Exemple de l'ascenseur à mémoire

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Photo ascenseur.gif


Présentation

Schema ascensseur a memoire.PNG

On s'intéresse ici au fonctionnement d'un ascenseur desservant un rez-de-chaussée et plusieurs étages. 1 étage = 3 mêtres.


Charge maxi 600daN (soit 8 personnes)


La cabine est entrainée par un moto-réducteur à courant continu, à deux sens de marche, équipé d'un frein à courant de Foucault.


Chaque palier, ainsi que la cabine, comporte une porte coulissante dont l'ouverture et la fermeture sont:

  • commandées par un vérin
  • détectées par un capteur d'ouverture et un capteur de fermeture.


A chacun des n étages on trouve deux boutons d'appel (montée/descente) avec voyant lumineux de prise en compte de l'appel incorporé au bouton, ainsi que deux voyants donnant le sens actuel de parcours, et un avertisseur sonore pour l'arrêt de la cabine à l'étage.


Les voyants montée/descente sont clignotants lors du déplacement de la cabine, fixes pendant un arrêt à un étage, éteints à l'arrivée de la cabine à l'étage.


Dans la cabine on trouve un tableau de commande comportant (n+1) boutons-poussoirs avec voyant de prise en compte de la demande, deux boutons de demande d'ouverture et de fermeture des portes.


Un interrupteur "arrêt d'urgence" freine la cabine en cas de défaillance, avec une décélération de 5m/s².


Pour assurer la sécurité des utilisateurs, une cellule photo-électrique détecte un obstacle à la fermeture des portes, et un capteur d'effort limite le serrage par les vérins.


Le moteur électrique entrainant la cabine (et le contrepoids...) est asservi à une loi de vitesse définie, quelle que soit la charge, de la maniêre suivante:

1êre phase: accélération constante 1m/s² jusqu'à une vitesse de 3m/s

2ême phase: vitesse constante 3m/s

3ême phase: décélération constante 1m/s² jusqu'à l'arrêt


Suivant que la cabine est plus lourde que le contrepoids ou non, le "moteur" fonctionne en moteur ou en frein (à la montée), et inversement à la descente. Le contrepoids est optimisé pour une charge "moyenne la plus probable" égale à deux personnes, afin de diminuer la consommation électrique.



Partie asservissement - grandeurs analogiques

On peut représenter l'évolution de la vitesse de la cabine au cours du temps de la façon suivante:

Ascenseur evolution vitesse.PNG


La phase à accélération constante jusqu'à la vitesse maxi dure 3 s, on a alors parcouru 4,5 mêtres, soit plus d'un demi-étage. On n'atteint donc la vitesse maximale de 3m/s que si on monte d'au moins 3 étages. On pourrait tracer pour chaque cas un graphe des déplacements, mais ils sont tous à peu prês semblables:

Ascenseur evolution vitesse 2.PNG

Evolution de la vitesse et des déplacements jusqu'à v=cte=3m/s.


Cette évolution est élaborée par le calculateur et constitue la consigne d'entrée.

Il est donc nécessaire de réaliser un asservissement en accélération et en vitesse du moteur suivant une loi dépendant du parcours à effectuer. On peut symboliser le systême par un schéma fonctionnel dans lequel

  • l'entrée est une consigne de vitesse calculée à chaque instant
  • la sortie est la vitesse réelle du moteur
  • le couple résistant dépendant de la charge, à priori inconnue, est une perturbation
Synoptique ascenseur.PNG


Partie logique - Données binaires

La partie commande reçoit des informations venant d'une part des capteurs:

  • capteurs de position et de vitesse de la cabine
  • capteurs d'état des portes (ouvertes, fermées)
  • capteur de surcharge statique et de surcharge dynamique

D'autre part elle enregistre les demandes d'ordre venant d'un étage ou de la cabine.


La partie commande gêre ensuite cet ensemble d'informations afin de définir le déplacement à effectuer.

Par exemple, la cabine, en cours de montée, ne prendra en considération une demande d'arrêt à un étage que si:

  • cet étage est situé au dessus de la cabine, qu'il s'agit d'une demande de montée, à moins que la demande ne vienne de la cabine, et que l'arrêt ne nécessitera pas une décélération supérieure à 1m/s².
  • sinon cet appel est mémorisé jusqu'à la descente suivante ou même la montée suivante, s'il s'agit d'une demande de montée.


Les portes ne s'ouvriront que si la cabine est à l'arrêt devant une porte paliêre, arrêt correspondant à une demande prise en compte, ou bien que la cabine est à l'arrêt devant une porte paliêre et qu'un appel est enregistré précisément à cet étage.


Cabine à l'arrêt, les portes se fermeront au bout d'une temporisation t ou bien à la demande, si la cellule photoélectrique ne "voit" pas d'obstacle et si la cabine n'est pas en surcharge...


On devine que la formulation précise de tous les cas devient vite complexe et nécessite des outils adaptés et des conventions d'écriture pour en faciliter la résolution.