Rapport du projet - cpnv
Contents
1. savons que les amplis op ont une imp dance d entr e infinie aucun courant ne sortira alors de notre capteur Nous devons rajouter un pull down qui permettra de tirer un courant minimum Nous prenons un courant minimum de 1mA est estimons que la temp rature moyenne dans les chambres est de 22 C Nous devons donc rajouter une r sistance la sortie du capteur et l relier la masse qui fera tirer le courant mentionn ci dessus U R I gt R 2 a 2200 O 11073 JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 20 29 MN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 6 3 Carte 5A6 capteur de temp rature Information Cette carte lectronique se compose de deux capteurs de temp rature LM35DZ ce qui permet de convertir une quantit de chaleur en tension Ce proc d est n cessaire pour le bon fonctionnement de notre syst me car nous n avons pas pris un module d entr e d automate qui accepte d tre directement branch avec une sonde de temp rature purement ohmique Nous avons aussi choisi d utiliser ce capteur de temp rature car il est lin aire et sa consigne est en tension Cette carte a un but simple elle permet de fixer les capteurs sous les chambres et de pouvoir brancher les fils sur un bornier Ce dernier est compos de quatre bornes une pour l alimentation 12VDC une pour le OVDC et les deux autres pour renvoyer la valeur de temp rature en tension la c2. sup rieure 2A et nous en avons obtenu une de 10A De ce fait cela repr sentait un module beaucoup plus grand qu un bloc de 2A Ceci a provoqu un souci pour le placement de automate programmable sur le rack Nous avons aussi constat qu en cas de rajout de c ble nous serions vite limit s dans les caniveaux au niveau du bornier lectronique Nous avons rencontr un probl me lors de la mise en service de la maquette Lors des essais notre carte lectronique fonctionnait tres bien Lorsque nous l avons install e dans la maquette et test e nous avons constat qu une des r sistances chauffait tout le temps force de tester et de d panner nous avons trouv qu un des transistors tait d fectueux Nous avons chang ce composant d fectueux ce qui nous a permis de continuer notre mise en service Communication panel et automate Nous avons rencontr des probl mes lors de la reconnaissance entre l automate programmable et le Touch Panel Ayant un HMI plus sophistiqu nous ne savions pas qu il fallait aussi configurer l IP dans ce dernier En cherchant dans la documentation nous avons trouv les informations manquantes pour notre configuration JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 25 29 C AN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois Chauffages Nous nous sommes heurt s a un souci de derni re minute avec le chauffage Le corps de chauff
3. un montage amplificateur non inverseur Nous avons obtenu notre circuit en cr ant une contre r action sur l entr e inverseur avec un diviseur r sistif mont entre la sortie de l ampli op et la masse le point milieu tant reli sur l entr e inverseur JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 19 29 C A Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 ch ma carte lectronique 5A3 lila cniccccanncnacncadanaracanoacononconioccenanconconoodanozasdo noe dao ggaracasos 2 Ka T Ri 5 Chauffage 1 A AA 1 TIP31C ik 4 Commande 1 xa 1 2 GND x T2 R2 7 Chauffage 2 TIP31C ik 6 Commande 2 n TOND 1 2 x2 l i TA F1 3 EC 12VOCY ERA i ER 1A PCC 24VDC xa i UZAY 1 2 3 3 X2 10 Sonde 1 N 1 BB 2 9 Temp ra 1 R RS i UwB58P 220 220 x2 R12 w LED LED 1 db 1k 1k POT A x 2 GNO o TOND TOND TOND TOND U2B 1 2 5 ya 12 Sonde 2 gt 1 6 11 Temp ra 2 i R13 UM358P R6 5 m 1k 1k i TGND POT GND CARTE 5A3 Description Le capteur LM35DZ permet de convertir une quantit de chaleur de 2 C a 150 C en tension Il peut tre aliment entre 4 et 30 VDC Chaque degr suppl mentaire fait augmenter la tension de sortie de 10mVDC ce qui correspond a une tension de 2 5VDC pour une temp rature de 25 C Ensuite nous allons nous brancher sur un amplificateur op rationnel qui augmentera cette tension Comme nous
4. 2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 8 Probl mes rencontr s et am liorations ss 25 8 1 Problemes TencOntIes me osa De item A 25 Meca Md 0 RES A RE E 25 SS 25 lectronique conocio Reena arnes 25 Communication panel et AUTOMATE 2 is 25 CR o e 26 8 2 AMENA OS anciana 26 E oe A o A A ARAE A T 26 A y e o PM A IIA 26 e o E A et ee a in 27 9 1 Reme Cien ano aaa 27 9 2 CONCA as 28 JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 3 29 C AN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 1 Avant propos 1 1 Introduction tant tous les deux int ress s par la domotique nous avons d cid de faire notre travail de semestre sur la domotique Nous avons pens a g rer une maquette en guise de maison Les options int ressantes de la domotique tant la gestion du chauffage des lumi res et des portes nous allons donc g rer ces points dans notre travail de semestre Pour commencer nous avons d concevoir un cahier des charges que nos ma tres d atelier valideront pour ensuite attaquer notre projet Ce travail regroupera 1 maquette d une maison avec 6 pi ces en bois et un Touch Panel sous lequel nous pouvons allumer des lumi res r guler la temp rature dans 2 pieces et contr ler l ouverture et la fermeture des portes Ce projet de semestre nous permet de mettre en pratique ce que nous apprenons lors des cours th orique
5. 5 7 C t bois N2084 E1 5 8 C t bois N2084_E1 6 Circuit lectroniques Pieces N2084_E1 6 1 Carte lectronique N2084_E1 6 2 Colonnette grande Pri gittis errrr N2084_E1 6_3 Colonnette courte N2084_E1 7 Bornes sur rail Pieces N2084_E1 7_1 Rail DIN 35 N2084_E1 7_2 Borne Terre N2084_E1 7_3 Borne Neutre IT JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 12 29 MN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois gt N2084 E1 7 4 Borne Phase N2084_E1 7 5 Arr t de borne gt N2084_E1 7_6 Disjoncteur gt N2084 E1 7 7 Pont gt N2084 _E1 7 8 Disjoncteur N2084_E2 Couvercle avec HMI boutons poussoirs et plexi glace N2084_E2 1 Couvercle en bois N2084_E2 2 Lame avant bois N2084_E2 3 Plaque panel bois N2084_E2 4 Plaque lat ral bois N2084_E2 5 Plaque lat ral bois N2084_E2 6 Plaque arri re bois N2084_E 7 Plexi couvercle N2084_E 8 Panel Pour tous les dessins de ce projet de semestre nous avons utilis Inventor sauf pour le dessin provenant de la menuiserie JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 13 29 A Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 4 2 Liste des pi ces 4 3 Dessins amp ensembles JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 14 29 C AN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel d
6. Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Projet de semestre N2084 Domotique R alis par Jaccard Gr gory Jean Mairet Ludovic JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 1 29 C AN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 rotessionnel du Nord vaudois Table des matieres Do ANTEDONO S dt 4 1 1 o e O 4 12 CAE POS CARS ROA aan de de a a te ne 5 PRODE A or ee te ee E ete 5 UE A o y e e A 5 Travala recu ains 5 PP E a EE EA 5 Za FONCHONNCNIEME radica 7 2 1 EDO e E o uE EE RO O A 7 2 2 PA 7 2 3 CNAE 0 PER roca 7 2 4 co A PP e de a EEE 8 2 5 A 8 3 Mode Tempo a 9 RACE oo 9 An a o 9 3 3 S lection des diff rents modes ss 9 Node OMS OO aa a ne da a ae a ee 9 3 5 Mode chauffages et ventilateurs cccccoocccnconocnnnnnaconnnnonacnnnnnaronnnnnnrnnonnnrononarnnnonanonnnnnnonnnnnnanonnss 9 20 MO Va CAN a ae cn anne a de ces de tie 10 de Meca ee Cd 11 4 1 Liste des numeros d s PICOS mtb EA EENES 11 EZ ES DEC A A AE A E EE E EE E A EA E A EEEE 14 4 3 D SSINS EC en EMCS a aaa 14 D Etnia 15 As e o EE E ER 15 EPA a A E A A T A E ET 16 6 ElecWonigue ti E EEE E EEE E 17 6 1 SEME DOC EEE 17 6 2 CODA S MO EE RO 18 6 3 Carte SA6 capteur de temperature raid ds 21 6 4 SDE r Uno o EEE EEE 23 6 5 Sch mas a Implantar ee de dc 23 Te Programmation nenita 24 JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 2 29 C MN UY Projet de semestre N
7. arte 5A3 Fonctionnement La carte re oit une tension de 12VDC en provenance de la carte 5A3 qui permettra d alimenter les capteurs de temp rature Les deux l ments sont reli s a la m me masse qui prend sa source sur la m me carte que l alimentation Chaque capteur possede son propre fil qui lui servira a transmettre la quantit de chaleur en tension qui sera amplifi e par la carte 543 et ensuite envoy e a l automate JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 21 29 Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Sch ma lectronique CRE O x3 _ pg i 1 2 12VDC i U3 x3 y vs 2 vour H o e 2 gt R y 1 Sonde 1 i 20 185 50 x bielas m 3 GNO i U4 K3 LS vse 0 voir H o La R 4 Sonde 2 220 Lw35 S0 i TOND CARTE 5A6 Description Le capteur LM35D7 permet de convertir une quantit de chaleur de 2 C 150 C en tension Il peut tre aliment entre 4 et 30 VDC Chaque degr suppl mentaire fait augmenter la tension de sortie de 10mVDC ce qui correspond une tension de 2 5VDC pour une temp rature de 25 C Ensuite nous allons nous brancher sur un amplificateur op rationnel qui augmentera cette tension Comme nous savons que les amplis op ont une imp dance d entr e infinie aucun courant ne sortira alors de notre capteur Nous devons rajouter un pull down qui permettra de tirer un courant minimum Nous prenons un courant minimum de 1mA est esti
8. de Capteur savoir en permanence la temp rature de la pi ce en Volt Le signal sera ensuite envoy l ampli pour tre augment La partie amplification est constitu e d un ampli op LM358P Amplification qui permet d augmenter les signaux afin qu ils puissent communiquer correctement entre O et 12VDC avec l automate Les nouvelles tensions sont ensuite envoy es aux entr es analogiques de l automate pour que le programme puisse traiter la temp rature dans les pieces La partie consigne sert a r guler la tension pour les chauffages Consigne Les consignes partent des sorties analogiques qui sont transmises a la base des transistors Ces derniers vont modifier la diff rence de potentiel sur les bornes de r sistances La partie chauffage est constitu e de r sistances qui sont Chauffage plac es sur les collecteurs des transistors La tension des r sistances est r gul e par la consigne mise par l automate sur la base des transistors ce qui modifiera la diff rence de potentiel JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 17 29 C A Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionne du Nord vaudois 6 2 Carte 5A3 chauffages Information carte 5A3 Cette carte lectronique se compose en trois parties La premi re partie partie 1 est l alimentation de la carte Pour alimenter correctement nos amplificateurs op rationnels nous avons besoin du 12 VDC En effet nous voulons q
9. e ces derni res est tr s facile a g rer On peut les commander depuis les six boutons qui entourent les pieces de la maquette ou alors via le panel Les ampoules sont a baionnette elles peuvent ainsi facilement tres chang es En revanche les supports eux sont fix s depuis le dessous des pieces de la maquette mais n ayant quasiment aucune chance d tre chang e cela n est pas d rangeant 2 2 Portes Les portes au niveau lectrique sont des simples contacts et sont actives lorsqu elles sont ouvertes Une vis permet de r gler la sensibilit du contact afin d tre s r que la porte soit d tect e ferm e que lorsqu elle est r ellement ferm e Cette vis est accessible sans d monter la maquette faut par contre se munir d une clef imbus pouvant supporter de viser de bil 2 3 Chauffages Les chauffages des maisons sont en g n ral des chauffages centraux mais le syst me tant trop compliqu mettre en marche pour deux radiateurs nous avons pr f r opter pour deux chauffages lectriques Les sorties analogiques ne peuvent pas directement alimenter les chauffages c est pourquoi nous devons passer par des commandes de courant et pour cela utiliserons donc des transistors Nous allons utiliser une r sistance de puissance comme corps de chauffe car c est le moyen le plus simple et le plus conomique de chauffer notre maquette La commande de la puissance se fera l aide de transistor afin de ne pas consomm
10. e le programme WinCC Pour la programmation la premi re chose que nous avons d faire fut d apprendre comment fonctionnaient les entr es et sorties analogique de chez Siemens La programmation de ces modules ne se sont pas fait sans mal Nous avons pu voir que les programmes de ce genre ne se font pas du premier coup Nous sommes contents car nous avons pu appliquer et d velopper des connaissances apprises lors des cours effectu s l atelier comme le capteur de temp rature un montage amplificateur non inverseur Nous avons aussi appris de nouvelles choses comme g rer une tension sur une r sistance l aide d un transistor cr er un r gulateur PID avec un le capteur de temp rature le transistor et l automate programmable Il nous a fallu aussi rentrer dans des domaines physiques pour calculer et dimensionner les chauffages Nous avons beaucoup appris sur la difficult de travailler avec des corps de m tier diff rents Nous avons pu d couvrir certains probl mes qui ne nous seraient jamais venu l id e et de constater que souvent cela ne venait jamais d o l on pensait Nous avons rencontr des complications que tous les groupes de ce semestre ont connues la fermeture du centre d usinage Nous avons d aller usiner nous m me nos pi ces dans les ateliers m caniques chose qui nous n avions pas pens lors de notre planification JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 28 29 C AN Y Projet de sem
11. e ne diffuse pas assez d nergie et la temp rature de la piece peine donc augmenter rapidement Cela vient peut tre du corps de chauffe qui a de la difficult transmettre son nergie a l air ambiant ou alors la distance entre le corps de chauffe et la sonde 8 2 Am liorations Si nous devions refaire ce projet nous modifierions certains points afin de faciliter sa construction et son utilisation M canique Nous essaierions de modifier certaines choses sur la maquette comme par exemple les portes Nous les aurions motoris es sans doute l aide d lectro aliments ainsi que des ouvertures pour qu elles ne d bouchent pas sur un mur Nous aurions aussi modifi l ouverture de la maquette en mettant des charni res qu elle soit simplifi e Electrique Nous changerions l alimentation en passant sur du 5A ce qui laisserait plus de place sur le rack pour les modules de l automate et pour la fixation de ce dernier Nous augmenterions la taille du caniveau central de mani re a pouvoir passer plus facilement les c bles Nous aurions aussi utilis un moyen de chauffage diff rent et donc rapproch la sonde du corps de chauffe afin de faciliter la r gulation de la temp rature JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 26 29 M L Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 9 Conclusion 9 1 Remerciements Pour ce projet de semestre nous avons
12. e par l utilisateur afin de donner les instructions aux chauffages et ventilations Le mode vacances lui est activ par l utilisateur Il v rifie que toutes les lumi res soient teintes et les portes ferm es Une fois cette t che effectu e il va passer dans un mode selon lequel les gens sont en vacances donc une action dans la maison d clenche une alerte C est l utilisateur qui pourra quittancer cette alerte en quittant le mode vacances OB1 Appel cyclique des fonctions FB1 FB10 Appel multiple de la Gestion de l clairage fonction Lampe d une piece M moire pour la gestion des lampes FB2 Gestion des chauffages FC3 Gestion du mode vacances JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 24 29 C AN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 8 Problemes rencontr s et am liorations 8 1 Problemes rencontr s Lors de ce projet nous avons rencontr diff rents problemes que nous avons pu r soudre dans la plus grande partie des cas M canique Ils sont survenus lors de l usinage des pi ces En effet les cotations et les tol rances entre les menuisiers et automaticiens sont totalement diff rentes Nous avons d effectuer de nombreux changements sur les dessins lors de notre conception Une des grosses difficult s fut d imaginer et de concevoir notre maquette Le fait qu elle soit en bois nous permettait que tres peu de modifications u
13. e projet de semestre nous devons simuler la fermeture et l ouverture de deux portes Pour conna tre la position des portes nous avons utilis deux fins de courses qui sont actionn es quand la porte est ferm e Ces capteurs utilisent un contact NC qui est branch sur le 24VDC et qui va directement sur les entr es TOR de l automate 5 2 Sch mas JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 16 29 N Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 6 lectronique L lectronique est pr sente principalement dans la carte 543 qui permet de communiquer entre les capteurs de temp rature et l automate Elle sert r guler la tension dans les r sistances l aide de transistors Une consigne venant des sorties analogiques de l automate est branch e sur la base de ces derniers Il y a aussi une deuxi me carte 5A6 qui sert d porter ces derniers vers les chambres 6 1 Sch ma bloc La partie d alimentation est surtout constitu e d un r gulateur Alimentation de tension L7812 Elle va permettre d abaisser l alimentation de la PS 307 de 24VDC 12 VDC pour alimenter correctement notre capteur de temp rature LM35DZ et que la tension de saturation de notre ampli op ne d passe pas cette derni re Le circuit poss de deux LED qui permettent de savoir si le 24VDC et le 12VDC sont pr sents La partie capteur est constitu e d un LM35D7 qui permet
14. er directement la tension sur la sortie analogique La puissance que la r sistance doit pouvoir dissiper correspond la puissance que l on veut fournir la pi ce pour la chauffer comme nous ne travaillons uniquement avec un chauffage et une ventilation il nous est impossible de tomber en dessous de la temp rature ambiante O 20 c nous travaillerons donc entre 20 c et 50 c notre maquette devant tre un minimum attractive il ne faut pas que l l vation de temp rature soie trop lente Nous prendrons donc 1min pour passer de 20 c 50 c V lx L h 0 16 x 0 15 x 0 2 0 0048m M p V 1 293 0 0048 0 00621kg JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 7 29 C A Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois Hiere d outomatgue 2 4 Ventilations La ventilation a deux usages En premier lieu elle ventile en permanence la carte lectronique puis elle permet de refroidir les pi ces de la maquette lorsque la temp rature est trop lev e Ce refroidissement occasionnel se fait l aide de deux lectro aliments command s par l automate 2 5 Panel Pour la connexion du panel la CPU nous utilisons ProfiNet comme bus de communication pour configurer la communication simplement il suffit de le faire l aide de WinCC Cr er votre projet step7 puis lancer un projet WinCC Lorsqu on vous propose de l int grer a un projet step7 faite le avec votre p
15. es de la maison qui permet de visualiser l tat des lampes et des portes Six boutons permettent de commuter les lampes et HONOL un bouton permet de toutes les couper Extinction g n rale S 3 5 Mode chauffages et ventilateurs Dans le mode chauffages deux jauges permettent de r gler la S N amp AAA AAA AAA consigne des deux chauffages Deux autres jauges permettent 20 C f de voir la temp rature actuelle la pi ce Deux ventilateurs repr sentent la ventilation dans la pi ce et les jauges dans les radiateurs repr sentent la puissance dans les radiateurs JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 9 29 C A Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 SIMATIC PANEL HONOL C MN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 3 6 Mode vacances Lors de la mise en marche du mode vacances deux alarmes peuvent emp cher ce mode de se mettre en marche si une lampe est encore allum e ou qu une porte est ouverte Les lampes peuvent tres teintes depuis le panel Une fois le mode vacances enclench si une lampe est allum e ou une porte ouverte l alarme va s enclencher ce qui va allumer les lampes de la maison et le signaler sur le panel Pour quittancer cette alarme il suffit de quitter le mode vacances JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 10 29 Projet de semestre N2084 Domotique le 06 jui
16. estre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois Mise part la pi ce suppl mentaire nous pouvons affirmer que notre travail r pond aux conditions demand es dans le cahier des charges et celles nonc es lors des discussions entre les ma tres d ateliers Yverdon les Bains le 06 juin 2011 Jaccard Gr gory Jean Mairet Ludovic JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 29 29
17. eu besoin d aide pour certains points C est la raison pour laquelle nous tenons remercier La menuiserie JM Forestier Thierrens Pour le temps la mati re et les machines fournis tout au long de notre projet M Bise et M Piaget Pour leur aide et le temps accord s durant les heures de laboratoire M Gonthier Pour le pr t de machines pour notre usinage M Torche Pour le pr t d outillage M Barbis et M Quaglia Pour le pr t de machines et de mat riels CPNV Pour l infrastructure et le soutien financier JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 27 29 C AN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 9 2 Conclusion Apr s avoir r alis ce deuxi me projet de semestre faisant partie int grante de notre formation de Technicien ES nous pouvons relever plusieurs aspects qui nous seront b n fiques pour notre vie professionnelle future Le fait de r aliser ce travail par groupe demande une organisation importante d s le d but Etant donn que nous n avions jamais uvr ensemble lors des anciens travaux il nous a fallu un certain temps d adaptation avant d obtenir des automatismes dans le groupe Cela ne nous a pas pos de gros probl mes au d but mais par la suite nos emplois du temps charg s nous ont caus certaines difficult s pour synchroniser nos travaux Par rapport au premier travail nous avions plus d aisance dans l utilisation des
18. ge par 800 mm de long et de 300 mm de hauteur Dans cette base se trouve une repr sentation basique d un tage d une maison Elle se compose de 4 pi ces et d un couloir poss dant 2 chauffages 5 lumi res 2 portes et une ventilation Deux pi ces seront consacr es au chauffage et la ventilation et les deux autres seront consacr es pour la gestion des portes Travail effectuer o Conception et r alisation de la maquette o Programmation de l automate et du TouchPanel o Conception d un HMI Budget Simatic KTP 1000 600 Frs Bois maquette 300 Frs Module d entr e analogique 220 Frs Module de sortie analogique 300 Frs Total 1420 Frs JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 5 29 Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Planning Nom de t che D but Terminer Dur e EEE EE nn ET ET E E a O a O a a a ppo E o a A a a a O O E O O O O A A O E E O O O O A O O E O O E A O O O A O E A O O O A E OS A O O E O A O O O O O A A A O A A E O O O E O O O O SE E O O E O O O O A O E O O O O O O O O A A O O O O O A NN 4 4 2 2 PS D o qq JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 6 29 A Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 2 Fonctionnement 2 1 Lampes Les lampes sont des petites ampoules aliment es en 24Vdc et peuvent donc tre directement branch es sur les sorties d automate ainsi la commande d
19. mons que la temp rature moyenne dans les chambres est de 22 C Nous devons donc rajouter une r sistance la sortie du capteur et l relier la masse qui fera tirer le courant mentionn ci dessus U R I gt R 2200 I 1 10 JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 22 29 C A Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 6 4 Sch ma 6 5 Sch mas d implantation JACCARD Gr gory JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 23 29 C AN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 7 Programmation Voici le sch ma bloc du programme o on peut y remarquer les trois parties principales qui se d partagent en trois fonctions la gestion de lampes et portes la gestion du chauffage et le mode vacances La gestion des lampes et des portes permet d allumer ou d teindre les lampes depuis la maquette ou depuis le panel de contr le Cela permet aussi de visualiser l tat des portes de la maison La gestion d une pi ce est trait e par le FB10 celui ci est appel en multi instances dans le FB1 Le bouton commande les lampes via une entr e Le panel l inverse commande les lampes travers une m moire La repr sentation des lampes et des protes sur le panel prend directement l tat de sortie comme valeur La gestion du chauffage mesure la temp rature ambiante et la compare la consigne entr
20. n 2011 4 M canique 4 1 Liste des num ros des pi ces Pour mieux se rep rer dans la conception m canique et ne pas cr er de doublon nous avons cr une liste regroupant tous les niveaux des ensembles et pi ces N2084_EG Ensemble g n rale maquette N2084_E1 Base de la maquette comprennent Automate Chambres Portes Lumi res goulottes circuit lectronique bornes rail et Ventilation N2084_E1 1 Base de la maquette en bois Pieces N2084 E1 1 1 Base en bois Maquette N2084_E1 1 2 Cadre Long Base N2084_E1 1 3 Cadre Large Base N2084 _E1 1 4 Support Chambre Base N2084_E1 2 Chambres en bois Pieces N2084_E1 2 1 Base Chambres N2084_E1 2 2 C t Long Base N2084_E1 2_3 C t Large Base N2084_E1 2 4 Paroi Long Chambre N2084 _E1 2 5 Paroi Large Chambre N2084_E1 3 Automate complet avec son rail Pieces N2084_E1 3_1 Rack N2084_E1 3_2 Alimentation N2084_E1 3_3 CPU N2084_E1 3 4 Entr e DI N2084_E1 3 5 Sortie DO N2084_E1 3 6 Entr e Al N2084 _E1 3 7 Entr e AO JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 11 29 MN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois gt N2084_E1 4 Portes Pieces N2084_E1 4 1 N2084_E1 4_2 N2084_E1 4_3 N2084_E1 4 4 N2084_E1 4_5 gt N2084_E1 5 Ventilation N2084 E1 5 1 Ventilateur N2084 E1 5 2 Base en bois N2084 E1 5 3 C t bois N2084 E1 5 4 Dessus bois N2084 E1 5 5 Electro aimant N2084 E1 5 6 Porte bois N2084 E1
21. ne fois la maquette mont e et coll e Certains choix imagin s lors de la cr ation virtuelle furent vite modifi s lorsque nous avons voulu les r aliser Suite a probleme de compr hension et de lecture de plan notre menuisier a rajout une pi ce Nous avons d modifier nos dessins et nos programmes pour rajouter une lampe a cause de la pi ce suppl mentaire L ajustement du ventilateur sur la maquette fut assez difficile et nous avons d modifier certaines pi ces en bois afin que le montage soit correct pour le fonctionnement demand Lors de l usinage et de la construction de la maquette nous avons eu des probl mes pour trouver du mat riel et de l outillage En effet le centre professionnel n est pas tres bien quip pour usiner le bois La visserie pour ce mat riau faisait aussi d faut Nous avons d par nos propres moyens trouver des outils et aller dans plusieurs magasins afin de trouver les vis qu il nous fallait lectrique Nous n avons pas rencontr d normes difficult s dans la partie lectrique de notre projet de semestre Un des seuls problemes fut l amp rage de l alimentation Dans le cahier des charges nous avons demand une alimentation de 5A et nous en avons obtenu une de 2A Lors de nos calculs th oriques du dimensionnement de la puissance totale de notre maquette nous avons constat que le courant d passait les deux amp res de notre premi re alimentation Nous avons donc demand une alimentation
22. programmes tel qu Autodesk Inventor SEE Electrical Orcad ou encore MathCad Le fait d avoir tudi depuis plusieurs mois ces programmes cela nous a permis de travailler avec plus de pr cision et de rapidit Au premier abord la partie m canique tait le volet le plus cons quent du projet Au moment de commencer la maquette nous nous sommes vite rendu compte que nous tions limit s au niveau de l quipement pour usiner le bois Nous avons aussi eu deux ou trois problemes de pr cision avec les pi ces usin es Comme la cotation entre les menuisiers et les automaticiens n tait pas pareille nous avons rencontr des difficult s pour la conception et l usinage Au d but sur les plans nous avions con u notre maquette avec cinq pi ces Suite une mauvaise lecture et interpr tation des plans avec le menuisier nous nous sommes retrouv s avec six pi ces au lieu des cinq pr vues la base Avec ces soucis de cotation de pr cision et de modification de la maquette nous avons d modifier plusieurs dessins et ensembles Gr ce a ce travail nous a beaucoup appris pour notre futur m tier ll touchait plusieurs domaines issus du monde de l automatisme L utilisation d un Touch Panel tant nouveau pour nous nous avons perdu passablement de temps pour la mise en r seau et la configuration La programmation du Touch Panel fut aussi quelque chose de nouveau pour nous il nous a fallu un certain temps d adaptation pour comprendr
23. rojet step7 pr c demment cr Ensuite il ne vous reste plus qu configurer l IP dans le Panel en allant dans Control Panel gt Network puis en cliquant sur Propri t et ici programmez la m me IP que sur WinCC JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 8 29 Centre professionnel du Nord vaudois D 3 Mode d emploi 3 1 Raccordement Le raccordement de la maquette au r seau se fait par une fiche type 13 Elle est situ e sous la maquette et dispose d une rallonge Le raccordement de l automate ou du panel un PC n cessite louverture de la maquette Il suffit ensuite de brancher le c ble MPI sur l automate ou le panel 3 2 Enclenchement du syst me Pour la mise en route du syst me il faut d abord connecter la prise type 13 au r seau puis enclencher SIEMENS SMATICPANE les deux disjoncteurs ensuite positionner le bouton de l automate EE sur RUN Puis pour acc der aux choix des modes il suffit d appuyer Travail de semestre 2 sur entrer Domotique d une maison Jaccard Jean Mairet SIEMENS SIMATIC PANEL 3 3 S lection des diff rents modes Un menu propose trois modes avec une description de chaque HONOL d entre eux figurant c t du bouton qui lui est attribu Pour revenir au choix depuis un mode il y a un bouton au bas de fen tre qui permet de revenir au choix dans le menu 3 4 Mode lampes amp portes americrane Le mode lampes et portes est une vue du dessus des pi c
24. s et lors des journ es de laboratoire mais aussi de faire de l auto apprentissage pour les parties moins connues du travail comme la r gulation le Touch Panel et la liaison ProfiBus Pour la r alisation nous devons utiliser les programmes suivants Inventor pour la conception m canique SEE Electrical pour les sch mas lectriques OrdCad pour les schamas lectronique et STEP WinCC pour la programmation de l automate et du Touch Panel Nous avons une date pour rendre le dossier et environ une semaine de plus pour se pr parer une pr sentation et pour peaufiner notre projet JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 4 29 Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionnel du Nord vaudois 1 2 Cahier des charges Principe Domotique d une maison Cette gestion prendra en charge les lumi res le chauffage et un contr le de la fermeture des portes Pour repr senter la maison nous allons laborer une maquette Un automate siemens g rera les fonctions et un TouchPanel sera utilis comme interface utilisateur Le TouchPanel nous permettra d ins r une consigne pour le chauffage et la ventilation d allumer et d teindre les lumi res et v rifier la fermeture des portes Un capteur de temp rature reli a un bloc d entr e analogique de l automate indique la temp rature constante des pi ces de la maison Maquette La maquette se compose d une base de 600 mm de lar
25. ti de la tension d alimentation Elle permet de passer de 24VDC a 12 VDC gr ce un r gulateur de tension L7812 de dimension TO 220 Le circuit poss de deux LED de couleur verte pour avertir la pr sence ou non de la tension 12VDC et 24VDC Le circuit poss de aussi deux fusibles respectivement sur chacune des tensions d alimentation Partie 2 Chauffages La consigne venant des sorties analogiques de l automate est connect e la base des transistors Si on veut lever la temp rature des chauffages il faut augmenter la tension de consigne Une fois la tension amplifi e le transistor va laisser passer une partie du 24VDC ce qui permet de cr er une diff rence de potentiel entre les bornes des r sistances Plus la consigne est lev e plus la diff rence de potentiel aux bornes des r sistances sera grande Partie 3 Amplification Le capteur envoie un signal sous forme de tension de 0 04 15VDC pour une temp rature de 4 150 C Notre estimation se base sur le fait que dans une maison la temp rature n excede jamais 50 C except en cas de feu ce qui fait que les tensions des capteurs ne d passent pas les 5VDC Pour pouvoir utiliser toute la plage des entr es analogiques de l automate et assurer une meilleure pr cision de la temp rature dans les pi ces nous avons effectu une amplification de signal avec un gain de gr ce a un amplificateur op rationnel LM358P Pour avoir ce gain nous avons fait appel
26. u Nord vaudois 5 lectricit 5 1 Information Toute l lectricit se trouve a l int rieur de la maquette Elle est compos e d un rail avec des bornes de 2 disjoncteurs d un rail avec un automate et de 2 capteurs L alimentation La maquette doit tre aliment e par une tension 230VAC Cette derni re est amen e par une fiche de type C13 jusqu aux bornes X0 plac es sur le rail DIN 35 Une fois sur le bornier d alimentation X0 la tension passe par un disjoncteur monophas Q1 avant de terminer sa course dans l alimentation de l automate programmable 2A1 Elle est ensuite transform e en une tension continue de 24V avant d tre distribu e dans la CPU 315 2PN DP 2A4 dans les modules d entr es et de sorties de l automate programmable Par la suite la tension est achemin e jusqu a un disjoncteur Q2 qui alimentera les bornes X1 L automate programmable L automate programmable employ dans ce travail est compos d une alimentation d une CPU d un bloc d entr e 16bits TOR d un bloc d entr e analogique d un bloc de sortie 16bits TOR ainsi qu un bloc de sortie analogique L alimentation est une PS307 Pour que l automate programmable industriel puisse fonctionner il doit disposer d une tension d alimentation de 24VDC Le module d alimentation convertit la tension r seau de 115VAC 60Hz ou 230VAC 50Hz en tension d alimentation de 24VDC et un courant de 10A Attention Lors de la mise en service
27. ue la tension de saturation de ces derniers soit de 12VDC Deux LED sont pr sentes pour indiquer si le 24VDC ou 12VDC sont pr sents La deuxi me partie partie 2 sert augmenter la tension dans les r sistances de chauffage Une consigne provenant de l automate et connect la base des transistors qui permet d augmenter ou non la diff rence de potentiel entre les bornes des chauffages La troisi me partie partie 3 sert r cup rer deux signaux en Volt provenant des capteurs de temp rature situ s dans deux chambres qui sont ensuite amplifi s pour tre envoy s l automate RARA 1 2 1 xX2 T Ri l i 5 Chauffage 1 AAA 1 1 TIP31C ik l 1 4 Commande 1 ail HE Partie 2 I i ya 3 GND I x R2 l I 7 Chauffage 2 1 I TIP31C ik l Commande 2 x2 1 i i TA e x i Teraa omaa ni ro Gris a 1 1 YCC Q4VDC l a l l UzA 1 lo o 2 3 10 Sonde 1 1 Partie 3 4 i l l BSSP a el R12 i R4 R3 1 o o 2 ARA 8 oNo du d i l POT se Go 1 o r 2 5 12 Sonde yl gt 1 i 6 l 11 Temp ra 2 l R13 LBSS P I i i R R5 7 l A i i 1k 1k OND POT I rr EEEH E ENHE GNP i CARTE 5A3 JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 18 29 C AN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionne du Nord vaudois Fonctionnement carte 5A3 Partie 1 Alimentation Cette partie sert effectuer une diminution de moi
28. v rifier que le VOLTAGE SELEXTOR soit mis sur 230VAC et non sur le 110VDC La CPU est une 315 2PN DP 315 2EH14 0AB0 aliment e en 24VDC Elle poss de une connexion RS485 MPI DP pour pouvoir communiquer avec le PC ou un autre automate ainsi que deux autres connexions RG45 Profibus PN LAN pour une extension r seau Ethernet et Internet ou pour d porter des entr es et des sorties Lorsque les volumes de donn es a changer sont plus importants on utilise plut t le Profibus PN Elle possede une carte m moire Flash EPROM qui permet de sauver le programme dans la CPU Les blocs d entr es sont constitu s de deux modules Le premier est un module num rique 16 bits qui fonctionne en TOR Tout Ou Rien c est un SM321 1BH01 0AA0 avec une mise 1 a 24VDC Le deuxieme est un module analogique 2 bits SM331 Les blocs de sorties sont un module num rique TOR mod le SM322 1BH01 0AA0 poss dant 16 sorties 24VDC 0 5A et un module analogique Rail et borniers Pour ce travail de semestre nous avons choisi de r partir notre rail en 3 parties Un bornier regroupant le 230VAC alimente le bloc d alimentation 24VDC Un bornier regroupant le 24VDC le 12VDC et le OVDC JACCARD Gr gory amp JEAN MAIRET Ludovic YTA2 Page 15 29 C AN Y Projet de semestre N2084 Domotique le 06 juin 2011 Centre professionne du Nord vaudois 1 disjoncteur Q1 6A pour le 230VAC et 1 disjoncteur Q2 6A 24VDC Fin de course Dans c
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