Exercice 1 — GRAFCET synchronisé (2,5 points), dans l’esprit des sessions 2016–2025
Poste de conditionnement de bocaux de harissa. Le poste remplit et capsule des lots de 12 bocaux. Un convoyeur à pas, entraîné par le moteur Mt1, déplace les bocaux ; le poste de remplissage et le poste de capsulage sont séparés d’un pas.
Fonctionnement. Conditions initiales : . Un appui sur le bouton lance le cycle décrit par le GRAFCET de coordination (figure 1), qui gère trois tâches :
- Tâche 1 « Avancer d’un pas » : le moteur Mt1 fait avancer le convoyeur d’un pas ; la fin du pas est signalée par un front montant du capteur , noté (convoyeur arrêté en fin de pas, la came reste sur ).
- Tâche 2 « Remplir et dater » : deux opérations simultanées : remplir le bocal placé sous la buse par l’électrovanne doseuse pendant 4 s, et imprimer la date du lot par la sortie puis la rentrée de la tige du vérin C3. À la fin du remplissage, le compteur est incrémenté ().
- Tâche 3 « Capsuler » : descente de la tête de capsulage (sortie de la tige du vérin C1), vissage de la capsule par le moteur Mt2 pendant 2 s, puis remontée de la tête.
Pour le premier bocal, seule la tâche 2 est lancée (aucun bocal n’est encore sous la tête de capsulage) ; en régime normal, les tâches 2 et 3 sont lancées ensemble ; après le 12ᵉ remplissage, un dernier pas amène le dernier bocal sous la tête, qui est capsulé seul. Le comparateur délivre lorsque .
Choix technologique
| Action | Actionneur | Préactionneur | Capteur |
|---|---|---|---|
| Avancer le convoyeur d’un pas | Moteur Mt1 | KM1 | (fin de pas) |
| Remplir le bocal | Électrovanne doseuse | KA1 | temporisateur |
| Dater : sortir la tige de C3 | Vérin C3 | 14M3 | |
| Rentrer la tige de C3 | Vérin C3 | 12M3 | |
| Descendre la tête de capsulage | Vérin C1 | 14M1 | |
| Remonter la tête de capsulage | Vérin C1 | 12M1 | |
| Visser la capsule | Moteur Mt2 | KM2 | temporisateur |
| Départ cycle ; harissa dans la trémie | — | — | ; |
Les repères (a) à (r) des figures désignent les réceptivités et les actions à compléter.
- En exploitant le paragraphe « Fonctionnement » et le tableau du choix technologique, donner l’action (préactionneur) repérée (f), (i), (l), (n) et (o).
- Transitions d’entrée des tâches.
- Justifier la réceptivité imprimée à l’entrée de la tâche 3.
- Compléter les réceptivités (e) et (h).
- Compléter les réceptivités de fin de mouvement (k) et (q), puis les réceptivités temporisées (j) et (p) avec la notation ( : numéro de l’étape qui porte le temporisateur).
- La tâche 2.
- Pourquoi commence-t-elle par une divergence en ET ?
- En déduire la réceptivité (b) du GRAFCET de coordination.
- Boucle de comptage.
- À quel moment le compteur est-il incrémenté ? Combien de fois les étapes 3 et 4 sont-elles activées pour un lot de 12 bocaux ?
- Compléter la réceptivité (c).
- Compléter les réceptivités (a) et (d) du GRAFCET de coordination.
- Compléter les réceptivités de retour (g), (m) et (r) des trois tâches.
- Expliquer pourquoi la fin de pas est écrite et non .
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche
1. Idée : chaque action décrite dans le fonctionnement correspond à une ligne du tableau ; on écrit le préactionneur, jamais l’actionneur. (f) : KM1 (avancer le convoyeur) ; (i) : KA1 (électrovanne doseuse, le temporisateur est déjà imprimé) ; (l) : 12M3 (rentrée de la tige de C3 après ) ; (n) : 14M1 (descente de la tête) ; (o) : KM2 (vissage, avec ).
2.a Idée : une tâche démarre dès que l’une des étapes de coordination qui l’appellent est active. La tâche 3 est appelée par l’étape 4 (régime normal) et par l’étape 6 (dernier bocal) ; une seule de ces étapes est active à la fois, d’où le OU logique .
2.b Les trois étapes « //Avancer d’un pas » sont 1, 3 et 5, et les étapes « //Remplir et dater » sont 2 et 4 : et .
3. Idée : après une action de vérin, la réceptivité est le capteur de fin de ce mouvement ; après une action temporisée, c’est la fin de la temporisation lancée par l’étape. (k) (tige de C3 sortie) ; (q) (tête remontée) ; ; .
4.a Remplir et dater sont simultanés : les deux branches sont activées ensemble par le même franchissement. Chacune se termine par une étape d’attente sans action (22 et 25), et la convergence en ET n’est franchie que lorsque les deux sont actives, quelle que soit la branche la plus lente.
4.b La tâche 2 n’est finie que si ses deux étapes finales sont actives, comme dans la réceptivité imprimée sous l’étape 4 : .
5.a est incrémenté à l’activation de l’étape 22, c’est-à-dire à la fin de chaque remplissage. L’étape 2 remplit le bocal 1 () ; chaque passage par les étapes 3 puis 4 remplit un bocal de plus. atteint 12 au bout de passages : les étapes 3 et 4 sont activées 11 fois chacune (le convoyeur fait donc pas par lot).
5.b Les deux réceptivités d’une divergence en OU doivent être exclusives : même fin des tâches, mais lot incomplet : .
6. La première transition vérifie la demande et les conditions initiales : . À l’étape 6, seule la tâche 3 est lancée : .
7. Idée : une tâche revient à son étape initiale quand l’étape de coordination qui suit l’étape appelante est active ; revenir sur l’étape appelante la ferait redémarrer aussitôt.
- Tâche 1, appelée par 1, 3 et 5, suivies de 2, 4 et 6 : .
- Tâche 2, appelée par 2 et 4, suivies de 3 (dans les deux cas) ou de 5 : .
- Tâche 3, appelée par 4 (suivie de 3 ou de 5) et par 6 (suivie de 0) : .
8. À la fin d’un pas, passe à 1 et reste à 1 quand le convoyeur s’arrête. Au pas suivant, dès l’activation de l’étape 11, la réceptivité serait déjà vraie : l’étape 11 serait franchie aussitôt et KM1 ne serait jamais alimenté. Le front montant n’est vrai qu’à l’instant où la came arrive sur le capteur, donc seulement à la fin du nouveau pas.