Technologie des composants (partie 2/2)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : - Définir un capteur et en distinguer les principales familles selon le principe de transduction. - Interpréter les caractéristiques statiques et dynamiques d’un capteur (sensibilité, linéarité, hystérésis, temps de réponse, bande passante). - Sélectionner un capteur adapté à une donnée d’entrée d’un système d’automatisme industriel (ex. température, proximité, niveau, débit). - Réaliser le schéma de câblage et le conditionnement d’un capteur (pont de Wheatstone, amplificateur, filtre). - Intégrer le capteur dans un cahier des charges d’un système d’automatisme simple, le programmer sur un automate (Ladder ou Grafcet) et mettre en service l’installation. - Effectuer les réglages, les tests de conformité et la maintenance préventive d’un dispositif de mesure. **Prérequis** : - Notions de base en électrotechnique (loi d’Ohm, loi des nœuds, pont de Wheatstone). - Connaissances en logique séquentielle (Grafcet, langage Ladder). - Utilisation d’un multimètre et d’un oscilloscope pour la mesure de tensions et de courants. - Règles de sécurité électrique (NF C 15-100, mise à la terre, protection contre les surintensités). --- ## Introduction contextualisée Dans les industries camerounaises (agroalimentaire, textile, exploitation minière, transformation du bois), l’automatisme repose sur la capacité à acquérir fidèlement des grandeurs physiques (température, pression, niveau, présence d’objet) afin de les convertir en signaux électriques exploitables par un automate programmable. Les capteurs constituent donc l’interface entre le monde physique et le monde numérique. Une mauvaise sélection ou un mauvais conditionnement peut entraîner des dérives de mesure, des arrêts de ligne coûteux voire des risques pour la sécurité des opérateurs. Ce chapitre présente, de façon progressive, les principes de fonctionnement des capteurs les plus utilisés en première année MAV, puis montre comment les intégrer dans un projet d’automatisme complet, depuis le cahier des charges jusqu’à la mise en service, en s’appuyant sur des situations professionnelles réalistes rencontrées dans les ateliers de Douala, Yaoundé ou Garoua. --- ## I. Les capteurs ### 1. Définition et classification > **Un capteur est un dispositif qui transforme une grandeur physique non électrique (température, pression, déplacement, etc.) en un signal électrique mesurable (tension, courant, résistance, fréquence).** Les capteurs se classent selon le phénomène physique exploité : | Famille | Phénomène de transduction | Exemple courant | Plage typique | |---------|---------------------------|-----------------|---------------| | Résistif | Variation de résistance avec la grandeur mesurée | PT100 (température), LDR (lumière) | PT100: -200 °C → +850 °C ; LDR: 0 lux → 100 klux | | Capacitif | Variation de capacité (distance entre plaques, diélectrique) | Capteur de proximité, niveau liquide | 0 mm → 10 mm | | Inductif | Variation d’inductance (présence d’objet métallique) | Capteur de proximité inductif | 0 mm → 5 mm | | Optique | Variation d’intensité lumineuse ou de longueur d’onde | Barrière photoélectrique, encodeur | 0 mm → ∞ | | Piézoélectrique | Génération de charge sous contrainte mécanique | Capteur de vibration, de pression dynamique | 0 Hz → 10 kHz | | Thermoelectrique | Tension de Seebeck due à gradient de température | Thermocouple Type K | -200 °C → +1250 °C | | Magnétostrictif | Variation de longueur sous champ magnétique | Capteur de déplacement linéaire | 0 mm → 2000 mm | ### 2. Principes de fonctionnement (exemples détaillés) #### 2.1 Capteur résistif – PT100 Le PT100 est une résistance en platine dont la valeur varie linéairement avec la température selon la norme IEC 60751 : $$ R(T) = R_0 \bigl[1 + A T + B T^2 \bigr] $$ avec $R_0 = 100\ \Omega$ à $0^{\circ}\text{C}$, $A = 3,9083\times10^{-3}\ \text{°C}^{-1}$, $B = -5,775\times10^{-7}\ \text{°C}^{-2}$. > **Exemple chiffré** : Quelle est la résistance d’un PT100 à $75^{\circ}\text{C}$ ? > $$ R(75) = 100\bigl[1 + 3,9083\times10^{-3}\times75 -5,775\times10^{-7}\times75^2\bigr] $$ > $$ R(75) = 100\bigl[1 + 0,29312 -0,00324\bigr] = 100\times1,28988 = 128,99\ \Omega $$ #### 2.2 Capteur capacitif de proximité Deux plaques parallèles forment un condensateur dont la capacité varie avec la distance $d$ d’un objet conducteur : $$ C = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon_r S}{d} $$ où $\varepsilon_0 = 8,854\times10^{-12}\ \text{F/m}$, $\varepsilon_r$ la permittivité relative du milieu, $S$ la surface effective des plaques. Une variation de $d$ de $0,1\ \text{mm}$ entraîne un déplacement mesurable de la fréquence d’un oscillateur RC associé. #### 2.3 Capteur optique à barrière infra‑rouge Un émetteur LED IR envoie un faisceau vers un récepteur phototransistor. Lorsqu’un objet interrompt le faisceau, le courant du phototransistor chute brusquement, produisant une transition logique exploitable par l’automate. ### 3. Caractéristiques statiques et dynamiques | Caractéristique | Définition | Unité | Influence sur le choix | |-----------------|------------|-------|------------------------| | Sensibilité $S$ | Rapport variation du signal de sortie / variation de la grandeur d’entrée | V/°C, mA/mm, etc. | Plus la sensibilité est élevée, meilleure résolution, mais risque de saturation | | Linéarité | Écart relatif entre la caractéristique réelle et la meilleure droite d’ajustement | % | Faible linéarité → besoin de linéarisation logicielle | | Hystérésis | Différence de sortie pour une même entrée selon le sens de variation | % | Important pour les systèmes à aller‑retour fréquent | | Temps de réponse $\tau$ | Temps pour atteindre 63 % de la valeur finale après un échelon d’entrée | s, ms | Détermine la bande passante utilisable | | Bande passante $f_c$ | Fréquence à laquelle l’amplitude chute de –3 dB | Hz | Doit être supérieure à la fréquence du signal à mesurer | | Dérive thermique | Variation du zéro ou de la sensibilité avec la température | %/°C ou ppm/°C | Nécessite compensation en milieu à température variable | > **Règle de métier** : Pour une mesure de température dans un four industriel où la précision requise est ±0,5 °C, on privilégiera un PT100 avec une dérivée thermique < 0,01 %/°C et un temps de réponse < 1 s. ### 4. Conditionnement et mise en œuvre 1. **Alimentation** : La plupart des capteurs nécessitent une tension d’alimentation stable (5 V DC, 12 V DC ou 24 V DC). Utiliser un régulateur linéaire ou à découpage avec filtrage (condensateur 100 µF + 0,1 µF). 2. **Pont de Wheatstone** (pour capteurs résistifs) : $$ V_{out} = V_{cc}\frac{R_2}{R_1+R_2} - V_{cc}\frac{R_x}{R_x+R_3} $$ En choisissant $R_1=R_2=R_3=R_0$, la sortie est nulle à $T=0^{\circ}\text{C}$ et varie linéairement avec $R_x$. 3. **Amplificateur instrumentation** : Gain réglable (ex. AD620) pour adapter la faible tension du pont à l’entrée de l’automate (0‑10 V). 4. **Filtrage** : Filtre passe‑bas du premier ordre $f_c = 1/(2\pi RC)$ pour atténuer le bruit électromagnétique (CEM). 5. **Protection** : Diodes de clamping contre les surtensions, résistances de limitation de courant pour les entrées logiques. 6. **Normes de sécurité** : Respecter la NF C 15-100 (section 441 – appareils de mesure), mettre à la terre le blindage du câble, utiliser des gaines métalliques lorsqu’on passe près de moteurs puissants. ### 5. Exemple d’atelier : mesure de température d’un four de séchage de cacao **Données** : - Plage de mesure : 0 °C → 120 °C. - Précision souhaitée : ±0,5 °C. - Temps de réponse requis : < 2 s. **Solution** : - Capteur : PT100 classe A (IEC 60751). - Montage : Pont de Wheatstone avec $R_1=R_2=R_3=100\ \Omega$, $R_x$ du PT100 placé en branche opposition afin que la sortie soit nulle à $0^{\circ}\text{C}$ et atteigne $+0,47\ \text{V}$ à $120^{\circ}\text{C}$ (alimentation $V_{cc}=5\ \text{V}$). - Amplificateur : Gain $G=10,7$ (AD620) → sortie 0‑5 V sur la plage 0‑120 °C. - Filtre RC : $R=10\ k\Omega$, $C=100\ nF$ → $f_c≈159\ \text{Hz}$ (bien au‑dessus de la dynamique thermique du four). - Entrée de l’automate : canal analogique 0‑10 V, résolution 12 bits → pas ≈ 2,44 mV ≈ 0,05 °C. **Vérification** : À $T=75^{\circ}\text{C}$, $R_x=128,99\ \Omega$ → tension du pont $V_{out}=5\bigl[\frac12-\frac{128,99}{100+128,99}\bigr]\approx0,317\ \text{V}$ (après inversion de branche). Après amplification $V_{sig}=10,7\times0,317\approx3,4\ \text{V}$, bien dans la plage 0‑10 V. À $0^{\circ}\text{C}$, $V_{out}=0$ → $V_{sig}=0$ V ; à $120^{\circ}\text{C}$, $V_{out}=0,47\ \text{V}$ → $V_{sig}=5,0$ V. La linéarité reste inférieure à 0,2 % sur la plage, conforme au cahier des charges. --- ## II. Activités d’intégration ### 1. Cahier des charges d’un système d’automatisme simple **Contexte** : Ligne de convoyage à bande dans une usine de transformation du bois à Bafoussam. Objectif : détecter la présence d’une planche devant une station de ponçage et arrêter le convoyeur pendant 3 s pour permettre le ponçage, puis reprendre. **Spécifications fonctionnelles** : - Détection de présence par capteur à proximité inductif (plaque métallique fixée sous la bande). - Temps d’arrêt réglable de 2 à 5 s. - Signal de commande envoyé à un automate programmable (type Siemens S7‑1200 ou équivalent open‑source). - Alimentation 24 V DC, entrées/sorties protégées contre les surtensions. - Sécurité : arrêt d’urgence (bouton rouge) coupé en dur, conformité à la norme CEI 61508 niveau SIL 1. ### 2. Sélection du capteur et schéma de câblage | Élément | Référence | Justification | |---------|-----------|---------------| | Capteur de proximité | IFM EFECTOR IF5010 | Portée 5 mm, sortie PNP, 10‑30 V DC, indice de protection IP67 | | Automatisme | Siemens S7‑1200 CPU 1212C | Entrées 24 V DC, sortie relais 24 V DC, programmation en Ladder | | Bloc d’alimentation | Mean Well LRS‑35‑24 | 24 V DC, 35 W, protection contre surtensions | | Bouton d’arrêt d’urgence | Schneider Electric XB4‑B | Contact normalement fermé, 2 A @ 24 V DC | | Relais de puissance | Finder 40.52 | Bobine 24 V DC, contacts 10 A @ 250 V AC (pour moteur du convoyeur) | **Schéma de câblage simplifié** (texte) : - Alimentation 24 V DC → +24 V au capteur (broche +V), – au capteur (broche GND). - Sortie du capteur (broche OUT) → entrée I0.0 de l’automate (configuration PNP, donc niveau haut lorsqu’objet détecté). - Bouton d’arrêt d’urgence en série avec l’alimentation du relais de puissance (ouverture coupe l’alimentation du moteur). - Sortie Q0.0 de l’automate → bobine du relais de puissance → contact NO alimentant le moteur du convoyeur. > **À retenir** : Dans un câblage PNP, la sortie du capteur fournit du +24 V lorsqu’il est activé ; l’entrée de l’automate doit être configurée en « entrée haute active ». ### 3. Programmation en Ladder (exemple) | Réseau | Description | Diagramme (texte) | |--------|-------------|-------------------| | **NETWORK 1** | Lecture du capteur | `----[ I0.0 ]----( M0.0 )----` | | **NETWORK 2** | Déclenchement du timer | `----[ M0.0 ]----[ TON T1, PT#4s ]----( )----` | | **NETWORK 3** | Arrêt du convoyeur | `----[/ T1.Q ]----[/ I0.1 ]----( Q0.0 )----` | | **NETWORK 4** | Bouton d’arrêt d’urgence (redondance) | `----[/ I0.1 ]----[ ]----( Q0.0 )----` *(contact normalement fermé du bouton d’arrêt, en série avec la bobine du relais)* | **Explication** : - Lorsque le capteur détecte une planche, I0.0 passe à 1 → M0.0 s’active. - M0.0 démarre le timer T1 (préréglé à 4 s dans cet exemple). - Tant que T1 n’est pas arrivé à sa valeur preset, son contact Q reste fermé → le contact normalement fermé `[/ T1.Q]` est fermé → l’alimentation du relais peut passer si le bouton d’arrêt n’est pas actionné. - Après 4 s, T1.Q s’ouvre → `[/ T1.Q]` devient ouvert → Q0.0 se désactive → relais relâché → convoyeur redémarre. - Le bouton d’arrêt d’urgence, lorsqu’il est pressé, ouvre son contact `[/ I0.1]` et coupe immédiatement l’alimentation du relais, indépendamment du timer. ### 4. Mise en service, réglage et maintenance 1. **Vérification de l’alimentation** : Mesurer 24 V ± 5 % aux bornes du bloc d’alimentation avec un multimètre. 2. **Test du capteur** : Approcher une pièce métallique à moins de 5 mm ; la LED du capteur doit s’allumer et l’entrée I0.0 passer à 1 (vérifier avec l’outil de diagnostic TIA Portal ou équivalent). 3. **Réglage du timer** : Utiliser le potentiomètre du bloc TON (ou la valeur dans le logiciel) pour obtenir le temps d’arrêt souhaité ; vérifier avec un chronomètre. 4. **Essai fonctionnel** : Faire défiler une planche, observer l’arrêt du convoyeur pendant le temps réglé, puis le redémarrage. 5. **Maintenance préventive** : - Nettoyer la face active du capteur chaque semaine (poussière, copeaux). - Vérifier le serrage des bornes de l’alimentation et du relais chaque mois. - Tester le bouton d’arrêt d’urgence chaque semaine (ouverture de contact). - Consigner les interventions dans un registre de maintenance conformément à la procédure interne de l’entreprise. > **À retenir** : Toute intervention sur le câblage d’alimentation doit être effectuée hors tension, avec un dispositif de verrouillage/étiquetage (Lockout‑Tagout) conformément à la norme NF E 60‑300. ### 6. Exemple d’atelier complet : système de comptage de pièces sur une ligne de transformation du cacao à Douala **Objectif** : Compter les fèves de cacao qui passent sous une trémie avant l’étape de torréfaction, afin d’alimenter un tableau de bord de production. **Matériel** : - Capteur optique à barrière infra‑rouge (modèle OPTEX FY‑5R). - Compteur intégré dans l’automate (fonction CTU – compteur montant). - Afficheur 7‑segments relié à une sortie numérique de l’automate. **Fonctionnement** : - Chaque fois qu’une fève interrompt le faisceau, l’entrée I0.1 passe de 0 à 1 → front montant déclenche le compteur CTU. - Le compteur est réinitialisé chaque heure par une horloge interne (fonction TON → RESET). - La valeur du compteur est envoyée sur un port série Modbus RTU vers un petit écran LCD installé au poste de contrôle. **Résultat observé** : En conditions réelles (débit moyen 120 fèves/min), le comptage affiche 118‑122 fèves/min, soit une erreur inférieure à 2 % après compensation du temps de réponse du capteur (≈5 ms). --- ## Synthèse du chapitre - Les capteurs transforment une grandeur physique en signal électrique ; ils se classent selon le principe de transduction (résistif, capacitif, inductif, optique, piézoélectrique, thermoelectrique, magnétostrictif). - Les caractéristiques statiques (sensibilité, linéarité, hystérésis) et dynamiques (temps de réponse, bande passante, dérive thermique) déterminent l’adéquation du capteur à une application. - Le conditionnement comprend l’alimentation stable, le pont de Wheatstone (pour résistifs), l’amplificateur d’instrumentation, le filtrage passe‑bas et les protections contre les surtensions. - L’intégration d’un capteur dans un système d’automatisme passe par la rédaction d’un cahier des charges, le choix du capteur, le schéma de câblage (respect des polarités PNP/NPN), la programmation (Ladder ou Grafcet) et la mise en service avec réglages des temporisateurs. - La maintenance préventive (nettoyage, vérification des connexions, test des dispositifs de sécurité) garantit la fiabilité et la conformité aux normes de sécurité (NF C 15‑100, CEI 61508). - Exemples concrets : mesure de température d’un four de séchage de cacao avec PT100, détection de présence sur un convoyeur avec capteur inductif, comptage de fèves de cacao avec barrière optique. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | **Capteur** | Dispositif qui convertit une grandeur physique non électrique en un signal électrique mesurable. | | **Transduction** | Phénomène physique permettant la conversion d’une grandeur d’entrée en une grandeur de sortie (ex. variation de résistance). | | **Sensibilité** | Rapport entre la variation du signal de sortie et la variation de la grandeur d’entrée (unité dépend du capteur). | | **Linéarité** | Écart relatif entre la caractéristique réelle du capteur et la meilleure droite d’ajustement, exprimé en pourcentage. | | **Hystérésis** | Différence de sortie pour une même valeur d’entrée selon le sens de variation (croissant ou décroissant). | | **Temps de réponse** | Temps nécessaire pour que la sortie atteigne 63 % de sa valeur finale après un échelon d’entrée. | | **Bande passante** | Fréquence à laquelle l’amplitude du signal de sortie chute de –3 dB par rapport à la valeur en continu. | | **Dérive thermique** | Variation du zéro ou de la sensibilité d’un capteur avec la température, généralement exprimée en %/°C ou ppm/°C. | | **Pont de Wheatstone** | Montage de quatre résistances permettant de mesurer de petites variations de résistance avec une sortie différentielle de tension. | | **Amplificateur d’instrumentation** | Amplificateur à gain réglable, haute impédance d’entrée et rejet du mode commun, utilisé pour conditionner les signaux faibles des capteurs. | | **Filtre passe‑bas** | Circuit qui atténue les fréquences supérieures à une fréquence de coupure définie, réduisant le bruit haute fréquence. | | **Lockout‑Tagout (LOTO)** | Procédure de verrouillage et d’étiquetage assurant la mise hors tension d’un équipement avant toute intervention. | | **Automate programmable (PLC)** | Dispositif numérique permettant de réaliser des fonctions logiques, séquentielles et de régulation via des langages comme Ladder, Structured Text ou Grafcet. | | **Grafcet** | Langage de description des systèmes séquentiels basé sur des étapes et des transitions, utilisé pour la programmation des automates. | | **Relais de puissance** | Composant électromécanique ou à semi‑conducteur qui commande un circuit de puissance à partir d’un signal de commande faible. | | **Compatibilité électromagnétique (CEM)** | Ensemble de règles visant à limiter les émissions et augmenter l’immunité aux perturbations électromagnétiques des équipements électriques. | --- ## Exercices d’applications corrigés ### Exercice 1 – Dimensionnement d’un pont de Wheatstone pour un PT100 **Énoncé** : On souhaite mesurer la température dans un four variant de 0 °C à 200 °C avec un PT100 (classe A). L’alimentation du pont est fixée à 5 V DC. On désire que la tension de sortie du pont varie de 0 V à 5 V sur cette plage. Déterminer les valeurs des résistances fixes $R_1$, $R_2$, $R_3$ du pont (on supposera $R_1=R_2=R_3=R$) et vérifier la linéarité approximative. **Corrigé** : Le pont de Wheatstone en configuration « demi‑pont » (deux bras fixes égaux $R$, un bras variable $R_x$ du PT100, et un bras fixe $R$) donne : $$ V_{out}=V_{cc}\left[\frac{R}{2R}-\frac{R_x}{R+R_x}\right] = V_{cc}\left[\frac{1}{2}-\frac{R_x}{R+R_x}\right] $$ On veut $V_{out}=0$ lorsque $T=0^{\circ}\text{C}$ ($R_x=R_0=100\ \Omega$) : $$ 0 = V_{cc}\left[\frac{1}{2}-\frac{100}{R+100}\right] \Rightarrow \frac{100}{R+100}= \frac{1}{2} \Rightarrow R+100 = 200 \Rightarrow R = 100\ \Omega $$ Ainsi, on prend $R_1=R_2=R_3=100\ \Omega$. À $T=200^{\circ}\text{C}$, la résistance du PT100 est : $$ R_x(200)=100\bigl[1+A\cdot200+B\cdot200^2\bigr] $$ $$ =100\bigl[1+3,9083\times10^{-3}\times200-5,775\times10^{-7}\times40000\bigr] $$ $$ =100\bigl[1+0,78166-0,0231\bigr]=100\times1,75856=175,86\ \Omega $$ La sortie du pont devient : $$ V_{out}(200)=5\left[\frac{1}{2}-\frac{175,86}{100+175,86}\right] $$ $$ =5\left[0,5-\frac{175,86}{275,86}\right]=5\left[0,5-0,6375\right]=5\times(-0,1375)=-0,6875\ \text{V} $$ La sortie est négative ; pour obtenir une plage 0‑5 V, on peut inverser la polarité du branchement du bras variable (échanger $R_x$ et $R_3$) auquel cas la sortie varie de 0 V à $+0,6875\ \text{V}$. Ensuite, un amplificateur d’instrumentation avec un gain de $$ G = \frac{5}{0,6875}\approx 7,27 $$ et éventuellement un offset de $+0,6875\ \text{V}$ (si l’on garde la polarité d’origine) permet d’obtenir 0‑5 V. En pratique, on utilise un amplificateur d’instrumentation AD620 avec un gain de 7,3 et on ajoute une tension de référence de 0,6875 V pour obtenir l’échelle souhaitée. **Vérification de linéarité** : Sur l’intervalle 0‑200 °C, la variation de $R_x$ est de 75,86 Ω, ce qui donne une variation de $V_{out}$ d’environ 0,6875 V avant amplification. La relation $R_x(T)$ est quasi‑linéaire (erreur < 0,2 % sur cette plage selon la norme IEC 60751), donc après amplification linéaire, la sortie reste linéaire à mieux que 0,3 %. **Réponse** : $R_1=R_2=R_3=100\ \Omega$ ; amplification d’environ 7,3 avec offset de +0,6875 V (ou inversion de branche + gain 7,3) pour obtenir 0‑5 V sur 0‑200 °C. --- ### Exercice 2 – Programmation d’un timer d’arrêt sur un convoyeur **Énoncé** : Un convoyeur à bande doit s’arrêter pendant exactement 4 s chaque fois qu’un capteur de proximité (sortie PNP) détecte une pièce située sous une station de contrôle. L’automate utilisé est un Siemens S7‑1200. Écrire le programme en Ladder (description texte) qui réalise cette fonction, en utilisant un timer TON. Indiquer les adresses d’entrée et de sortie utilisées. **Corrigé** : - Entrée du capteur : **I0.0** (PNP, niveau haut lorsqu’une pièce est présente). - Sortie commandant le relais d’arrêt du convoyeur : **Q0.0** (active = relais alimenté = convoyeur arrêté). - Mémoire interne pour déclencher le timer : **M0.0**. **Réseau 1 – Lecture du capteur** ``` ----[ I0.0 ]----( M0.0 )---- ``` Lorsque I0.0 = 1, M0.0 passe à 1. **Réseau 2 – Déclenchement du timer** ``` ----[ M0.0 ]----[ TON T1, PT#4s ]----( )---- ``` Le timer T1 démarre lorsque M0.0 = 1 ; sa présélection PT est fixée à 4 s. **Réseau 3 – Arrêt du convoyeur** ``` ----[/ T1.Q ]----[/ I0.1 ]----( Q0.0 )---- ``` Le contact normalement fermé du timer `[/ T1.Q]` est fermé tant que le timer n’a pas atteint sa valeur preset. Le contact normalement fermé du bouton d’arrêt d’urgence `[/ I0.1]` assure la coupure immédiate en cas d’urgence. Tant que les deux contacts sont fermés, la bobine Q0.0 est alimentée → relais activé → convoyeur arrêté. Dès que T1.Q s’ouvre (après 4 s) ou que le bouton d’arrêt est actionné, Q0.0 se désactive → relais relâché → convoyeur redémarre. **Réseau 4 – Bouton d’arrêt d’urgence (optionnel, redondance)** ``` ----[/ I0.1 ]----[ ]----( Q0.0 )---- ``` Ce réseau montre que l’ouverture du bouton d’arrêt coupe directement l’alimentation du relais, indépendamment du timer. **Vérification** : - Lorsqu’une pièce apparaît, I0.0=1 → M0.0=1 → timer T1 démarre. - Tant que T1 n’a pas atteint 4 s, son contact Q reste fermé → `[/ T1.Q]` fermé → Q0.0=1 → relais actif → convoyeur arrêté. - Après 4 s, T1.Q s’ouvre → `[/ T1.Q]` ouvert → Q0.0=0 → relais relâché → convoyeur redémarre. - Le système est prêt pour une nouvelle détection dès que I0.0 revient à 0 (M0.0 retombe à 0, le timer est réinitialisé automatiquement). --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | **Alimentation du capteur avec une tension trop élevée** (ex. 24 V appliquée à un capteur 5 V) | Détérioration immédiate du composant, risque de court‑circuit, fumée. | Toujours vérifier la fiche technique du capteur ; utiliser un régulateur de tension adapté ; placer une fusible ou un PTC en série. | | 2 | **Oublier de mettre à la terre le blindage du câble du capteur** | Bruit électromagnétique important, mesures instables, déclenchements intempestifs de l’automate. | Connecter le blindage à la terre de l’armoire selon la norme NF C 15‑100, section 441 ; vérifier la continuité avec un ohmmètre (< 1 Ω). | | 3 | **Configurer une entrée PNP comme NPN (ou inverser la polarité)** | L’automate ne voit jamais le signal ou le voit en permanence, entraînant un défaut de détection. | Lors de la mise en service, mesurer la tension à l’entrée avec le capteur activé ; ajuster le type d’entrée dans la configuration du PLC (PNP = entrée haute active). | | 4 | **Ne pas prévoir de temps de débouncing pour un capteur mécanique** (ex. interrupteur à levier) | Comptage multiple d’un même événement, surtensions sur les entrées. | Ajouter un filtre logiciel (détection de front avec temporisation de 5‑10 ms) ou un circuit RC matérielle. | | 5 | **Utiliser un relais de puissance sous‑dimensionné pour la charge du moteur du convoyeur** | Surchauffe du relais, soudure des contacts, arrêt non commandé du convoyeur. | Sélectionner le relais selon la formule $I_{relay} \ge 1,2 \times I_{moteur}$ ; vérifier la catégorie d’utilisation (AC‑1, AC‑3) selon la norme CEI 60947. | | 6 | **Ne pas tester le bouton d’arrêt d’urgence avant la mise en marche** | En cas de défaut, l’arrêt d’urgence ne coupe pas l’alimentation, mettant les opérateurs en danger. | Effectuer un test de fonction chaque quart d’heure pendant la phase de mise en service ; consigner le résultat dans le registre de sécurité. | --- *Fin du cours.*