ProjetAutomatisme2019

Partie 1 : Phase d'étude

Cahier des charges

L'objectif de ce projet est de décentraliser un automate industriel à l'aide de cartes électroniques ainsi qu'une gestion à distance avec une interface homme-machine. Afin d'effectuer un tour avec des étapes sur des postes permettant certaines opérations tout cela à l'aide de distributeurs et actionneurs.

Fonctionnement du système

1. Gestion générale

   Le convoyeur est géré par un seul et même automate regroupant les entrées ainsi que les sorties.Ce convoyeur possède 3 postes manuels ainsi que 3 postes gérés par l'automate. Notre travail se concentre donc sur les 3 postes automatisés.

   Chaque poste est composé d'un tapis qui est régit par différents capteurs inductifs TOR capteur Tout Ou Rien.

   • Le premier type de capteur est utiliser pour identifier la palette pour analyser le type de pièce envoyé sur le convoyeur pour effectuer la bonne modification.
   • Le deuxième type de capteur est le capteur de bourrage ; il permet en cas de surcharge trop importante sur le convoyeur de ne pas envoyer la pièce tant que le convoyeur n’est pas libéré.

   Le convoyeur dispose également d'actionneurs et de cran d'arrêt permettant d'arrêter la palette.

2. Étude du fonctionnement

   Nous avons fait un grafcet du convoyeur pour détailler son fonctionnement.

   

Partie 2 : Création des cartes et programmation

Trois cartes de bases ont été conçues pour ce projet :

La Carte Capteurs :

La Carte capteur a été faire sur Eagle de la façon suivante : Fichier:Carte capteurs.sch Je n'ai pas joint la version du routage à cause d'une erreur de routage par rapport au MCP23008 et à la NanoPi, c'est à dire qu'il faut " s'imaginer la façon dont on placerait la NanoPi sur la carte fabriquée, pour que le routage corresponde au placement.

La Carte des Relais :

La Carte des Actionneurs :

Réalisée sur Eagle, elle permet de contrôler jusqu'à 8 actionneurs grâce au module MCP230008 et à la NanoPi, elle est composée d'une batterie de résistance de tirage, de transistors et de diodes de roue libre. Lors de la conception de cette carte nous pensions que tous les actionneurs étaient reliés à la masse or la plupart ont le +24V pour commun, il faut donc la coupler avec une série de relais permettant d'ajuster ce problème et de contrôler les actionneurs à notre guise. Fichier:Distributeur Routage.brd Fichier:Distributeur Schéma.sch

Configuration de Node-RED et de la NanoPI

Allez chercher une NanoPi au magasin (avec son chargeur...) et branchez là aussi avec un câble Ethernet. Comme vous pouvez le voir, c'est la carte numéro 8 cela a toute son importance.

Maintenant lancez un terminal de commande (linux uniquement) connectez la carte au réseau internet Node-RED local au GEII. en tapant ssh root@10.98.9.x x = le numéro de la carte NanoPi correspondant + 49 donc pour l'exemple cela est ssh root@10.98.9.57. Faites entrée, puis tapez Yes

Maintenant rendez-vous sur Node-RED en tapant dans la barre du navigateur l'IP correspondante à votre carte en ajoutant le port 1880, ici dans notre exemple 10.98.9.57:1880 Prenez sur l'onglet de gauche "l'objet" MQQT Out et renommez-le comme vous le voulez,cela sera votre topic pour l'exemple on va l'appeler tuto1 voici un exemple minim'.

Essayez de brancher un bouton sur une broche de la NanoPi puis une LED sur une autre pour tester le réseau MQTT avec Node-RED en vous aidant du PinOut.

Donc pour l'exemple, et pour que vous puissiez comprendre, on va essayer d'allumer ou éteindre une LED avec un bouton (""n'oubliez pas la résistance de tirage de 10k"") mais qui sont branchés sur des broches (GPIO) différents. donc :

      PG6 / Bouton (IN) ---> MQTT ""tuto1" (OUT) 
      MQTT (IN) ""tuto1" ---> PA11 / Led (IN) 

Donc là le processus se fait en deux fois. Dès que vous appuyez sur votre bouton qui est relié à la broche PG6 cela envoie l'info' sur le protocole réseau MQTT (donc là en sortie) puis la deuxième partie (le réseau MQTT en entrée) envoie l'info à la LED de s'allumer ou de s'éteindre. Si ça fonctionne vous pourrez faire ça à grande échelle avec des capteurs ou des relais et avec le MCP23008.

Configuration et fonctionnement du MCP23008

Le MCP23008 est un micro-contrôleur comportant 8 sorties de GP0 à GP7, il fonctionne grâce à une configuration d'adresse choisi arbitrairement. Pour comprendre son fonctionnement, allez chercher une plaque à essais, une Nano Pi (et son chargeur...), et bien-sûr pleins de fils mâle-mâle et mâle-femelle. Voici un schéma simplifié montrant le branchement à effectuer.

J'ai testé le fonctionnement du composant ainsi : VDD branché au 3,3V et VSS au GND. Pour tester, mettez les 3 adresses A0 A1 A2 au GND, puis reliez les SDA et SCL du MCP à ceux de la NanoPi avec une résistance de tirage de 10K chacune.

Faites des essaies de détection des ports i2c, Lancez un terminal de commande et tapez la commande suivante : i2cdetect -y 0 Dès que le MCP23008 est connecté (marqué connected avec un point vert contrairement à la photo ci contre) configurez les adresses en décochant toutes les adresses si toutes mises à la masse

Pour faire des testes avec des LED prenez 2x le bouton inject en haut à gauche comme sur la photo, paramétrez le en fonction si c'est un allumage ou un arrêt (1 ou 0) et en sortie mettre un debug suivant là ou vous aurez branché votre sortie sur le MCP23008 (voir photo datasheet plus haut)

Attention!! Sur Node-RED le GPIO est décalé de 1 par rapport à votre configuration donc prenez en connaissance.

Branchement d'un capteur

Les capteurs utilisés dans le convoyeur sont en PNP de la marque ""Contrinex DW-Ax-70x-M8". https://www.contrinex.cn/wp-content/uploads/ctx_products/datasheets/DW-Ax-70x-M8.pdf Voici la datasheet si vous voulez essayer d'apprendre le branchement sur plaque à essais et de se servir des outils avec le MCP23008 et NodeRed.

Voici le Schéma correspondant :

Il faut aller chercher une alim' 24V, des connecteurs Wago, des fils mâles-mâles, mâles-femelles au magasin et prenez connaissance du schéma ci-contre puis de la datasheet et testez votre capteur avec Node-RED et le MCP230008.