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corrigé Épreuve E42 session 2015 BTS Electrotechnique ... - Eduscol

BTS ÉLECTROTECHNIQUE - CORRIGÉ. Session 2015 ... B.2 L'API (Automate Programmable Industriel) et l'IHM (Interface Homme- Machine). B.2.1 Un ...




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BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR ÉLECTROTECHNIQUE
SESSION 2015 ÉPREUVE E.4.2
































BTS ÉLECTROTECHNIQUE - CORRIGÉSession 2015ÉPREUVE E.4.2 : Étude d’un système technique industriel. Conception et industrialisationCode :
15PO-EQCINPage 1/8 PARTIE A : ANALYSE DE L’EXISTANT

Presse et pinces d’amenage
Indiquer la cadence maximum (en coups par minute) admissible par la presse à encocher.

Indiquer l’avance maximum des pinces d’amenage.

En déduire la vitesse maximum en m.mn-1 de l ensemble.

D après le Dossier ressources page 5, pour une cadence de 400 coups.mn-1, indiquer l avance maximale (en mm) par pas de la bande pour un réglage angulaire sur l axe du coulisseau de 90°et 180°.

Calculer le réglage de l avance, noté ô, pour obtenir l’avance maximum des pinces d’amenage avec la cadence souhaitée de 400 coups.mn-1.


Redresseur mécanique
Vérifier que la vitesse de 32 m.mn-1 du redresseur mécanique est compatible avec la vitesse maximum de l’ensemble (presse + pinces d’amenage).


Indiquer, pour le débit maximum de la presse, la fréquence délivrée par le variateur.

L’entrée de consigne du variateur est configurée en 0/10V et la grande vitesse HSP réglée à 50Hz. Calculer la consigne correspondant à la vitesse maximum.

BTS ÉLECTROTECHNIQUE - CORRIGÉSession 2015ÉPREUVE E.4.2 : Étude d’un système technique industriel. Conception et industrialisationCode :
15PO-EQCINPage 2/8 PARTIE B : RENOVATION DE LA PARTIE COMMANDE

Le Codeur et le programmateur à came

Un collègue vous propose de choisir la référence H8PS-8BP. Valider ou invalider ce choix en vous justifiant. Préciser les accessoires à ajouter, si nécessaire.


Choisir, en vous justifiant, la référence du codeur absolu.

L’API (Automate Programmable Industriel) et l’IHM (Interface Homme- Machine)
Un collègue vous propose de choisir un API de référence CP1EN20DTD. Valider ou invalider ce choix en vous justifiant.


Un second collègue vous propose de choisir un API de référence CP1EN30DRD. Valider ou invalider ce choix en vous justifiant.


Un troisième collègue vous propose de choisir un API de référence CP1EN30DTD. Valider ou invalider ce choix en vous justifiant.


Calculer le temps de cycle correspondant à la cadence souhaitée.


Déterminer le temps d’exécution du programme pour le choix des collègues (C1, C2 et C3).


BTS ÉLECTROTECHNIQUE - CORRIGÉSession 2015ÉPREUVE E.4.2 : Étude d’un système technique industriel. Conception et industrialisationCode :
15PO-EQCINPage 3/8  SHAPE \* MERGEFORMAT 

Proposer, en vous justifiant, la référence de l’API qui tient compte de toutes les contraintes.


Choisir la référence de l’unité de dialogue associée.



Faire un croquis précisant le raccordement du commutateur Ethernet aux équipements à superviser. Il devra faire apparaitre le nom des équipements, le nom des modules optionnels à ajouter, le nom des câbles de raccordement.


Choisir la référence de l’alimentation AL1 en évaluant préalablement la puissance consommée par les circuits de commande.

















BTS ÉLECTROTECHNIQUE - CORRIGÉSession 2015ÉPREUVE E.4.2 : Étude d’un système technique industriel. Conception et industrialisationCode :
15PO-EQCINPage 4/8 Compléter le schéma des entrées/sorties API de l’installation rénovée.

Alimentation
Pb Ac OuvTr

Penc

AL1+





PE







+ - OM
00 01 02 03
04 05 06 07 08 09 10 11








COM 00
OM 01
OM 02 03
COM
04 05
06 07
COM 08






Alimentation AL1-

KA1 KA2 KA6 M/A

KA KA
Arrêt Freiné

KA8

BTS ÉLECTROTECHNIQUE - CORRIGÉSession 2015ÉPREUVE E.4.2 : Étude d’un système technique industriel. Conception et industrialisationCode :
15PO-EQCINPage 5/8 PARTIE C : RENOVATION DE LA PARTIE PUISSANCE
Analyse de l’existant
Préciser le procédé de démarrage du moteur presse.
Rappeler les avantages et inconvénients de ce mode de démarrage.
 SHAPE \* MERGEFORMAT 
Proposition d’amélioration
Choisir la référence du démarreur/ralentisseur progressif.

Compléter le schéma proposé sur le document réponse page 5. Une coordination de type2 est imposée.




































BTS ÉLECTROTECHNIQUE - CORRIGÉSession 2015ÉPREUVE E.4.2 : Étude d’un système technique industriel. Conception et industrialisationCode :
15PO-EQCINPage 6/8  SHAPE \* MERGEFORMAT 

PARTIE D : Mise en conformité de la partie commande
Déterminer le niveau de SIL requis (Niveau d’Intégrité de sécurité) pour la presse.


Choisir le module de sécurité approprié pour la partie commande.


Choisir et préciser la référence des boutons d’arrêt d’urgence S2 et S3.


Choisir et préciser les références de la sécurité porte S4 et de sa languette.

BTS ÉLECTROTECHNIQUE - CORRIGÉSession 2015ÉPREUVE E.4.2 : Étude d’un système technique industriel. Conception et industrialisationCode :
15PO-EQCINPage 7/8  SHAPE \* MERGEFORMAT 

Compléter le schéma de branchement du module de sécurité sur le document réponse page 4 : reporter également les deux fils entre 24v et bornes 23 et 24

































BTS ÉLECTROTECHNIQUE - CORRIGÉSession 2015ÉPREUVE E.4.2 : Étude d’un système technique industriel. Conception et industrialisationCode :
15PO-EQCINPage 8/8
PRESSE À ENCOCHER SCHAAL3

CORRIGÉ

Dossier ressources page 2 : Nombre de coups 100-500 min-1 La cadence souhaitée de 400 coups.min-1 est donc possible

Dossier ressources page 3 : Longueur d’avance 2 – 80 mm Avance maximum : 80 mm

500 coups/mn x 80 mm = 40000 mm.min-1 donc 40 m.min-1

Cadence de la presse 400 coups. min-1
D’après le diagramme : Longueur d’avance maxi – Coups/minute 90°correspond à 37,5 mm et 180°à 75 mm

Phase d’avance de 180° correspond à 30 m.min -1 maxi et on recherche ô pour un débit de 32 m.min-1
Donc pour obtenir le débit maximum, le réglage sera de 180x32/30=192°
Ou pour 180°on a 75 mm et on cherche ô pour 80 mm

Dossier ressources page 7 : vitesse de défilement à 50 Hz = 48m.min-1 donc compatible avec l avance maximum souhaitée des pinces d’amenage de 32m.min-1

50 x 32/48 = 33,33 hz

10 x (50x32/48)/50 = 6.66V

Dossier ressource pages 8 et 9. 4 outils donc 4 sorties, en montage encastré. Je n’ai pas d’information sur le type de sorties à commander (NPN ou PNP). Un programmateur 8 sorties convient mais nous devons nous informer, avant de valider ce choix, sur le raccordement aux « outils ».
Un câble de liaison programmateur-codeur d’une longueur de 1m 70 est nécessaire. Il sera fourni avec le codeur absolu et nous devrons choisir une longueur de 2m : Aucun accessoire à commander.

Le dossier ressources page 11 nous permet de repérer que la résolution de l’ancien codeur est de 360 points. Nous retenons la référence E6C3-AG5C-C 360 2M à partir du document de la page 9.

La tension à retenir est de 24vcc. Il y a 10 entrées et 9 sorties. La sortie est statique. Ce choix n’est pas bon puisque cet API ne possède que 8 sorties.

La tension à retenir est de 24vcc. Il y a 10 entrées et 9 sorties. La sortie est à relais. Sans autre élément, je valide son choix.

La tension à retenir est de 24vcc. Il y a 10 entrées et 9 sorties. La sortie est statique. Sans autre élément, je valide son choix.

Pour une cadence presse de 400 coups/mn Temps de cycle : 60/400= 150ms

Ressources 15 et 16.Pour le choix de C1 et C3, les sorties sont statiques et le temps de réponse des sorties statiques : est de 1ms.
Dans ce cas, le temps d’exécution du programme peut être au maximum de 150-137-1=12ms.
Pour le choix de C2, la sortie est à relais et le temps de réponse des sorties à relais : est de 15ms.
Le calcul donnerait une valeur négative ce qui signifie que cette solution ne peut être retenue.

Choisir un API de référence CP1EN30DTD permettra de rechercher un programme qui s’exécute en moins de 12ms ce qui ne semble pas trop contraignant.

(Dossier ressources page 17) 6 touches fonctions, Ethernet : réf NQ5-TQ010B

Le croquis doit faire apparaitre l’ordinateur, l’IHM, l’API avec le module optionnel Ethernet : CP1W-CIF41 (page 14). Les câbles RJ45 sont nommés. Le programmateur à cames n’apparait pas car il n’y a pas de possibilité de le superviser.

API : 0,02A donc 24 x 0,02 = 0,48W ; 18 Entrées TOR= 18 x 7,5mA = 135mA
12 Sorties TOR = 12 x 21,6mA = 259mA donc P E/S = 24 x 0.135 + 24 x 0,259 = 9.5W Switch SDI-550 : 3,5W
Ajouter également la consommation des 9 relais, soit 9 fois 0,9 = 8,1 VA P globale = 4,5 + 12 + 0,48 + 9,5 + 3,5+8,1 = 38 W
L’alimentation 2902992 de 60W convient

co

C

C

C

COM 00 OM 01 02 OM

C

C

3

5

KA4 KA7

Etoile/triangle

Avantages : Simplicité, réduction par 3 du courant de démarrage
Inconvénients : Réduction par 3 du couple de démarrage, à coups de couple au changement de couplage.

Moteur presse de 9,2Kw Réf : 11Kw, ATS48 D22Q

L’API séquencera la phase d’arrêt :
Ouverture de la sortie « M/A Arrêt-Freiné » puis, après un temps supérieur à la rampe de décélération, ouverture de K1M ou K2M.

Q2

K1M

K2M

M/A Arrêt Freiné
Q : 100.03

Niveau de SIL pour la presse : Sévérité des conséquences :

jusqu’à perte de

doigt(s) Se = 3 Période d’exposition :< 1h Fr = 5

d’évènement : très forte Pr = 5 Probabilité d’évitement :

Probabilité
quasi

impossible Av = 5 Cl = Fr + Pr + Av = 5 + 5 + 5 = 15 Pour Se = 3 et Cl = 15 :
niveau de SIL = 3

Module de sécurité : pour surveillance d’arrêts d’urgence et d’interrupteur de position SIL 3 24V~ 2 circuits minimum « Choix : XPSAC5121 ou
XPSAXE5120P ou XPSAF5130

Choix des boutons d’arrêt d’urgence : comprennent chacun 2NC et 1NO déverrouillables par clé étanches et posés en /0DEJKLMOPQíÙí³¢³„mV?(,hÖ5CJOJPJQJ\^JaJmH sH ,h–5ðhÖCJOJPJQJ^JaJmH sH ,h–5ðhÖCJOJPJQJ^JaJmH sH ,h–5ðhÖCJOJPJQJ^JaJmH sH jh–5ðhß~~U$h–5ðhÖOJPJQJ^JmH sH  h–5ðhß~~@ˆýÿOJQJmH sH h–5ðhß~~OJQJmH sH ,h–5ðhÖCJ OJPJQJ^JaJ mH sH 'h–5ðhß~~5@ˆûÿCJ OJQJmH sH #h–5ðhß~~5CJ OJQJmH sH 
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