Description des différentes étapes du fonctionnement :

Afin d’assurer l’isolation des encoches, la machine suit un processus de travaille reparti en six étapes. Et pour établir un fonctionnement normal et ainsi éviter tout risque d’accident, ces dernière doivent suivre l’ordre de succession suivant : « formage coupe » , « enchâssement », « avance du papier », « encliquetage », « indexage » et « rotation du plateau ». Les différentes étapes de ce processus sont assurées par des vérins à double effet. Leur fonctionnement est décrit comme suit :

Formage-coupe : Cette étape consiste à découper le rouleau de papier isolant en petites gaines de dimensions équivalentes à celles de l’encoche à isoler, et à leurs donner la même forme géométrique que cette dernière. La fonction « formage-coupe » est assurée par un vérin à double effet (Z1) placé horizontalement sur la partie basse de la machine et commandé par une électrovanne (Y1a (4/2)). Le piston de ce vérin est muni d’un outil (poinçon) dit de formage-coupe dont la forme est illustrée dans la figure I.17. Lorsque la bande de papier atteint le niveau de la matrice (caniveau), le piston du vérin enchâssement est en position basse. La bobine de l’électrovanne (Y1a) s’excite et l’arriver d’air vers le vérin change de coté (d’orifice), ainsi le piston du vérin (Z1) se déplace de sa position initiale vers l’avant et le poinçon enfonce le papier dans la matrice pour lui donner la forme de cette dernière, et grâce à ses arrêtes tranchantes, la bande de papier y est également découpée. La figure I.17 illustre les différents éléments qui composent le système de la fonction formage-coupe :

Enchâssement : Apres avoir procédé à l’étape du formage coupe, la gaine de papier reste dans le caniveau. A fin de pouvoir l’insérer dans l’encoche, un vérin à double effet (Z3) dont le piston est muni d’un outil appelé couteau est placé verticalement au-dessous de ce même caniveau. Le vérin (Z3) est commandé par une électrovanne (Y3a (4/2)), lorsque la bobine de cette dernière est excitée (grâce aux signaux délivrés par les différents capteurs (S3, S6 , S7 …etc.)), l’arriver d’air dans le vérin change de coté (d’orifice), et le piston qui était initialement en position basse se déplace vers le haut, ainsi le couteau pénètre dans le caniveau et pousse la gaine de papier afin de l’insérer dans l’encoche du stator. La figure I.18 illustre les différents éléments qui composent le système de la fonction Enchâssement

Rotation du plateau : Un foie l’une des encoches est isolée, on doit faire tourner le stator afin d’aligner l’encoche suivante sur l’axe du caniveau. Et pour se faire le stator est placé sur un plateau fixé sur une roue d’entée, capable de tourner autour de son axe. Ce mouvement de rotation est géré par un système de trois vérins à double effet (Z1, Z5, Z6), dont les fonctions individuels sont les suivantes : Vérin Z4 : c’est lui qui engendre le mouvement de rotation du plateau, la course de son piston est réglable, adaptable aux différents stators (nombre d’encoches, diamètre extérieur, …etc.) Vérin Z5 : ce vérin est fixé au piston du vérin Z4, sont piston est muni d’une cale en forme de (V). Son rôle est d’encliqueter la roue dentée du plateau afin qu’elle puisse être entrainée par le piston du vérin de rotation. Vérin Z6 : il a pour rôle d’indexer (de bloquer) le plateau lorsque la fonction d’enchâssement de la gaine se fait, et ainsi éviter que le couteau ne percute l’une des dents statorique si celui-ci venait à bouger. Les vérins (Z4, Z5, Z6) sont commandés respectivement par les électrovannes (Y4a, Y5a, Y6a, (4/2)). Ces derniers fonctionnent suivant les signaux délivrés par les capteurs :(S7, S8, S9, S10, S11, S12, S13, S14). La figure I.20 illustre la disposition des différents vérins de la partie supérieur de la machine, ainsi que l’allure de l’outil associer à chaqu’un d’eux :

Simulation et validation avec PLCSIM :

Après l’élaboration du programme de commande de notre système à automatiser, nous arrivons à l’étape décisive du travail effectué. Cette étape est la validation du programme par simulation et vérification de son bon fonctionnement. Pour cela nous avons utilisé le logiciel S7 PLCSIM qui est un logiciel optionnel de STEP 7. L’application de simulation de modules S7-PLCSIM nous permet d’exécuter et de tester notre programme dans un automate programmable. La simulation étant complètement réalisée au sein du logiciel STEP 7, il n’est pas nécessaire qu’une liaison soit établie avec un matériel S7 quelconque (CPU ou modules de signaux). L’objectif de ce logiciel est le test des programmes STEP 7 pour les automates S7-300 et S7-400 qu’on ne peut pas tester immédiatement sur le matériel et ceci pour déférentes raisons, l’application est critique, car elle peut occasionner des dommages matériels ou blessures corporelles en cas d’erreurs de programmation, mais la simulation permet de corriger ces erreurs pendant le test de la simulation. Présentation du S7 PLCSIM : L’utilisation du simulateur de modules physiques S7-PLCSIM nous permet d’exécuter et de tester le programme dans un automate de simulation que nous simulons dans un ordinateur ou dans une console de programmation. La simulation étant complètement réalisée au sein du logiciel STEP7. Le S7-PLCSIM dispose d’une interface simple nous permettant de visualiser et de forcer les déférents paramètres utilisés par le programme (comme activer ou désactiver des entrées.). Tout en exécutant le programme dans l’API de simulation, nous avons également la possibilité de mettre en oeuvre les diverses applications du logiciel STEP7 comme, par exemple, le test de bloc afin de visualiser les variables d’entrées et de sorties.

Conclusion :

En absence d’un automate réel, le logiciel S7-PLCSIM devient l’outil indispensable pour la simulation des programmes et des concepts de commandes automatisés avant leur implantation sur un système réel. Ce logiciel nous a permis de corriger toutes les erreurs commises, et d’apporter les modifications sur le programme avec une très grande facilité. Il nous a aussi permis de valider et de visualiser le comportement des sorties et de simuler le programme de l’unité. L’Entreprise Nationale d’Electro-Industries a été créée sous sa forme actuelle en janvier 1999, après la scission de l’Entreprise mère ENEL (Entreprise Nationale des Industries Electrotechniques). Son activité de production remonte à 1986, dans les domaines de fabrication des moteurs Electriques, Alternateurs et transformateurs de distribution. Les produits fabriqués par l’Electro-Industries sont conforment aux recommandations CEI et aux normes Allemandes DIN / VDE. La production actuelle est écoulée sur le marché Algérien et génère un chiffre d’affaire de 1,8 Milliards de Dinars. La capacité de production de transformateur de l’entreprise couvre les besoins du marché à 70 pour cent environ, Et les ventes de moteurs représentent 30 pour cent environ de la capacité totale de production. L’entreprise emploi un effectif de 776 agents dont 15 pour cent de cadres, 34 pour cent de maîtrise et 51 pour cent d’exécution. En matière de qualité l’Electro-Industries dispose de ses propres laboratoires d’essai et de mesure, ainsi que de ses produits pour le contrôle des différents matériaux utilisés dans sa fabrication. Pour le système documentaire, l’entreprise utile 252 normes internes en plus des normes DIN / VDE et CEI, et les différentes valeurs d’essais et de mesure sont consignées sur des procès-verbaux et des cartes de contrôle.

Notre projet de fin d’étude a été effectué en grande partie au sein de l’entreprise d’électroindustrie (E.I) d’Azazga, dans le but de concevoir une solution programmable pour la machine à garnir les encoches et remplacer le système de commande à base de logique câblée déjà existant par un API. A l’issue de notre travail, nous pouvons conclure que : Pour être à la page avec les exigences introduites par l’évolution des industries , la commande des processus avec un automate programmable industriel est la solution souvent recherchée, vue la justesse des traitements numériques que les API effectuent pour générer la commande adéquate à tout moment et dans toutes les condition. L’évolution des API ne cesse de continuer et notamment leurs logiciel de programmation, l’API S7-300 procure plusieurs avantages tels que la flexibilité, la facilité d’extension de ses modules et la possibilité de visualisation et validation du programme établie avant son implantation grâce à son logiciel de simulation S7-PLCSIM. Une bonne automatisation d’un procédé doit être performante et d’un coût optimal, cela est obtenu en passant par :

L’élaboration d’un cahier des charges qui comprend tous les aspects fonctionnels du processus.

La modélisation du cahier des charges par un des outils de modélisation par exemple le GRAFCET.

Le choix optimal de la partie commande (API), de la partie opérative (actionneurs) et les moyens de dialogues (capteurs). Ce que nous retenons du travail que nous avons effectué durant ces trois mois à l’ENEL est primordial dans notre vie d’ingénieur. Ce stage pratique nous a été bénéfique à plus d’un titre, compte tenu des nombreux avantages qu’il présente. La découverte du monde industriel, la mise en application de la théorie acquise lors de notre cursus et l’expérience engrangée lors de notre collaboration avec les ingénieurs sur les lieux. Nous espérons que notre travail verra naître sa concrétisation sur le plan pratique et que les promotions à venir puissent en tirer profit.