de PO
Dossiers exemples de choix critériés de constituants
Documentations industrielles
Tables à dessin A1 et A0
Logiciels (idem CP 31), traceur A0
Supports exemples : système, chaînes fonctionnelles (idem CP23)
Matériels de TP de construction : mallettes constituants
* Modalités :
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 8
3.3.3. CP 331 Évaluer les performances d'un mécanisme d'un point de vue statique
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Justification du modèle
cinématique retenu vis-à-vis
du réel (notamment le
caractère isostatique)
• Modélisation statique du
mécanisme
• Résolution numérique ou
analytique
CO/PO
TP/PO
TD/PO
Normes : liaisons, ...
Ouvrages de mécanique
Dossiers exemples (ouvrages, catalogues, notices, ...) de
dimensionnement mécanique de constituants et composants industriels
Documents constructeurs de constituants et composants
Supports exemples : système et chaînes fonctionnelles (idem
CP23), mallettes constituants (idem CP32)
Matériels informatiques (idem CP12)
Logiciels de calcul statique 3D de mécanismes, de calcul de
structure multipoutres et de dimensionnement/choix de
composants (assemblage vissés, collés, soudés, ...)
Tableur-grapheur
Supports de TP de statique :
- 1 TP liaison glissière (TP guidage en translation)
- éventuellement 1 TP liaison pivot (TP guidage en rotation)
- 1 TP liaison hélicoïdale
- ...
3.3.4. CP 332 Évaluer les performances cinématiques d'un mécanisme
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Modélisation cinématique d'un
mécanisme
• Expression du déplacement et
de la vitesse de l'élément
terminal
• Caractérisation des phases du
mouvement
• Détermination de la trajectoire
de l'élément terminal pour
chaque phase du mouvement
• Expression et évaluation des
caractéristiques du mouvement
• Interprétation
de
résultats
logiciels
ou
d'expressions
littérales
• Choix
d'un
élément
du
mécanisme
CO/PO
TD/PO
TP/PO
Normes, ouvrages, dossiers exemples, documentations
constructeurs
Logiciels de calcul et simulation cinématique 2D et 3D de
mécanismes
Supports de TP de cinématique : chaînes fonctionnelles
(idem CP23)
* Modalités :
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 9
3.3.5. CP 333 Évaluer les performances dynamiques et énergétiques d'un
mécanisme
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Détermination du CdG et de la masse d'un ensemble
mécanique
• Expression du moment d'inertie d'un solide simple/un
axe principal
• Détermination du moment d'inertie d'un ensemble/un
axe fixe
• Paramétrage fonctionnel cinématique
• Évaluation des flux de puissance dans un mécanisme
• Application des théorèmes généraux, du théorème de
l'énergie cinétique
• Caractérisation dynamique d'un actionneur en régime
transitoire
• Expression du torseur dynamique
• Détermination des caractéristiques dynamiques du
mouvement d'un solide
• Interprétation et exploitation de résultats logiciels ou
d'expressions littérales en dynamique
• Choix d'un élément de mécanisme
CO/PO
TP/PO
Normes, ouvrages, dossiers exemples,
documentations constructeurs
Logiciels de calcul et simulation dynamique
de mécanismes
Supports de TP de dynamique : chaînes
fonctionnelles (idem CP23)
TP d'équilibrage dynamique
3.3.6. CP 334 Évaluer les caractéristiques d'une poutre isostatique
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Détermination du torseur des efforts de cohésion en un
point d'une poutre
• Détermination d'une courbe caractéristique d'une poutre
• Dimensionnement d'une poutre à la contrainte
et/ou la déformation
• Justification du choix d'un matériau
• Interprétation des résultats obtenus en référence au
modèle et/ou aux spécifications
• Proposition(s) de modification(s)
CO/PO
TP/PO
Logiciel de calcul de structures
multipoutres
Support de TP de RdM :
chaînes fonctionnelles (structure multipoutres instrumentée et à chargement
variable)
3.3.7. CP 335 Évaluer les performances
pneumatique
d'un
Activités
principales
Modalités*
• Détermination des pressions dans l'actionneur
• Détermination de la courbe caractéristique de la
chaîne de commande
• Estimation de la puissance en régime permanent et
du rendement
• Interprétation des résultats obtenus en référence au
modèle (réel et/ou simplifié) et/ou aux spécifications
• Proposition(s) de modification(s)
CO/PO
TP/PO
* Modalités :
mécanisme
hydraulique
ou
Supports
de formation
Logiciel de CSAO pneumatique
hydraulique
Support de TP de pneumatique
d'hydraulique : chaînes fonctionnelles
et
et
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 10
3.3.8. CP 34 Établir les documents techniques de réalisation de la PO
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Définition, à main levée ou aux
instruments, de l'élément, coté
fonctionnellement pour tout ou
partie
TD/PO
TP/RTI
Normes, ouvrages, dossiers exemples, documentations
constructeurs, relatifs à la conception et au tracé des
formes de pièces, aux procédés industriels pour
réalisations unitaires, à la cotation fonctionnelle
Tables à dessin format A1 et A0
Matériels informatiques (idem CP12), traceur A0
3.4.
COMPÉTENCE CP4 : CONCEVOIR LA PARTIE COMMANDE
D'UN SYSTÈME AUTOMATISÉ
3.4.1. CP 41 Imaginer une solution technique de commande
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Définir et répartir les fonctions
de commande
• Définir l'architecture de commande
• Caractériser les échanges informationnels
• Décrire par Grafcet la coordination de tâches
• Décrire par Gemma les modes
et enchaînements entre modes
de marche du SAP
CO/PC
TD/PC
TP/PC
TP/RTI
Logiciels de CAO d'automatismes (spécification/conception
de la partie commande) comprenant :
Progiciel éditeur de modèle à boîtes
Progiciel éditeur de Grafcet intégrant la simulation
Progiciel de simulation logique
Progiciel d'aide à la spécification des modes de marche
Microordinateurs
Imprimante à jet d'encre
Normes en vigueur
Dossiers exemples
Structures PC existantes
3.4.2. CP 42 Décrire le fonctionnement détaillé d'une partie commande
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Définir l'architecture fonctionnelle logicielle
• Choisir les modèles de description associés aux différents
modules logiciels
• Définir et caractériser les variables
• Décrire de manière détaillée le
fonctionnement
CO/PC
TD/PC
TP/PC
TP/RTI
Logiciels de schématique électrique avec les logiciels
associés d'analyse
Progiciel éditeur de Grafcet, logigramme, langage structuré et
de simulation et langage métier
Éditeur de schéma-bloc, analyseur et simulateur de systèmes
asservis continus
Oscilloscope à mémoire
Microordinateurs
Imprimante à jet d'encre et table traçante
* Modalités :
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 11
3.4.3. CP 43 Dimensionner, évaluer les performances et choisir un constituant de
commande
Activités
principales
Modalités*
• Identifier les types de
constituants répondant aux
fonctions
• Évaluer les performances
• Sélectionner des constituants
CO/PC
TD/PC
TP/PC
TP/RTI
Supports
de formation
Documentation constructeurs et revues techniques
Chaînes fonctionnelles tout ou rien
Chaîne fonctionnelle multi-axes (asservis)
Variateur de vitesse (configuration logicielle)
Différents types de détecteurs et capteurs
Oscilloscopes ou logiciels d'émulation PC
Diverses alimentations
Générateur basse fréquence
Multimètres
Logiciel d'aide au dimensionnement
Module d'acquisition avec équipement minimal de mesure
Automates programmables industriels mi-gamme
Microautomates
Microordinateurs (fixes et portables)
Éventuellement consoles de programmation dédiées
Atelier logiciel multi-langages pour automates programmables
Coupleurs de communication pour PC
Réseaux de communication
Carte pour bus capteur/actionneur
Cartes réseau inter-automates pour micro API
Carte réseau inter-automates pour API mi-gamme
Coupleurs réseau d'atelier pour API mi-gamme
Microordinateur dédié réseau
Logiciel de supervision
Cartes d'entrées et sorties avec borniers de simulation associés
pour API mi-gamme et micro-API
Cartes d'entrées/sorties analogiques
Cartes d'axes
Terminaux de dialogue
3.4.4. CP 44 Établir les documents techniques de réalisation de la PC
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Repérer les composants,
coder les variables
• Établir les schémas de
câblage et d'implantation
• Faire
une
description
logicielle
détaillée
du
fonctionnement
• Décrire de manière détaillée
les procédures de dialogue
d'exploitation
CO/PC
TD/PC
TP/PC
TP/RTI
Microordinateurs
Consoles de programmation dédiées, éventuellement
Ateliers logiciels multi-langages pour API
Imprimante à jet d'encre
Logiciels de schématique (électrique, pneumatique, hydraulique)
Banques de données pour logiciel de CAO
Normes en vigueur
* Modalités :
CO = cours, TD = travaux dirigés, TP = travaux
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
pratiques,
PO = partie
opérative,
Page 12
3.5.
COMPÉTENCE CP5 : RÉALISER UNE OPÉRATION TECHNIQUE
SUR UN SYSTÈME AUTOMATISÉ
3.5.1. CP 51 Réaliser une opération d'adaptation d'un élément opératif
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Réaliser des opérations élémentaires
d'usinage de type perçage (taraudage),
tournage, fraisage
• Réaliser des opérations élémentaires de
soudage à l'arc et au chalumeau
• Réaliser des travaux de conformation et
d'assemblage des matières plastiques
• Technique de mesurage et de contrôle de
réalisation unitaire
TP/RTI
Machines outils conventionnelles d'usinage et de
mise en forme
Outillage électroportatif
Postes à souder
Outillage de base du mécanicien
3.5.2. CP 52 Réaliser les câblages et raccordements de commande
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Câblage des chaînes d'action pour des
motorisations électriques
• Câblage des chaînes d'action pour des
motorisations
pneumatiques
et
hydrauliques
• Câblage des alimentations API, têtes
de fileries, pupitres
• Câblage des chaînes d'acquisition et
des cartes API :
- raccordement des détecteurs, des
codeurs incrémentaux et absolus
- raccordement des interfaces ou
préactionneurs
- mise en œuvre des cartes "métiers"
- réalisation de câbles de liaison (série, réseaux, pupitres, codeurs, ...)
- réalisation de connexions sur fibre
optique
• Recherche documentaire et technique
TP/RTI
TP/PO
TD/PC
TP/PC
CO/PC
Platines et éléments de câblage
Moteurs de divers types
Vérins pneumatiques et distributeurs de différents types
Banc hydraulique
Matériel API et accessoires (voir CP 43)
Chaînes fonctionnelles
Banc mobile de tests
Composants et constituants dédiés au câblage et au
démontage
Moyens de tests et vérifications
Outillage de l'électricien
Kits de protection individuelle et de condamnation pour
travaux électriques
Composants, catalogues constructeurs, règles de l'art,
normes
Outils de communication (microordinateur multimédia)
Établis
3.5.3. CP 53 Réaliser un module logiciel de commande
Activités
principales
Modalités*
• Coder et programmer (lecture
et écriture selon la norme CEI
1131, ladder logigramme,
LIST)
• Programmer les cartes métiers
• Tester le programme
TP/PC
TP/RTI
* Modalités :
Supports
de formation
Automates programmables
Cartes d'entrées/sorties de divers types
Coupleurs
Réseaux
Microordinateurs et terminaux de dialogue
Ateliers logiciels, logiciel de supervision
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
pratiques,
PO = partie
opérative,
Page 13
3.5.4. CP 54 Effectuer l'assemblage et l'intégration de constituants ou sous
ensembles
Activités
principales
• Réaliser l'assemblage
l'intégration d'un point
vue "mécanique"
• Réaliser l'assemblage
l'intégration d'un point
vue "commande"
et
de
Modalités*
Supports
de formation
TP/RTI
TP/PO
TP/PC
Systèmes et sous-ensembles opératifs
Maquettes pour simulation
Outillage de montage du mécanicien et de l'électricien
Documents techniques (éléments de cahier des charges, plans,
notes de montage, ...)
et
de
3.5.5. CP 55 Effectuer les tests statiques et dynamiques de mise au point ou
d'intégration de tout ou partie du système automatisé
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Réaliser les tests d'un point
de vue "mécanique"
• Vérifier le comportement de
l'ensemble monté par rapport au comportement attendu :
- tests statiques sans motorisation des chaînes fonctionnelles
- tests dynamiques avec
motorisation
- tests des sous-ensembles
fonctionnels
• Réaliser les tests d'un point
de vue "commande "
TP/RTI
TD/PO
TP/PC
Sous-ensembles fonctionnels, systèmes existants et systèmes à
créer dans le cadre des projets
Documents techniques, principalement d'automatismes (Grafcet,
notices, ...)
Outillages de mesure, d'essais, de tests et de contrôle
3.6.
COMPÉTENCE CP6 : ÉLABORER/METTRE A JOUR UN DOSSIER
RELATIF A UN SYSTÈME AUTOMATISÉ
DE PRODUCTION
3.6.1. CP 61 Élaborer ou mettre à jour un dossier de conception, de réalisation, de
tests ou d'intégration relatif à un système automatisé de production
Activités
principales
Modalités*
• Définition d'un plan d'organisation
générale d'un dossier
• Synthèse, mise en forme et
structuration des documents disponibles en "documents dossier"
• Présentation d'un dossier
• Mise à jour d'un dossier
CO/PO
TP/RTI
* Modalités :
Supports
de formation
Dossiers et documents modèles
Normes
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
pratiques,
PO = partie
opérative,
Page 14
3.6.2. CP 62 Élaborer ou mettre à jour tout ou partie d'un dossier d'exploitationmaintenance
Activités
principales
Modalités*
• Définition d'un plan d'organisation
générale d'un dossier
• Synthèse, mise en forme et
structuration des documents disponibles en "documents dossier"
• Présentation d'un dossier
• Mise à jour d'un dossier
CO/PO
TP/RTI
3.7.
Supports
de formation
Dossiers et documents modèles
Normes
COMPÉTENCE CP7 : GÉRER LA RÉALISATION OU L'EXPLOITATION D'UN SYSTÈME AUTOMATISÉ
3.7.1. CP 71 Conduire la réalisation de tout ou partie du système
Activités
principales
Modalités*
• Établir les cahiers des charges de
consultation, d'appel d'offres, de
sous-traitance
• Élaborer les documents de commande, de fabrication
• Organiser, lancer les fabrications
• Suivre et réceptionner les commandes et les productions
• Suivre la réalisation, l'échéancier et
les coûts
CO/PC
TD/PC
TP/PC
TP/RTI
Supports
de formation
Microordinateurs
Logiciel de gestion de projet
Tableurs
Tableaux pour l'organisation et la planification
Logiciels de traitement de texte
Dossiers exemples
3.7.2. CP 72 Exploiter un SAP en situation industrielle de production
Activités
principales
Modalités*
Supports
de formation
• Décrire les tâches assurées par le
système
• Conduire un système automatisé
• Décrire une situation réelle de
production
• Élaborer, compléter ou valider un
Gemma donné
• Observer et analyser des dysfonctionnements
CO/PC
TD/PC
TP/PC
TP/RTI
Système industriel avec son dossier de conception et
d'exploitation
Microordinateur
Progiciel d'aide à la spécification des modes de
marche
Tableur
Normes et dossiers techniques exemples
Instruments de mesure
* Modalités :
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
pratiques,
PO = partie
opérative,
Page 15
4.
RÉCAPITULATIF
DES ÉQUIPEMENTS
PAR LOCAL
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 16
4.1.
GÉNÉRALITÉS
4.1.1. EFFECTIFS
Les équipements sont définis sur la base de divisions de 30 élèves maximum.
4.1.2. SÉCURITÉ
En application de la directive européenne machines, transposée dans le code du travail (décrets
de juillet 1992), tout équipement répondant à la définition de l'article R 233-83 (1° : machines)
est soumis au marquage CE et à la déclaration CE de conformité, sauf s'il est mû par la force
humaine employée directement (R 233-83-1).
Les machines maintenues en service sont soumises au décret n° 93-40 du 11 janvier 1993 : mise
en conformité avant le 31 décembre 1996, dernier délai (sauf matériels de levage : date limite
repoussée au 1er janvier 2000).
Les matériels ou appareils électriques doivent être conformes à la norme internationale
CEI 10.10 et aux normes particulières qui les concernent. Il est rappelé que les marques ou
certificats de conformité constituent des présomptions de conformité à la réglementation.
À partir du 1er janvier 1997, le seul mode de preuve de conformité reconnu sera le marquage CE
(accompagné d'une déclaration CE de conformité).
Le maintien en état de conformité (machines neuves, machines rénovées, matériels et appareils
électriques) est obligatoire.
Matériels informatiques :
L'application du décret 91.451 du 14 mai 1991, relatif à la prévention des risques liés au travail
sur équipements comportant des écrans de visualisation est obligatoire.
Les caractéristiques des équipements doivent être conformes aux chapitres V et VI du décret.
L'organisation du travail, la surveillance de la santé des utilisateurs, les conditions d'ambiance
pendant l'utilisation doivent être conformes aux chapitres II, III et IV du décret.
Les caractéristiques des matériels informatiques correspondent à la date de parution du guide
d'équipement. Il y aura lieu de les adapter en fonction des évolutions technologiques.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 17
4.2.
LABORATOIRE DE SPÉCIFICATION ET DE CONCEPTION
DES PARTIES COMMANDES
4.2.1. MATÉRIELS
• 8 microordinateurs dont 2 portables (pour les déplacements en RTI ou à l'atelier), 4 d'entre eux
sont reliés au réseau ; caractéristiques minimales :
- fréquence de 166 Mhz, RAM de 32, RAM vidéo de 2 Mo, disque dur de 1,6 Go, écran
de 17" (11" pour les portables), lecteur de cédérom.
• 1 microordinateur dédié réseau automates, caractéristiques minimales :
- microordinateur de bureau : fréquence de 200 Mhz, RAM de 32 Mo, RAM vidéo de
2 Mo, disque dur de 1,6 Go, écran de 17", lecteur de cédérom.
ou microordinateur portable : fréquence de 133 Mhz, RAM de 32 Mo, RAM vidéo de 2 Mo,
disque dur de 1,2 Go, écran de 11", lecteur de cédérom, possibilité de raccordement à un
écran de 17".
• 1 imprimante (A4/A3 couleur, résolution en noir et blanc de 600 ppp) à jet d'encre ou à bulles
d'encre, avec boîtier répartiteur et cordons.
• 1 imprimante laser (résolution de 600 ppp, RAM de 2 Mo) reliée au réseau informatique.
• Détecteurs de position à action mécanique, détecteurs et/ou capteurs de proximité inductif,
capacitif, optique, codeur incrémental (1 de chaque). Choisir quelques uns de ces détecteurs
compatibles avec le bus ASI.
• 3 automates programmables industriels mi-gamme (dont éventuellement un calculateur
industriel).
• 5 microautomates.
• 1 réseau usine ou atelier pour API mi-gamme.
• 2 cartes réseau d'atelier pour API mi-gamme.
• 1 réseau de terrain (réseau cellule) normalisé reliant deux des microautomates avec un automate
mi-gamme.
• 1 carte réseau de terrain (réseau cellule) pour API mi-gamme.
• 2 cartes réseau de terrain (réseau cellule) pour microautomates
• Cartes d'entrée et sorties avec borniers de simulation associés :
- 3 cartes d'entrées TOR, 16 E pour microautomate,
- 3 cartes de sorties TOR, 8 S pour microautomate,
- 2 cartes d'entrées TOR, 32 E pour microautomate,
- 2 cartes de sorties TOR, 16 S pour microautomate,
- 6 cartes d'entrées TOR, 16 E pour API mi-gamme,
- 6 cartes de sorties TOR, 16 S pour API mi-gamme,
- 3 cartes d'entrées analogiques, 4 E par carte,
- 2 cartes de sorties analogiques, 2 à 4 S par carte,
- 2 cartes d'axe pour réglage des paramètres d'asservissement de 2 axes,
- 2 terminaux de dialogue,
- 8 cordons de communication entre API et PC.
• 1 bus capteur/actionneur ASI.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 18
• 1 coupleur ASI pour microautomate.
• 1 kit de protection individuelle et de condamnation pour travaux électriques hors tension
(BTB),
• 1 vérificateur d'absence de tension,
• 1 oscilloscope à mémoire,
• 2 alimentations stabilisées variables,
• 1 générateur basse fréquence,
• Normes en vigueur et notamment celles relatives à la sécurité des machines,
• Normes relatives aux différentes représentations et aux langages de programmation des API,
• Documentations constructeurs sur les constituants industriels d'acquisition de données, de
commande, de puissance, de traitement et de communication.
4.2.2. LOGICIELS
• 2 progiciels éditeurs de modèle à boîtes,
• 2 progiciels éditeurs de Grafcet (avec vérification syntaxique) intégrant la simulation,
• 2 progiciels de simulation logique,
• 2 progiciels d'aide à la spécification des modes de marche,
Nota : certains de ces progiciels peuvent être intégrés dans des logiciels de CAO
d'automatismes (spécification/conception de la commande, prototypage de la commande).
• 1 éditeur de schéma-bloc, analyseur et simulateur des systèmes asservis continus,
• 1 logiciel d'aide au dimensionnement des composants électriques,
• Logiciels de schématique : électrique, pneumatique et hydraulique (2 de chaque),
l'impression sur imprimante, et avec banques de données,
ermettant
• 1 logiciel d'acquisition et de traitement du signal,
• 1 logiciel de supervision,
• 2 ateliers logiciels complets (multi-fonctionnalités et multi-langages) pour automates
programmables,
• 6 ateliers logiciels ou logiciels multi-langages pour automates programmables, avec, au
minimum : un langage ladder, un langage inspiré du Grafcet et un langage littéral structuré, (les
langages utilisés sont conformes à la norme CEI 1131),
• 2 logiciels de configuration/programmation des terminaux de dialogue,
• Logiciels de configuration/programmation des cartes métiers et coupleurs (au moins 1 par carte
et coupleur),
Nota : les logiciels de configuration/programmation ci-dessus peuvent être intégrés dans les
ateliers logiciels.
• 4 logiciels (les autres en local PO) ou version 8 postes mini de Windows et d'une suite
bureautique (traitement de texte, tableur, présentation, base de données),
• 1 logiciel de gestion de projet.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 19
4.2.3. Exemple de configuration d'automates programmables en salle PC
Réseau usine ou atelier normalisé
API mi-gamme ou
calculateur industriel
API mi-gamme
SUPERVISION
PC avec AL
ou console
dédiée
PC avec AL
Micro API
Réseau cellule
ou réseau de
terrain normalisé
Micro API
API mi-gamme
PC avec AL
PC avec AL
Terminal
de dialogue
PC avec AL
Micro API
Micro API
Micro API
PC avec AL
ou terminal
constructeur
PC avec AL
Bus ASI
Terminal
de dialogue
PC avec AL
AL = Atelier logiciel
Bus capteurs/actionneurs
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 20
4.3.
DES PARTIES OPÉRATIVES
4.3.1. MATÉRIELS
• 8 microordinateurs (dont 4 raccordés en réseau avec ceux de la salle PC), (le serveur est situé
en salle de préparation des professeurs),
caractéristiques minimales : fréquence de 166 Mhz, RAM de 32 Mo, RAM vidéo de 2 Mo,
disque dur de 1,6 Go, écran de 17", lecteur de cédérom,
• 1 traceur A0,
• 1 imprimante (A4/A3 couleur, résolution en noir et blanc de 600 ppp) à jet d'encre ou à bulles
d'encre, avec boîtier répartiteur et cordons,
• 1 imprimante laser (résolution de 600 ppp, RAM de 2 Mo) reliée au réseau informatique,
• 4 tables à dessin A0, avec appareils à dessiner,
• 26 tables à dessin A1, avec appareils à dessiner, (11 tables en PO, 15 tables dans un local de
rangement contigu),
• 1 mallette de constituants pour TP liaison glissière,
• 1 mallette de constituants pour TP liaison pivot,
• 1 mallette de constituants pour TP liaison hélicoïdale,
• 1 équipement de TP équilibrage dynamique,
• 1 ensemble téléviseur-magnétoscope.
4.3.2. LOGICIELS
• Logiciel 8 postes de dessin technique 2D-3D dont 2 avec bibliothèques mécaniques et module
de paramètrage de formes intégrés,
• Logiciel 8 postes de calcul statique 3D de mécanismes,
• Logiciel 2 postes de dimensionnement/choix de composants (assemblages vissés, collés,
soudés),
• Logiciel 8 postes de simulation et calcul cinématique 2D et 3D de mécanismes,
• Logiciel 8 postes de simulation et calcul dynamique 2D de mécanismes,
• Logiciel 1 poste de simulation et calcul dynamique 3D de mécanismes,
• Logiciel 3 postes de calcul de structures multipoutres 2D et 3D,
• Logiciel 8 postes tableur.
Remarque : les logiciels de simulation et de calculs statique, cinématique et dynamique seront
avantageusement interfacés avec le logiciel de dessin technique.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 21
4.4.
ZONE COMMUNE PC-PO
4.4.1. MATÉRIELS
• 1 chaîne fonctionnelle pneumatique (voir cahier des charges au chapitre 5),
• 1 chaîne fonctionnelle hydraulique (voir cahier des charges au chapitre 5),
• 1 chaîne fonctionnelle d'un système à 2 axes (voir cahier des charges au chapitre 5),
• 1 chaîne fonctionnelle d'un entraînement à vitesse constante (voir cahier des charges au chapitre
5),
• 4 microordinateurs dédiés aux chaînes fonctionnelles,
disque dur de 1,6 Go, écran de 17", lecteur de cédérom,
• 1 imprimante (A4, résolution de 600 ppp) à jet d'encre, avec boîtier répartiteur et cordons.
4.4.2. LOGICIELS
• 4 tableurs,
• 1 logiciel de statistiques.
4.5.
ATELIER LABORATOIRE DE RÉALISATION,
TESTS ET INTÉGRATION DES SYSTÈMES
4.5.1. MATÉRIELS
• 1 cisaille,
• 2 tourets à meuler, sur socle,
• 1 perceuse sensitive, sur socle (cône CM2),
• 1 perceuse à colonne (cône CM3),
• 1 plieuse manuelle, sur socle,
• 2 fraiseuses à commande intuitive, avec outillage, (puissance ≥ 3 kW, courses (X × Y × Z)≥
300 × 250 × 300 mm, cône de broche≥ SA 30, changement rapide manuel d'outil),
• 2 tours à commande intuitive, avec outillage, (puissance ≥ 5 kW, entre-pointe ≥ 500 mm,
changement rapide manuel d'outil),
• 1 magasin automatisé, ou ensemble de rayonnages et de bacs, ou armoires de rangement,
• 1 microordinateur de gestion,
• 5 établis avec étaux,
• 1 marbre avec cales étalons, vés, cylindre,
• 1 banc de test, mobile, appareillé (voir cahier des charges au chapitre 5),
• 8 postes de câblage, doubles, mobiles, avec accessoires,
• 4 platines de câblage des chaînes d'action électriques, en coffret (2 MAS, 1 moteur à CC,
1 motorisation sans balais),
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 22
• 4 platines de câblage des chaînes d'action pneumatiques en coffret,
• 1 banc de câblage hydraulique, commande conventionnelle et proportionnelle,
• 4 platines de câblage des alimentations et des pupitres,
• 1 système industriel,
• 8 lots d'outillage de base de l'électricien et du mécanicien (en mallette),
• 1 lot d'outillage électroportatif (perceuse, meuleuse, ...),
• 1 ensemble d'appareillages de mesure (oscilloscope, multimètres ...),
• 2 kits de protection individuelle et de condamnation pour travaux électriques (vérificateur
d'absence de tension VAT),
• 1 ensemble de documentations (normes, revues techniques, documents constructeurs, ...),
• 1 poste de soudage TIG et 1 poste de soudage MIG avec cabine (aspiration),
• 1 poste de travail des matières plastiques.
4.5.2. LOGICIEL
• 1 logiciel de gestion de projet.
4.6.
SALLE DE COMMUNICATION ET DOCUMENTATION
4.6.1. MATÉRIELS
• 1 microordinateur multimédia
disque dur de 1,6 Go, écran de 17", lecteur de cédérom, carte son et hauts parleurs 2 × 5 W,
• 1 imprimante (A4, résolution de 600 ppp) à jet d'encre ou à bulles d'encre.
• 1 téléphone numérique.
4.6.2. LOGICIELS
• 1 suite bureautique (traitement de texte, tableur, gestionnaire de bases de données),
• 1 logiciel de PAO.
4.6.3. DOCUMENTATION
• Livres et cédéroms de normes,
• Livres de cours de mécanique, RdM, automatique, ...
• Catalogues constructeurs,
• Dossiers et fiches techniques,
• Abonnements.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 23
4.7.
SALLE DE PRÉPARATION ET DE
RANGEMENT POUR LES PROFESSEURS
4.7.1. MATÉRIELS
• 1 microordinateur/serveur multimédia
2 disques durs de 2 Go, écran de 17", tour cédérom 8 emplacements, 1 carte modem/télécopie
afin, notamment, de se raccorder aux réseaux interconnectés (Internet, ...), 1 lecteur de
disquettes de grande capacité (pour sauvegardes).
Ce serveur est en réseau avec certains postes informatiques des laboratoires de spécification des
parties commandes et opératives, ainsi que le poste de la salle de communication et
documentation. Le réseau est de topologie étoile avec concentrateur 8 postes.
• 1 imprimante (A4, résolution de 600 ppp) à jet d'encre ou à bulles d'encre,
• 1 scanner.
4.7.2. LOGICIELS
• 1 suite bureautique (traitement de texte, tableur, gestionnaire de bases de données),
• 1 logiciel de PAO,
• 1 logiciel de gestion de réseau.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 24
5.
CAHIERS
DES
CHARGES
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 25
5.1.
CHAÎNE FONCTIONNELLE 2 AXES
5.1.1. Désignation
Système 2 axes, modulaire
5.1.2. Compétences concernées
CP332
CP333
CP334
CP52
CP53
CP54
CP55
CP61
CP73
:
:
:
:
:
:
:
:
:
évaluer les performances cinématiques (détermination de la trajectoire).
évaluer les performances dynamiques et énergétiques.
évaluer les caractéristiques d'une poutre isostatique.
réaliser les câblages.
réaliser un module logiciel.
effectuer l'assemblage et l'intégration de constituants ou de sous-systèmes.
effectuer les tests statiques et dynamiques de mise au point ou d'intégration.
élaborer/mettre à jour un dossier (conception, réalisation, test ou intégration).
optimiser les moyens et procédures de contrôle-commande.
5.1.3. Travaux pratiques caractéristiques (exemples)
TP1 : intégration-recette partielle
Objectifs :
• PV d'intégration, PV de recette.
Données :
• modules,
• plan d'intégration,
• tests d'intégration électriques, électroniques,
• spécifications du CdCF (précisions, temps de cycle, vitesses ...),
• cahier de recette d'une (d'un ensemble de) spécification(s).
Résultats :
• PV d'intégration et/ou PV de recette partielle
TP2 : recette finale
Objectifs :
• validation de différents cycles (trajectoires, performances),
• validation d'enchaînement de cycles (MMA),
• validation de la cadence nominale (1 heure).
Données :
• système intégré,
• PV d'intégration,
• cahier de recette et CdCF.
Résultats :
• PV de recette.
TP3 : réglage-optimisation
Objectifs :
• caractérisation
et
optimisation
de
trajectoire
2
axes
(précision/répétabilité, modèle de commande, écarts statiques et
dynamiques, rapidité, comportement de la motorisation,),
• optimisation multicritères par plan d'expériences.
Données :
• système intégré, instrumentation et PC opérationnelles,
• CdCF (critères à valider/optimiser),
• lois de commande,
• cahier de tests (dont plan d'expérience).
Résultats :
• courbes d'essais, optimisation réalisée.
TP4 : réglage-optimisation , idem TP3 sur autre(s) critère(s)
TP5 : Maintenance préventive systématique
Objectifs :
• validation de réglage(s),
• recherche de dérive.
Données :
• système instrumenté en fonctionnement,
• cahier de maintenance préventive systématique,
• fiche(s) d'essai(s) antérieur(s).
Résultats :
• PV de maintenance, fiche(s) d'essai(s)
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 26
5.1.4. Description fonctionnelle et structurelle
Configurations
• système 2 axes modulaire, de technologie mixte, bi-configurable :
- en portique X-Z,
- en table X-Y.
Architecture
• minimale : axe X à commande TOR, axe Y/Z à commande proportionnelle.
• maximale : axe X à commande proportionnelle, axe Y/Z à commande asservie.
Remarque : toutes architectures admises, y compris système multiarchitectures par
interchangeabilité des actionneurs.
Technologie mixte
• pneumatique/électrique ou électrique asynchrone/électrique en continu.
Remarque : axe électrique compatible avec mesure de courant ou de couple (pour C=K.I)
Équipement complémentaire
• préhenseur TOR.
Instrumentation minimale
• mesure proportionnelle du déplacement sur 2 axes,
• axe auxiliaire de mesure de position : axe Z1 fixe et précalibré (par rapport à un repère
absolu d'intégration du système sur un support fixe),
• mesure du courant moteur axe Z,
• sorties mesure sur connecteurs (entre les 2 axes et/ou des axes vers microordinateur),
• réglage du couple maxi (saturation en couple).
Exploitation des résultats sur PC, au minimum :
• courbes temporelles sur chaque axe (toutes référencées à la loi de consigne) : position,
vitesse et accélération ; ensemble des courbes (C, P, V, A),
• trajectoires de consigne/trajectoire réelle : CX-CY/X-Y,
• trajectoire d'accostage Z1-Z (sur fenêtre temporelle seulement),
• valeurs associées aux différents points des courbes affichables par sélection à la souris
(soit points quelconques, soit points définis).
Assistance logicielle par progiciel de conduite par menu, intégrant :
• paramétrage et commande de l'expérimentation,
• acquisition des mesures,
• visualisation des résultats.
Remarque : logiciel spécifique ou configuré à partir d'un logiciel d'expérimentation.
5.1.5. Environnement
• matériel : microordinateur pour exploitation gestion d'expérimentation.
• logiciel en option : transférabilité des fichiers résultats vers un logiciel type Excel ou de
statistique.
5.1.6. Caractéristiques techniques
• courses (axe X et Y/Z) : 200 × 200 mm mini,
• vitesse maxi : au moins 0,1 m/s, gamme de vitesse d'au moins 1 à 100,
• capacité de charge sur l'effecteur terminal : 1 daN mini,
• répétabilité de positionnement de l'axe proportionnel : moins de 0,1 mm,
• résolution de mesure des déplacements : 12 bits (≈ 0,05 mm sur 200 mm),
• Axe Z1 : course de 20 mm mini, résolution d'au moins 0,01 mm,
• commande directe par microordinateur ou par API.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 27
5.1.7. Caractéristiques opérationnelles
Intégration, configuration des axes
• intégration/configuration rapide et sûre, avec implantations prédéfinies,
• durée d'intégration ou de changement de configuration (matériel et logiciel) < 15 min
• nombre de montages/démontages sans détérioration > 1200(1)
• liaisons mesures et énergies par connecteurs rapides (intermodules ou système/PC),
• sécurité d'intégration conforme à la directive machines 89/392/CEE, actualisée
91/368/CEE 4.2, et aux normes EN 292, EN 60-204, EN 418, EN 1037 ...
Exploitation
• fonctionnement sûr, sans aucun danger pour les utilisateurs (sous enveloppe, amovible
ou non, éventuellement partielle, permettant la visualisation),
• chargement/déchargement de la charge sans risque pour l'utilisateur (par
exemple : accès protégé par cellules ou par protecteur mobile),
• modes de fonctionnement :
- axe par axe (X ou Y/Z) automatique ou manuel,
- axes liés (Xet Y/Z) automatiques,
- calibrage (Z ou Z1) automatique,
- gestion des modes automatiques à partir du menu principal,
- gestion des modes manuels (X+, X-, Y/Z+, Y/Z-) soit au pupitre, soit au menu
(de préférence au pupitre).
• lois de consigne et réglages :
- lois de consigne en commande proportionnelle (ou asservie) : créneau temporel,
échelon; trapèze en vitesse temporelle, trapèze vitesse-position, trapèze en
accélération temporelle,
- paramétrages : position ou déplacement visé, paramètres des lois (par exemple
en trapèze de vitesse : vitesse maximale, TA, TD (ou XA, XD),
- réglage de couple/courant de saturation (par potentiomètre ou par logiciel).
• visualisation :
- plein écran ou fenêtrage,
- sélectionnable après essai et modifiable,
- possibilité d'afficher deux essais consécutifs minimum (même mode graphique),
- accès aux valeurs des points par sélection (aléatoire par souris ou séquentiel par
touche clavier).
• sécurité du système :
- sécurité positive et comportement orienté vers l'arrêt en cas de défaillance,
- butées logicielles et matérielles sur chaque axe,
- aucun risque de détérioration de l'axe Z1 par conception (prévention de toute
possibilité de mise en butée de l'axe Z1 par l'axe Z).
5.1.8. Options
• réglage des paramètres PID sur axe asservi (ou tout autre réglage numérique),
• axe Z1 implantable en plusieurs positions,
• détecteurs de points de passage axe TOR (en vue de permettre des changements de
trajectoire en fonction de X),
• interpolation X-Z si deux axes asservis.
(1) pour 2 sections (première et seconde année), 2 utilisations par semaine (ou 15 groupes d'élèves) sur 30 semaines par an sur 10
ans (les modules peuvent être utilisés indépendamment).
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 28
5.2.
CHAÎNE FONCTIONNELLE HYDRAULIQUE
5.2.1. Désignation
Système monoaxe hydraulique à commande proportionnelle
CP23
CP332
CP333
CP335
CP53
CP55
:
:
:
:
:
:
analyser une solution technique existante.
évaluer les performances d'un mécanisme hydraulique ou pneumatique.
TP1 : étude fonctionnelle et structurelle d'un système monoaxe à commande
proportionnelle
Objectifs :
• représentation fonctionnelle de la chaîne, représentation structurelle,
• caractérisation des constituants,
• évaluation d'une performance.
Données :
• système en état de fonctionner avec charge variable,
• plans des constituants,
• logiciel de simulation des circuits hydrauliques,
• documentation constructeurs des constituants,
• caractéristiques de l'axe.
Résultats :
• représentation fonctionnelle et structurelle du système,
• interprétation des courbes de fonctionnement (comportement temporel),
• évaluation et validation d'une performance (à partir des caractéristiques
composants).
TP2 : analyse temporelle comportementale en commande proportionnelle
Objectifs :
• caractérisation de comportements en régimes transitoires et permanents
(précisions, rapidités, ...).
Données :
• système en état de fonctionner avec charge variable et possibilité
d'application d'une perturbation,
• fiches d'essais (essais de positionnement avec lois en créneau, en
trapèze de vitesse ...).
Résultats :
• courbes d'essais,
• caractérisation des comportements et critères associés.
TP3 : analyse temporelle comportementale en commande asservie, idem TP2
TP4 : réglage(s) monoparamètre en fonction d'un critère unique
Objectifs :
• caractériser un critère de comportement global (précision, temps de
cycle, oscillation, rapidité,...) ou local (dépassement, γmax, Cmax, Imax,...).
Données :
• système en état de fonctionner avec charge variable
• fiches d'essais.
Résultats :
• courbes d'évolution du critère en fonction du paramètre, réglage
optimal.
TP5 : optimisation par plan d'expérience
TP6 : construction-agencement d'une chaîne de commande hydraulique
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 29
TP7 : essais de caractérisation de matériaux ou de ressorts
TP8 : essais de caractérisation de liaisons complètes (frettage/extraction)
Configurations
• système biconfigurable (en axe X et en axe Z), bimodèle de commande (commande
proportionnelle, commande asservie).
Équipement complémentaire : châssis de machine d'essai.
Fourniture optionnelle
• échantillons de matériaux et de ressorts d'essais,
• lots de pièces mâles/femelles pour emmanchements.
• mesure proportionnelle de la position, mesure vitesse (ou évaluation à partir de la
position),
• mesure des pressions : des deux chambres, de l'alimentation, du retour,
• en option : mesure du débit sur une voie.
• courbes temporelles sur chaque axe (toutes référencées à la loi de consigne) : position,
vitesse et accélération ; écarts (séparés ou associés à la grandeur correspondante),
pressions comparées (les deux chambres, l'alimentation et le retour), effort moteur
(P1.S1 - P2.S2 ou D.(P1-P2)),
• valeurs associées aux différents points des courbes affichables par sélection à la souris.
• paramétrage et commande de l'expérimentation,
statistique.
• course : 200 mm mini,
• vitesse maxi : au moins 0,05 m/s, gamme de vitesse d'au moins 1 à 20,
• pression d'utilisation : 80 à 100 bar, limitation en pression réglable,
• répétabilité de positionnement : moins de 0,1 mm,
• commande directe par microordinateur ou par API.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 30
Configuration de l'axe
• durée de changement de configuration < 15 min,
• liaisons mesures et énergies par connecteurs rapides,
Exploitation
• fonctionnement sûr, sans aucun danger pour les utilisateurs : fonctionnement
uniquement autorisé sous enceinte sécurisée (permettant la visualisation),
• chargement/déchargement de la charge sans risque pour l'utilisateur (par
exemple : accès protégé par cellules ou par protecteur mobile),
- automatique, avec lois de consignes prédéfinies,
- automatique, cycles enchaînés,
- manuel (+/-), enceinte close, par boutons poussoirs (avec visualisation).
• lois de consigne et réglages :
- lois de consigne (commande proportionnelle ou asservie) : créneau temporel,
échelon, trapèze en vitesse temporelle, trapèze vitesse-position, trapèze en
accélération temporelle,
- paramétrages : X (ou Z), paramètres des lois (par exemple en trapèze de
vitesse : vitesse maximale, TA, TD (ou XA, XD),
- réglages : pression maxi, charge, correcteurs (P.I.D.).
• visualisation :
- sélectionnable après essai et modifiable,
- possibilité d'afficher deux essais consécutifs minimum (même mode graphique),
touche clavier).
- butées logicielles et matérielles (surcourses).
5.2.8. Options
• mesure du débit et calcul du rendement,
• détecteurs de points de passage (pour changement loi de consigne),
• montage différentiel,
• correcteurs numériques.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 31
5.3.
CHAÎNE FONCTIONNELLE : ENTRAÎNEMENT
CONSTANTE
A
VITESSE
5.3.1. Désignation : convoyeur linéaire-élévateur.
CP23
CP332
CP333
CP42
CP43
CP44
CP52
CP53
CP54
CP55
CP61
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
décrire le fonctionnement détaillé d'une partie commande.
dimensionner, évaluer les performances et choisir un constituant de commande.
établir les documents techniques de réalisation de la partie commande.
réaliser les câblages et raccordements de commande.
effectuer l'assemblage et l'intégration de constituants ou sous-systèmes.
élaborer/mettre à jour un dossier de conception, réalisation, test ou intégration.
TP1 : étude fonctionnelle et structurelle d'un entraînement linéaire à motorisation
asynchrone
Objectifs :
Données :
• système en état de fonctionner avec charge et frottements variables,
• logiciel de schématisation/simulation des circuits électriques,
Résultats :
• représentation fonctionnelle et structurelle du système,
composants).
TP2 : analyse temporelle comportementale à configuration variable (X ou Z), à
charge et frottements variables
Objectifs :
• caractérisation de comportements en régimes transitoires et permanents
(précisions, rapidités, ...).
Données :
• système en état de fonctionner avec charge et frottement variables,
• fiches d'essais (essais de positionnement avec lois en créneau, en
trapèze ...),
• critères de performance et de comportement à analyser (temps de
réponse, précisions statique et dynamique, fréquence des oscillations
éventuelles).
Résultats :
• courbes d'essais,
• caractérisation des comportements en fonction des paramètres (charge,
frottement, vitesse, accélération) sur la précision, la rapidité et le
caractère oscillatoire éventuel,
• courbes caractéristiques : rapidité=f(charge) et précision=f(frottement),
• réglage d'un capteur (configuration donnée) en fonction d'une
spécification.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 32
TP3 : étude de la précision de positionnement : idem TP2
Objectifs :
• caractérisation de la précision selon le mode de fonctionnement.
Données :
• système en état de fonctionner (deux configurations possibles),
• fiches d'essais de positionnement selon divers modes de commande
(temporelle directe, arrêt commandé à la position visée ou par
anticipation, arrêt avec rampe de décélération), selon les deux
configurations, sous charge et frottements variables.
Résultats :
• courbes d'essais en fonction des modes de commandes et des
paramètres (charge et frottement),
• réglage d'un capteur (configuration donnée) en fonction d'une
spécification.
TP4 : courbes caractéristiques d'un entraînement électromécanique
TP5 : construction-agencement d'un entraînement électromécanique
Objectifs :
• assembler, installer, câbler, programmer, tester un axe électrique.
Données :
• constituants du système disponibles et aptes à l'emploi,
• plans et schémas de réalisation, documents de programmation,
• fiches de tests d'intégration et de recette.
Résultats :
• entraînement testé en état de fonctionner,
• PV d'intégration et de recette.
Configurations
• système multiconfigurable : horizontal, vertical ou incliné.
Chargement mécanique : masse réglable, frottement réglable.
• mesure de la position, (avec image vitesse et accélération),
• mesure ou estimation de l'effort de frottement,
• mesure du courant moteur.
• courbes temporelles : position, vitesse, accélération, courant,
• valeurs associées aux différents points des courbes affichables par sélection à la souris.
Commande : par API externe, liaison par connecteur.
statistique.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 33
• course : 400 mm mini,
• vitesse maxi : au moins 0,2 m/s,
• charge maxi : 10 kg mini, variable par incréments de 1 kg,
• effort de frottement variable de 0 à 20 N,
• commande par API externe (au moyen d'un connecteur),
• 5 détecteurs de position, multitechnologies (2 mécaniques,
2 photoélectriques).
1
inductif,
Intégration, configuration des axes
• durée de changement de configuration : quelques minutes maxi,
• durée de changement de réglages : quelques minutes maxi,
• liaisons API, mesures et énergies par connecteurs rapides,
Exploitation
• fonctionnement sûr, sans aucun danger pour les utilisateurs,
• réglages rapides et sans risques pour l'utilisateur,
• modes de fonctionnement (au pupitre) :
- automatique cycle unique, cycles enchaînés, répétition de cycle (destiné à
permettre la comparaison de cycles successifs),
- manuel (avant/arrière).
• mesure de position avec affichage de la position à la consigne d'arrêt,
• visualisation de la position (dans tous les modes) :
- en mode répétition ou cycles enchaînés : visualisation comparative de deux
cycles successifs, mémorisation des positions de passage et d'arrêt, ainsi que
des distances d'arrêt, traitement statistique de ces valeurs (étendue, moyenne,
écart-type) pour chaque point de passage ou d'arrêt,
touche clavier).
- butées logicielles.
5.3.8. Options
• mesure du débit et calcul du rendement,
• détecteurs de points de passage (pour changement de loi de consigne),
• montage différentiel,
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 34
5.4.
CHAÎNE FONCTIONNELLE PNEUMATIQUE
5.4.1. Désignation : portique pneumatique.
CP335 : évaluer les performances d'un mécanisme pneumatique.
CP43 : dimensionner, évaluer les performances et choisir un constituant de commande.
TP1 :
l'objectif général de ces TP est de caractériser le comportement des
chaînes pneumatiques
TP1-1 : caractériser les performances d'un axe pneumatique selon sa configuration
matérielle et spatiale, en fonction de la direction des déplacements de la
charge (horizontale, verticale ou inclinée)
Objectifs :
Données :
• système en état de fonctionner (axe chargé),
• logiciel de simulation des circuits pneumatiques,
• caractéristiques du portique.
Résultats :
• représentation fonctionnelle et structurelle de l'axe étudié,
• choix d'amortisseur fin de course,
composants) et comparaison avec les relevés de performance
(accélération, vitesse, précision d'arrêt),
• caractérisation des solutions expérimentées.
TP1-2 : réglage(s) monoparamètre en fonction d'un critère unique.
Objectifs :
• caractériser un critère de comportement (précision, temps de cycle,
amortissement, contrôle de vitesse, arrêt, ... ),
Données :
• système en état de fonctionner (axe chargé),
Résultats :
• courbes d'évolution du critère en fonction du paramètre, réglage
optimal, choix d'un constituant de commande.
TP2 :
l'objectif général de cette série est d'évaluer le comportement des organes
de préhension (par le vide notamment).
TP2-1 : préhension par le vide, manipulation d'objets
Objectifs :
• représentation fonctionnelle de la chaîne, représentation structurelle
• essais de ventouses et de générateurs de vide.
Données :
• plans et masses des objets à manipuler,
• documentation constructeurs des constituants.
Résultats :
• réprésentation fonctionnelle et structurelle de la chaîne,
• résultats d'essais du générateur de vide et réglage,
• résultats d'essais de ventouses,
• caractérisation des solutions,
• évaluation et validation d'une performance.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 35
Configurations
• système 2 axes modulaires, de technologie pneumatique, configurés en portique et
permettant des expérimentations de charge en horizontal ou en vertical (ou incliné).
Architecture
• axe X à commande T.O.R. et proportionnelle,
• axe Z à commande T.O.R.
Technologie mixte : électrodistributeurs.
• mesure proportionnelle du déplacement sur l'axe X,
• sortie mesure sur connecteur.
• courbes temporelles sur l'axe X : position, vitesse et accélération,
• valeurs associées à quelques points prédéfinis sur les courbes par sélection à la souris
(notamment points d'accostage sur butée, fixe ou non).
• paramétrage de l'expérimentation,
statistique.
• course de l'axe X : 300 mm mini, 3 positions mini,
• vitesse maxi : au moins 0,4 m/s, réglage manuel de 2 vitesses,
• capacité de charge : 15 daN mini,
• précision de l'instrumentation : 0,1 mm en vitesse rapide, 0,05 mm en vitesse lente,
• course de l'axe Z : 50 mm mini, 2 positions mini,
• vitesse maxi : au moins 0,1 m/s, réglage manuel de la vitesse,
• capacité de charge : 12 daN mini,
• objets à manipuler : du type lisse, poreux, bombé, ...
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 36
Configuration des axes
• les axes X et Z peuvent fonctionner séparément,
• l'axe X peut être chargé indépendamment ou par l'intermédiaire de l'axe Z,
• l'axe X requiert l'instrumentation, il peut être inclinable par rapport au plan l'horizontal,
• l'axe Z monté seul peut fonctionner avec 2 commandes manuelles "préhension-lever" et
"poser-lâcher",
• dans le cas d'un fonctionnement en portique, le montage de l'axe Z sur l'axe X est
simple, fiable et robuste, durée de montage : 5 mn,
• commande à partir de distributeurs 2 ou 3 positions, classiques,
• adjonction de bloqueurs, RDU, ...,
• nombre de montages/démontages sans détérioration : >10 000,
Exploitation
• fonctionnement sûr, sans aucun danger pour les utilisateurs,
- axe X seul en manuel ou automatique avec instrumentation,
- axes X et Z accouplés en manuel ou automatique avec instrumentation,
- axe Z seul en manuel.
• lois de consigne et réglages : définition du cycle et des points d'arrêt.
• visualisation de l'instrumentation:
- accès aux valeurs des points présélectionnés.
- sécurité positive et comportement orienté vers l'arrêt en cas de défaillance (la
pièce manipulée ne doit pas être lâchée avant la pose en cas d'arrêt d'urgence),
- aucun risque de détérioration de l'axe Z.
• interchangeabilité de composants aisée (distributeurs, régleurs, ...).
5.4.8. Options
• pinces pneumatiques,
• 2 vérins d'axe X, de diamètres différents (∅ ≥ 32 mm) avec interchangeabilité aisée.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 37
5.5.
BANC MOBILE DE TESTS
5.5.1. Désignation : unité mobile de contrôle-commande.
CP52 : réaliser les câblages et raccordements de commande.
CP53 : réaliser un module logiciel.
CP55 : effectuer les tests statiques et dynamiques de mise au point ou d'intégration.
5.5.3. Travaux pratiques caractéristiques
Cette unité a pour but principal d'animer les sous-ensembles de parties opératives.
Elle pourra être utilisée chaque fois qu'un sous-ensemble ou qu'une chaîne fonctionnelle
subira un test de validation (ou bien une carte de commande spécifique).
NOTA :
Une réflexion pédagogique est en cours pour définir précisément cette unité de contrôlecommande et proposer les fonctionnalités suivantes :
• alimentation en puissance électrique et pneumatique,
• montage de différents types d'automates programmables,
• sécurité d'utilisation,
• connectique standard,
• définition d'un pupitre de commande permettant au moins une commande actionneur
par actionneur et une commande automatique.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 38
5.6.
SYSTÈME AUTOMATISÉ DE PRODUCTION
5.6.1. Désignation : ligne automatisée de production
CP11
CP12
CP13
CP23
CP33
CP34
CP42
CP43
CP44
CP52
CP53
CP54
CP55
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
CP61 :
CP62 :
CP72 :
CP73 :
rechercher une information.
analyser, organiser, synthétiser des informations.
présenter un travail personnel ou d'équipe.
évaluer les performances d'une solution PO et choisir un constituant/composant.
établir les documents techniques de réalisation de la PO.
décrire le fonctionnement détaillé d'une partie commande.
dimensionner, évaluer les performances et choisir un constituant de commande.
établir les documents techniques de réalisation de la PC.
réaliser les câblages et raccordements de commande.
effectuer l'assemblage et l'intégration de constituants ou de sous-systèmes.
effectuer les tests statiques et dynamiques de mise au point ou d'intégration de
tout ou partie du système automatisé.
élaborer/mettre à jour un dossier de conception, de réalisation, de test ou
d'intégration.
élaborer/mettre à jour un dossier d'exploitation-maintenance.
exploiter un SAP en situation (industrielle) de production.
optimiser les moyens et procédures de contrôle-commande.
(remarque : la numérotation des TP ne présuppose aucune séquentialité pédagogique)
TP1 : intégration-recette(s) partielle(s)
Objectifs :
• PV d'intégration, PV de recette.
Données :
• au moins deux unités en fonctionnement,
• plan d'intégration électromécanique,
• cahiers de tests d'intégration électriques, électroniques,
• CdCF des unités, de l'ensemble des unités (cadences nominales,
vitesses, ...),
• cahier de recette d'une (ou d'un ensemble de) spécification(s).
Résultats :
• PV d'intégration et/ou PV de recette partielle.
TP2 : recette finale
Objectifs :
• validation de différents cycles (trajectoires, performances),
• validation d'enchaînement de cycles (MMA),
• validation de la cadence nominale (1 heure).
Données :
• système complet intégré,
• produit pour au moins 1 heure de fonctionnement continu,
• PV d'intégration et de recette partielle/provisoire,
• CdCF du système,
• dossier d'exploitation/manuel opérateur (modes de fonctionnement :
modes d'essais, de réglage et de sécurité, changement de configuration,
de produit, ...),
• dossier de maintenance de premier niveau,
• cahier de recette,
• instrumentation et moyens d'essais requis.
Résultats :
• PV de recette.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 39
TP3 : conduite d'une unité (en mode de fonctionnement partiel ou local)
Objectifs :
• production tout de même en mode local.
Données :
• unité concernée en fonctionnement,
• dossier d'exploitation et manuel opérateur (MMA, modes de réglage, de
sécurité),
• fiches de production.
Résultats :
• production effectuée conformément à la fiche de production,
• journal de bord établi.
TP4 : conduite du système (en mode de fonctionnement global ou partiel)
Objectifs :
• produire conformément aux objectifs de production pendant une durée
déterminée,
• travailler en équipe (2 étudiants) sur le système.
Données :
• système en état de fonctionnement,
• répartition des activités entre les étudiants définie,
• CdCF du système,
• dossier d'exploitation/manuel opérateur (modes de fonctionnement :
modes d'essais, de réglage et de sécurité, changement de configuration,
de produit, ...),
• dossier de maintenance de premier niveau,
• fiches de production.
Résultats :
• production effectuée conformément à la fiche de production,
• journal de bord établi.
TP5 : réglage-optimisation d'une unité
Objectifs :
• caractérisation et optimisation d'une performance produit, production
ou unité (temps de cycle, disponibilité, qualité ..., précision/répétabilité,
modèle de commande, écarts statique et dynamique, rapidité,
comportement de motorisation),
Données :
• unité en état de fonctionnement, autonome ou accouplée au système,
• instrumentation et PC opérationnelles,
• CdCF de l'unité (critères à valider/optimiser),
• lois de commande,
• cahier de tests (dont plan d'expériences).
Résultats :
• courbes d'essai ; optimisation réalisée,
• interprétation de l'optimum (et des non conformités éventuelles),
• proposition éventuelle d'amélioration.
TP6 : réglage-optimisation : idem TP5 sur autre(s) critère(s)
TP7 : réglage-optimisation : idem TP5/6 sur une autre unité
TP8 : réglage-optimisation système (multiunités)
Objectifs :
• travail en équipes coordonnées (une équipe d'étudiants par unité),
• caractérisation et optimisation d'une performance produit, production
ou système,
Données :
• système en état de fonctionnement, unités couplées,
• instrumentation et PC opérationnelles,
• CdCF système (critère(s) à valider/optimiser),
• cahier de tests (dont plan d'expériences).
Résultats :
• système réglé/optimisé globalement,
• justification/interprétation des éventuelles décisions de compromis
entre équipes.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 40
TP9 : maintenance corrective PO-unité
Objectifs :
• diagnostic, remise en service.
Données :
• unité en dysfonctionnement (panne PO, réelle, créée ou simulée),
• cahier de maintenance corrective,
• démarche d'aide au diagnostic (outil d'aide au diagnostic recommandé),
• instrumentation et moyens de tests disponibles sur demande,
• tableau de bord, bilans et compte rendus de maintenances antérieures.
Résultats :
• diagnostic de la cause première effectué,
• module remis en service ; PV de maintenance.
TP10 : maintenance corrective PC-unité : idem TP9 sur défaut PC (matériel ou
logiciel)
TP11 : maintenance corrective système
Objectifs :
• diagnostic, remise en service.
Données :
• système en dysfonctionnement (panne ou dérive, réelle, créée ou
simulée),
• cahier de maintenance corrective,
• démarche d'aide au diagnostic (outil d'aide au diagnostic recommandé),
• instrumentation et moyens de tests disponibles sur demande,
Résultats :
• diagnostic de la cause première effectué,
• système remis en service ; PV de maintenance.
TP12 : mise en sécurité-validation des sécurités (MAI2)
Objectifs :
• tests périodiques des dispositifs de sécurité.
Données :
• système en fonctionnement,
• analyse des risques,
• description des dispositifs et procédures de sécurité,
• cahier de tests de sécurité (unités et système),
• instrumentation et moyens de tests (disponibles sur demande étudiant),
Résultats :
• diagnostic de sécurité effectué,
• conformité des dispositifs de sécurité garantie,
• proposition éventuelle de dispositions de sécurité complémentaires.
Produit(s)
• Matière(s) d'œuvre non dégradable(s) et recyclable(s), non alimentaire(s), de coût de
réapprovisionnement nul ou négligeable.
• Produit(s) recyclable(s).
Production
• Production, à partir du vrac, de lots configurables et variables (fabrication multilots à
lots multiproduits).
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 41
Architecture
• Ligne constituée de 3 unités autonomes (au moins) : chaque unité peut produire
indépendamment.
• Les unités sont représentatives de procédés industriels distincts, avec au moins :
- une unité "manufacturière",
- une unité "process" (avec régulation de fluide, éventuellement de température),
- une unité "groupage-conditionnement" (par lots de taille variable).
• Le transfert entre unités peut être de type transfert libre. La vitesse de transfert est
réglable.
Fonctions
• Fonctions système :
- changement de configuration de produit et de production,
- régulation de flux produit,
- vitesse variable,
- régulation de flux matière,
- conduite et commande autonome de chaque unité,
- communication (entre unités et avec supervision) par réseau hétérogène,
- supervision,
- sécurité des personnes,
- diagnostic de défauts.
• Fonctions de commande :
- commande séquentielle paramétrable,
- asservissement (un ou plusieurs axes),
- commande deux axes coordonnés.
Technologies de puissance,
mixtes, pneumatique TOR/électrique TOR et proportionnelle, avec au moins :
• une chaîne fonctionnelle à motorisation électrique asynchrone TOR,
• une chaîne fonctionnelle à motovariateur asynchrone (commande en vitesse),
• une chaîne fonctionnelle à motorisation asservie (moteur CC, autosynchrone,
linéaire, ...),
• une chaîne fonctionnelle à vérin pneumatique.
Technologies de commande et pilotage
• 3 API (dont au moins un hétérogène), avec (au moins) une carte d'axe, une carte
régulation, cartes communication réseau, une carte coupleur PC.
• Constituants : variateur de vitesse ; 3 pupitres/terminaux de dialogue.
• Un PC dédié à l'exploitation et à la supervision.
• Un ensemble de capteurs TOR,
• Une mesure de déplacement,
• Une mesure de flux produit (par exemple, une mesure de vitesse de convoyeur, ou une
mesure de débit),
• Une mesure du courant sur un moteur.
• courbes temporelles : position, vitesse et accélération, courant moteur.
• tableaux de bord de production,
• valeurs associées aux différents points des courbes affichables par sélection à la souris
(soit points quelconques, soit points définis).
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 42
Assistance logicielle
• Logiciel(s) API conforme(s) à la norme CEI 1131 : commande PO, gestion des modes
de marche et de défauts, gestion des réseaux API et supervision, paramétrage des
terminaux.
• Progiciel d'aide à la programmation des applications API.
• Progiciel d'aide à l'exploitation, par menu, intégrant les fonctions :
- aide à la conduite,
- aide au diagnostic et à la maintenance,
- acquisition de mesure et visualisation de résultats.
(Remarque : logiciel(s) soit spécifique(s), soit configuré(s) à partir de
logiciel(s) du marché).
• Progiciel de supervision intégrant au moins :
- imagerie (création et animation),
- fil de l'eau des défauts (écran et imprimante),
- archivage des défauts.
Sécurité
• Protection de tous les accès à risque (mécanique, électrique, thermique, ...). La
technique de protection, le mode d'arrêt ou de reprise sont en relation avec le niveau de
risque, la visibilité, le risque éventuel d'enfermement, ...
• Alimentation électrique protégée contre tout contact direct.
• Consignation (unité ou système).
Environnement
• PC comme console de programmation.
• Appareils de mesure spécifiques.
Fonction
Être
alimenté
en
énergie
S'intégrer
dans
l'atelier
laboratoire
Critère
Niveau
Flexibilité*
Tension d'alimentation
220 ou 380 V
1
Protection contre les contacts directs
Absolue
0
Puissance électrique
5 kW environ
2
Débit en air
2 l/min à 6 bar environ
2
Surface au sol
20 m² maxi
Hauteur
2,4 m maxi
1
1
Accès à l'atelier :
1
• niveau d'accès
en standard direct en
RdC ; possible en étage
• passage d'accès
en standard porte double, par couloir possible
Implantation liaisons électriques**
Aérienne
0
* 0 = valeur non discutable ; 1 = valeur discutable ; 2 = valeur souhaitée, donnée à titre indicatif
** Liaisons entre partie opérative et armoires, lorsque celles-ci sont séparées de la ligne.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 43
Fonction
Être
évolutif
Critère
Niveau
Flexibilité*
Configuration minimale
2 modules
0
Évolutivité
Module par module
1
Durée de vie
10 000 heures mini
(utilisation : 8 h/jour, 5 jours ½ par
semaine, 40 semaines/an, sur 8 ans)
1
exploité en
Disponibilité
1
toute sûreté
Ergonomie et sécurité de tous les Aucun risque d'accident
accès
d'exploitation
ou
de (chute, coupure, entraîmaintenance
nement d'une partie du
corps, position non
ergonomique
Être
30 % mini**
0
* 0 = valeur non discutable ; 1 = valeur discutable ; 2 = valeur souhaitée, donnée à titre indicatif
** Rapport du temps brut de fonctionnement productif de l'installation au temps total d'utilisation (cette
valeur intègre le caractère pédagogique de l'équipement)..
5.6.8. Fournitures
• Système installé sur site, en état de fonctionnement.
• Logiciels de programmation et d'exploitation (licences, disquettes/CD).
• Formation minimum : 5 jours sur site.
• Assistance en ligne sur au moins une année.
• Procès verbal de conformité par un organisme habilité.
• Manuel(s) opérateur (régleur).
• Dossier(s) d'exploitation-maintenance : unités et système.
• Ensemble des plans partie opérative en conformité avec le système installé.
• Ensemble des schémas (puissance, commande) en conformité avec le système installé.
• Ensemble des programmes en conformité avec le système installé (disquettes).
• Nomenclature complète PO et PC.
• Dossier pédagogique : 5 TP minimum.
• Mise à jour logicielle (corrections, évolutions).
• Garantie : 14 mois à partir de la date de mise en mains.
• Proposition de mise à jour matérielle à 5 ans.
5.6.9. Options
• Correcteurs numériques sur procédé.
• Interpolation deux axes sur commande deux axes.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 44
6.
DESCRIPTIF
DES LOCAUX
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 45
6.1.
SPÉCIFICATIONS GÉNÉRALES
• Câblage des locaux
La prise en compte de la dimension "communication" dans la conception des structures
d'un établissement scolaire constitue, avec l'évolution des technologies, une donnée
incontournable. Il est recommandé de mettre en place les moyens nécessaires à la
réalisation, dans un futur plus ou moins proche, des liaisons indispensables d'une part
entre les différents centres d'activité de l'établissement (administration, salles de classe,
laboratoires, CDI, ...) d'autre part avec le milieu extérieur.
Il convient donc de prévoir une certaine souplesse dans les possibilités de câblage des
locaux, c'est à dire les caractéristiques du bâtiment qui permettront d'installer, de
configurer, d'étendre, de modifier voire de changer l'infrastructure de câblage sans
impact majeur sur le bâti.
• Murs
Les murs seront traités pour :
- permettre l'amélioration acoustique,
- favoriser l'éclairage naturel.
• Ventilation
Il est recommandé de mettre à disposition des utilisateurs la possibilité d'assurer un
renouvellement d'air par une ventilation mécanique commandée manuellement (2 à 3
fois le volume par heure).
• Chauffage
Il convient d'exclure toute source bruyante et provoquant un brassage d'air.
• Implantation
On trouvera dans le guide une formule d'aménagement possible dans un espace
volontairement limité à un pourtour rectangulaire. Il va de soi que l'enveloppe
géométrique de cet espace peut être tout autre (carrée, polygonale,...) en fonction de
l'architecture développée dans l'établissement.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 46
• Mobilier
Les listes de mobilier fournies avec les plans d'implantation ne sont qu'indicatives et
sont seulement destinées à guider le choix des utilisateurs.
On portera une attention particulière sur le choix du mobilier équipant l'ensemble des
locaux afin de fournir aux étudiants un cadre de travail agréable et fonctionnel.
Les tableaux seront métalliques blancs, à écriture feutre, l'utilisation de la craie étant
néfaste pour les matériels informatiques et audiovisuels.
L'utilisation de vestiaires mobiles à cintres est préférable à des patères fixées aux murs.
On prévoira des zones "espace vert".
6.2.
EXEMPLE D'IMPLANTATION GÉNÉRALE
SURFACE TOTALE
SURFACE UTILE
PO
120 m²
: environ 820 m²
: environ 710 m²
Zone
commune
PC-PO
50 m²
PC
100 m²
Rangement
24 m²
Système
industriel
Profs
20 m²
Doc
32 m²
Aire
réalisation
Salle
de cours
64 m²
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Aire
câblage
Zone
de
communication
RTI
300 m²
Aire
systèmes
à construire
Page 47
6.3.
DES PARTIES COMMANDES
6.3.1. FICHE SIGNALÉTIQUE
Surface
:
100 m²
Hauteur sous plafond
:
2,5 m
Accès minimum
:
1 porte double
Relation de contiguïté
:
Salle PO, zone commune PO-PC
Relation de proximité
:
Atelier-laboratoire de RTI
Charge d'exploitation
:
4 kN/m²
Revêtement de sol
:
antidérapant, étanche à l'eau, résistant aux huiles
et aux agents chimiques
Éclairage naturel
:
prévoir des rideaux d'occultation
Éclairage artificiel
:
fluorescent de type lumière du jour, 400 lux,
limité à 200 lux sur les postes informatiques
Alimentation électrique
:
prises 2P+T, 220 V, 10/16A, réparties sur
bandeau périphérique
ligne d'alimentation autonome pour postes
informatiques, protégée par onduleur
Réseaux
:
téléphone
Fluides
:
eau chaude et froide
air comprimé
Particularités
:
protection contre l'effraction
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 48
6.3.2. MOBILIER
Quantité/Désignation
Rep
4 armoires hautes (180 × 120 × 45 cm)
1
3 tableaux blancs (120 × 200 cm)
2
2 tableaux planning (120 × 150 cm)
3
2 compositions florales
4
16 chaises
5
4 tables rectangulaires (180 × 50 cm)
6
8 tables avec rampe d'alimentation pour API et microordinateur (200 × 100 cm) 7
16 tabourets
8
2 tables support d'imprimante (70 × 50 cm)
9
1 ensemble professeur (bureau + chaise)
10
2 chaises dactylo
11
1 table informatique double (120 × 80 cm)
12
1 ensemble de rétroprojection
13
1 écran de projection (150 × 150 cm)
14
1 vestiaire mobile
15
1 armoire à tiroirs pour composants, cordons, outillage ... (90 × 60 cm)
16
6.3.3. EXEMPLE D'IMPLANTATION
3
2
1
4
5
6
7
8
10
13
14
9
15
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
11
12
16
Page 49
6.4.
DES PARTIES OPÉRATIVES
Surface
:
120 m²
:
2,5 m
Accès minimum
:
1 porte double
:
Salle PC, zone commune PC-PO, local de
rangement
:
Atelier-laboratoire de RTI
:
4 kN/m²
Revêtement de sol
:
Éclairage naturel
:
prévoir des rideaux d'occultation
:
:
Réseaux
:
téléphone
Fluides
:
air comprimé
Particularités
:
Un local de rangement de 24 m² est contigu à
cette salle. Il permet le rangement, lorsqu'elles ne
sont pas utilisées, des 15 tables à dessin de
format A2 supplémentaires (avec leurs chaises et
leurs dessertes).
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 50
6.4.2. MOBILIER
6.4.3.
EXEMPLE D'IMPLANTATION
Rep
1 tableau d'affichage (120 × 150 cm)
1
1 tableau papier
2
1 vestiaire mobile
3
12 chaises
4
5
8 tables informatiques doubles
(120 × 80 cm)
6
16 chaises pour poste informatique
7
2 supports d'imprimante (60 × 70 cm)
8
1
2
3
4
5
6
1 meuble à plans A0
8
7
traceur
9
4 armoires basses (90 × 120 × 45 cm)
10
11
4 tables à dessin A0
avec appareil à dessiner
12
30 dessertes *
13
30 chaises de dessinateur *
14
26 tables à dessin A1 *
avec appareil à dessiner
15
1 support téléviseur/magnétoscope
16
1 ensemble professeur
(bureau + chaise)
17
1 tableau blanc (120 × 300 cm)
18
1 ensemble de rétroprojection
19
20
9
11
10
13
14
15
16
12
18
17
19
20
* dont 15 dans un local de rangement. Ces éléments supplémentaires sont indispensables, notamment lors des
épreuves d'examen.
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 51
6.5.
ZONE COMMUNE PC-PO
Surface
:
50 m²
:
2,5 m
Accès minimum
:
1 porte simple et 1 porte double
:
Salles PO et PC
:
4 kN/m²
Revêtement de sol
:
:
fluorescent de type lumière du jour, 400 lux
:
Fluides
:
air comprimé
Particularités
:
6.5.2. MOBILIER
Rep
3 armoires basses (90 x 120 x 50 cm)
1
4 tableaux blancs (120 x 150 cm)
2
8 chaises dactylo
3
2
1
CF
3
4
4 tables informatiques doubles (120 x 80 cm) 4
1 table support d'imprimante
5
1 armoire haute (180 x 120 x 45 cm)
6
1 composition florale
7
CF
5
CF
6
7
CF
CF : chaînes fonctionnelles
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 52
6.6.
ATELIER-LABORATOIRE DE RÉALISATION,
DE TEST ET D'INTÉGRATION
Surface
:
300 m²
:
5m
Accès minimum
:
1 porte double
1 porte double de grandes dimensions (4 m)
donnant accès à l'extérieur
:
Salles PO et PC
:
15 kN/m²
Revêtement de sol
:
:
:
380 V tri par rails aériens pour la zone machines
outils
ligne d'alimentation autonome pour poste
informatique, protégée par onduleur
Réseaux
:
téléphone
Fluides
:
air comprimé
Particularités
:
local situé au niveau du sol pour l'accès de
véhicules
6.6.2. MOBILIER
Rep
Rep
10 armoires hautes (180 × 120 × 45 cm)
1
1 table informatique double (120 × 80 cm)
1 ensemble professeur (bureau + chaise)
2
10
1 tableau blanc (120 × 200 cm)
3
2 vestiaires mobiles
11
1 tableau papier mobile
4
9 armoires basses (90 × 120 × 45 cm)
12
1 tableau planning (120 × 150 cm)
5
1 tableau d'information (120 × 200 cm)
13
6 chaises
6
16 tabourets
14
7
1 tableau pour affichage plans (120 × 200 cm)15
2 chaises dactylo
8
7 dessertes mobiles
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
9
16
Page 53
MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION NATIONALE, DE L'ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE
3
Magasin
5
11
2
6
1
7
4
8
9
Hydrau.
10
12
14
13
15
AIRE
SYSTÈMES
A
CONSTRUIRE
Tables de câblage
SYSTÈME
INDUSTRIEL
Établi
Banc de test
Tours
Fraiseuses
Tourets
16
SOUDAGE
Marbre
Perceuse
sensitive
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Perceuse
à colonne
Plieuse
Établi
Cisaille
Page 54
6.7.
SALLE DE COMMUNICATION ET DOCUMENTATION
Surface
:
32 m²
:
2,5 m
Accès minimum
:
1 porte simple
:
Salle de préparation professeurs
:
4 kN/m²
Revêtement de sol
:
thermoplastique
:
:
Réseaux
:
téléphone
Fluides
:
Particularités
:
6.7.2. MOBILIER
Rep
6 armoires hautes (180 x 120 x 45 cm)
1
2 armoires basses (90 x 120 x 50 cm)
2
1 table support d'imprimante
3
4 tables rectangulaires (130 x 50 cm)
4
8 chaises
5
1 tableau blanc (120 x 300 cm)
6
2 chaises dactylo
7
1
2
4
3
6
7
8
1 table informatique double (120 x 80 cm) 8
1 tableau papier
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
5
9
10
9
10
Page 55
6.8.
SALLE DE PRÉPARATION ET DE RANGEMENT PROFESSEURS
Surface
:
20 m²
:
2,5 m
Accès minimum
:
1 porte simple
:
Salle de documentation
:
4 kN/m²
Revêtement de sol
:
thermoplastique
:
:
Réseaux
:
téléphone
Fluides
:
Particularités
:
6.8.2. MOBILIER
Rep
2 armoires hautes (180 x 120 x 45 cm)
1
2
1 armoire basse (90 x 120 x 50 cm)
3
5 chaises
4
5
6
1 table support de périphériques
7
2
1
3
4
7
5
6
8
9
(imprimante, scanner)
2 chaises dactylo
8
1 table informatique double (120 x 80 cm) 9
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
Page 56
6.9.
SALLE DE COURS
Surface
:
64 m²
:
2,5 m
Accès minimum
:
1 porte simple
:
:
4 kN/m²
Revêtement de sol
:
thermoplastique
:
fluorescent de type lumière du jour, 400 lux
:
6.9.2. MOBILIER
Rep
Rep
32 chaises
1
1 ensemble professeur (bureau + chaise) 5
2
6
3
1 rétroprojecteur
7
1 armoire haute (180 x 120 x 45 cm)
4
8
1
2
3
7
5
4
6
GUIDE D'ÉQUIPEMENT
8
Page 57

bts mécanique et automatismes industriels

Transcription

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