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LP Descartes pour Melec Version 2017 Les systèmes industriels Seconde BACPRO LP

LP Descartes pour Melec Version 2017 Les systèmes industriels Seconde BACPRO LP Descartes – 76400 FECAMP Version 0622 2de BACPRO Page 2 sur 47 Table des matières 1. Introduction ................................................................................................................................................ 5 « La constitution d’un circuit électrique » ......................................................................................................... 6 1.1. Constitution d'un circuit électrique ......................................................................................................... 7 1.2. Les sources d'alimentations ..................................................................................................................... 8 1.3. Les récepteurs .......................................................................................................................................... 8 1.4. Les conducteurs électriques ..................................................................................................................... 9 1.4.1. Schéma de principe .............................................................................................................................. 9 1.5. Notions de circuit ouvert et fermé ......................................................................................................... 10 1.6. Représentation d'un circuit industriel .................................................................................................... 11 2. Composition d'un système industriel ........................................................................................................ 12 3. Composition d'un système industriel ........................................................................................................ 13 4. Les fonctions de bases .............................................................................................................................. 14 4.1. Réseau d'alimentation ........................................................................................................................... 15 4.1.1. Tension simple et tension composée .................................................................................................. 15 4.1.2. Calcul d'une tension simple ............................................................................................................... 15 « Comment contrôler une tension ? » .............................................................................................................. 15 5. Le coffret de commande ........................................................................................................................... 16 5.1. Fonction communication ....................................................................................................................... 17 5.1.1. Éléments de communications ............................................................................................................. 17 5.1.2. Exercice : Déterminer la couleur de boutons poussoirs .................................................................... 20 5.1.3. Exercice : Déterminer la couleur d'un voyant ................................................................................... 21 « Comment diagnostiquer un bouton poussoir ».............................................................................................. 21 6. Préparation d'un pupitre de commande .................................................................................................... 21 6.1.1. Exercice : Éléments de commande à implanter sur le pupitre opérateur .......................................... 22 6.1.2. Exercice : Déterminer la couleur des boutons poussoirs .................................................................. 23 6.1.3. Exercice: Références matériels des éléments de commande ............................................................. 23 6.1.4. Exercice : Détermination de la couleur du voyant ............................................................................ 24 6.1.5. Exercice : Références matériels des éléments de signalisation ......................................................... 25 7. Réalisation d'un pupitre de commande ..................................................................................................... 26 8. Fonction "Traitement des données" .......................................................................................................... 27 9. Câblage de la partie commande................................................................................................................ 28 9.1.1. Implantation des goulottes et des rails .............................................................................................. 28 9.1.2. Calcul de la longueur de goulotte à prévoir ...................................................................................... 28 Les systèmes industriels 2de BACPRO Page 3 sur 47 9.1.3. Identification des contacts de KA1 .................................................................................................... 30 9.1.4. Exercice : Référence du contacteur auxiliaire ................................................................................... 30 9.1.5. Activité de câblage ............................................................................................................................. 31 « Schémas de câblages » .................................................................................................................................. 31 9.1.6. Maintenance électrique : Quel appareil utiliser ? ............................................................................. 31 « Dépannage au voltmètre » ............................................................................................................................. 31 « Dépannage à l’ohmmètre » ........................................................................................................................... 31 10. Fonction "Gérer l'énergie" ..................................................................................................................... 32 10.1. Le transformateur de commande ....................................................................................................... 33 10.1.1. Rôle d'un transformateur ............................................................................................................... 33 10.1.2. Protection des lignes d’alimentation (primaire du transformateur). ............................................. 33 10.1.3. Ligne d’utilisation (secondaire du transformateur) ....................................................................... 34 Schémas de raccordement du transformateur .................................................................................................. 34 11. Le moteur asynchrone triphasé.............................................................................................................. 35 11.1. Introduction ....................................................................................................................................... 35 11.2. Constitution ....................................................................................................................................... 36 11.3. Fonctionnement ................................................................................................................................. 37 11.4. Raccordement .................................................................................................................................... 38 11.5. Plaque signalétique ........................................................................................................................... 38 11.6. Couplages d'un moteur asynchrone ................................................................................................... 39 11.6.1. Détermination du couplage du moteur (méthode) ............................................................................. 39 11.6.2. Exercice : Détermination d'un couplage moteur ............................................................................... 40 11.6.3. Exercice : Identification d'un couplage ............................................................................................. 40 11.6.4. Exercice : Choix d'un moteur ............................................................................................................ 41 12. Schéma électrique du coffret de commande du convoyeur ................................................................... 42 13. Contenus annexes .................................................................................................................................. 43 13.1. Le sectionneur .................................................................................................................................... 43 13.2. Le disjoncteur moteur magnéto-thermique ........................................................................................ 44 13.3. Les contacteurs .................................................................................................................................. 45 13.4. Glissement d'une machine asynchrone .............................................................................................. 46 14. Règles d’intervention NF C18-510 ....................................................................................................... 47 14.1. Opération d'ordre électrique en basse tension .................................................................................. 47 « Les étapes d’une intervention » ..................................................................................................................... 47 14.2. Équipements pour intervention .......................................................................................................... 48 2de BACPRO Page 4 sur 47 INSTRUCTIONS PERMANENTES DE SECURITE Ces instructions sont impératives dans tous les locaux à risques électriques. (En application du Code du Travail, Décret du 14 nov. 1988 et de l’arrêté du 13 déc. 1988) TOUS LES TRAVAUX DOIVENT ETRE EXECUTES HORS TENSION ARTICLE 1 : Vérifier la mise hors tension de l’installation. Aucun raccordement ou câblage ne doit être exécuté sous tension. (Branchement et/ou débranchement HORS TENSION). ARTICLE 2 : Faire valider le montage et/ou le câblage par le professeur. ARTICLE 3 : Les raccordements à la source d’énergie se font en dernier lieu. Source hors tension. ARTICLE 4 : Aucun élève n’est autorisé à intervenir sur un poste de travail autre que le sien sauf cas d’urgence: voir article 10. ARTICLE 5 : La mise en service ou hors service de l’alimentation en énergie du montage est impérativement exécutée en présence du professeur. ARTICLE 6 : Toute modification de câblage (effectué hors tension) implique obligatoirement la vérification par le professeur. ARTICLE 7 : Le démontage du poste de travail ne pourra se faire qu’après le passage du professeur qui l’aura mis hors tension (consignation). ARTICLE 8 : Ne doivent être mises sous tension que les sources d’alimentation utiles aux travaux en cours. ARTICLE 9 : L’utilisation et l’exploitation des systèmes devront se faire suivant les instructions permanentes de sécurité spécifiques à chacun d’eux. ARTICLE 10 : Tout témoin d’une situation dangereuse doit utiliser immédiatement le dispositif d’arrêt d’urgence le plus proche. ARTICLE 11 : Tout manquement à ces consignes entraînera l’arrêt de l’activité et la mise à l’écart de la zone de travail. Nom de l’élève : Signature avec la mention les parents l’élève date: « Lu et approuvé » Lycée DESCARTES – 76400 FECAMP 2de BACPRO Page 5 sur 47 1. Introduction Une installation électrique est un ensemble d'éléments qui a pour but d'amener en toute sécurité l'énergie électrique aux récepteurs. L'installation doit assurer la protection des personnes et des matériels contre tous les risques ayant pour origine l'électricité. SCANNEZ-MOI pour accéder à la ressource « La constitution d’un circuit électrique » Structure d'une installation 2de BACPRO Page 6 sur 47 Un système industriel apporte …………………………………………………………………………… …………………………………………………… Elle est constituée des éléments qui sont modifiés par l'intervention du système - Il existe trois grands types de matière d'œuvre :  ……………………………………………………………  ……………………………………………………………  …………………………………………………………… …………………………………………………… : Il s'agit de la transformation par la chaîne de production de la matière d’œuvre (Perçage, assemblage, etc...) ………………………………… : Peuvent être de type électrique, Hydraulique (huile), Pneumatique (air) ………………………………… : Il s'agit des informations agissant sur le processus pour obtenir la transformation de la matière d’œuvre. 1.1. Constitution d'un circuit électrique Un circuit électrique est constitué au minimum de trois éléments indispensables :  ……………………………………………………………  ……………………………………………………………  …………………………………………………………… Exemple de circuit électrique 2de BACPRO Page 7 sur 47 1.2. Les sources d'alimentations - le générateur ou, de manière plus générale, une source d'alimentation électrique (pile, batterie, prise, accumulateur) permet de fournir …………………………….qui sera utilisée. Un générateur (ou une source d'alimentation) se caractérise par sa capacité à délivrer : une tension en …………………. (V) un courant en …………………. (A). Fondamental : Types de sources d'alimentation Il existe deux types de générateur : Générateur à ………………….->DC (direct current) ou CC , ce sont les piles et batteries (pôles + et- )  Générateur à ………………….-> CA (alternatif current) ou AC, ce sont les réseaux d’alimentation domestiques en 230 V monophasé (1 phase et 1 neutre) ou industriel en 400V triphasé (3 phases et neutre) 1.3. Les récepteurs - Un récepteur est un composant qui va consommer le courant pour accomplir une fonction : une ampoule fournira de la ……………………….  une résistance fournira de la ……………………….  une bobine fournira un ………………………. Exemple de sources électriques Exemple d'une pile LR0911 2de BACPRO Page 8 sur 47 1.4. Les conducteurs électriques Les conducteurs électriques - Composer d'une âme conductrice (cuivre ou aluminium, souple ou rigide) et d'un isolant, les conducteurs électriques (les fils) sont utilisés pour relier les deux précédents éléments et permettre la circulation du courant électrique. 1.4.1. Schéma de principe On peut représenter un circuit électrique schématiquement avec les trois constituants énoncés ci- dessus, de cette façon : 1 : ……………………….  2 : ……………………….  3 : ………………………. Dans la pratique, un récepteur est très rarement alimenté en permanence. On intercale alors entre le générateur et le récepteur un composant permettant d'établir ou de couper la circulation du courant (repère N°4). Ce composant peut être un bouton poussoir, un interrupteur, un commutateur, de manière plus générale, un contact. Exemple de conducteurs électriques Exemple de schéma électrique 2de BACPRO Page 9 sur 47 1.5. Notions de circuit ouvert et fermé Si la lampe ne brille pas, le courant électrique ne circule pas :  on dit que le circuit est ……………… Si la lampe brille, le courant électrique circule :  on dit que le circuit est ………………  Circuit ouvert Circuit fermé 2de BACPRO Page 10 sur 47 1.6. Représentation d'un circuit industriel Sur le schéma suivant, le récepteur est un voyant (H1), le composant qui établit le contact est un bouton poussoir (S1), la source d'alimentation est du 24 V AC. Le 24V sera appelé la phase  Le 0V sera appelé le neutre Exemple de représentation schéma industriel 2de BACPRO Page 11 sur 47 2. Composition d'un système industriel Un système industriel apporte une valeur ajoutée à une matière d’œuvre. Matière d’œuvre : Elle est constituée des éléments qui sont modifiés par l'intervention du système - Il existe trois grands types de matière d'œuvre : un produit ou une matière  une énergie  une information Matière d'œuvre + valeur ajoutée : Il s'agit de la transformation par la chaîne de production de la matière d’œuvre (Perçage, assemblage, uploads/Industriel/ modules-papier-systeme-industriel 1 .pdf