BAC PRO
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Session ordinaire du baccalauréat
professionnel 2018 : sujet et réponses
I. 1 Présentation :
L’installation objet d’étude intègre une machine tamponneuse. Cette
installation est constituéeessentiellement des éléments suivants :
- Une goulotte d’alimentation qui amène les caisses à tamponner.
- Deux vérins (A : tampon, B : poussoir) à double effet commandés respectivement par deux
distributeurs bistables D1et D2.
- Cinq capteurs de position (a0, a1, b0, b1 et s).
- Un tapis roulant Tr entraîné par un moteur asynchrone triphasé Mt, un seul sens de rotation,
démarrage étoile-triangle.
- Un pupitre de commande (départ cycle Dcy, arrêt AT et des lampes de signalisation : L1, L2et L3).
- Un réseau électrique 220/380V- 50 Hz.
- Une source d’énergie pneumatique de pression 6 bars
I. 2 Fonctionnement :
Le fonctionnement du système, sans évacuation des caisses, est décrit par le Grafcet niveau 1 (point de vue
système) suivant :
Le fonctionnement du système, sans évacuation des caisses, est décrit par le Grafcet niveau 1 (point de vue
système) suivant :
Remarque : la partie évacuation des caisses n’est pas représentée sur le Grafcet.
Partie A : Automate programmable et acquisition (15 points).
A-1) Compléter le Grafcet niveau 2 (point de vue partie opérative) correspondant au fonctionnement du système. (3 pts)
A-2) Compléter le tableau des équations d’activation et de désactivation des
étapes du Grafcet. (3 pts)
L’API comprend des entrées et des sorties référencées par les adresses selon le tableau d’adressage suivant :
L’API comprend des entrées et des sorties référencées par les adresses selon le tableau d’adressage suivant :
A-3) Compléter le schéma Ladder en utilisant les adresses
correspondantes. (2 pts)
A-4) Au lieu de la solution câblée, on souhaite programmer le démarrage
étoile-triangle du moteur Mt qui
durera 4s, par l’utilisation du bloc temporisé TON intégré dans l’API. Compléter alors le schéma en langage
Ladder en indiquant la valeur à donner à Preset du temporisateur. (1.5 pt)
A-5) Compléter le schéma de câblage des entrées/sorties de L’API utilisé dans cette installation. (2.5 pts)
Le capteur s utilisé dans cette installation est un détecteur de position de type tout ou rien utilisant la
technique de détection 3 fils type NPN.
A-6) Préciser la fonction d’un capteur. (1 pt)
Le schéma suivant décrit le fonctionnement du détecteur 3 fils type NPN :
durera 4s, par l’utilisation du bloc temporisé TON intégré dans l’API. Compléter alors le schéma en langage
Ladder en indiquant la valeur à donner à Preset du temporisateur. (1.5 pt)
A-5) Compléter le schéma de câblage des entrées/sorties de L’API utilisé dans cette installation. (2.5 pts)
Le capteur s utilisé dans cette installation est un détecteur de position de type tout ou rien utilisant la
technique de détection 3 fils type NPN.
A-6) Préciser la fonction d’un capteur. (1 pt)
Le schéma suivant décrit le fonctionnement du détecteur 3 fils type NPN :
A-7) Indiquer pour les deux états du capteur « détection / pas de détection »
les états du transistor et les
valeurs de la sortie S. (1 pt)
A-8) Relier le capteur avec l’API. (1 pt)
valeurs de la sortie S. (1 pt)
A-8) Relier le capteur avec l’API. (1 pt)
Partie B : Force motrice (14 points).
Le démarrage du moteur Mt entrainant le tapis roulant Tr est étoile-triangle semi-automatique dont le
schéma de commande est décrit ci-dessous.
B-1) Quel est l’intérêt du démarrage étoile triangle ? (0.5 pt)
B-2) Préciser, sur le tableau, les désignations des différents appareillages utilisés. (1.5 pt)
B-3) Indiquer le rôle des éléments suivants (AT, T1, KML1, F1). (1 pt)
B-4) Compléter le schéma de puissance du moteur Mt. (1.5 pt)
B-2) Préciser, sur le tableau, les désignations des différents appareillages utilisés. (1.5 pt)
B-3) Indiquer le rôle des éléments suivants (AT, T1, KML1, F1). (1 pt)
B-4) Compléter le schéma de puissance du moteur Mt. (1.5 pt)
La plaque signalétique du moteur Mt est représentée sur la figure
suivante :
B-5) A partir de la plaque signalétique, relever les valeurs des grandeurs
suivantes : Puissance utile Pu,
vitesse de rotation n et facteur de puissance Cos φ.
(0.75 pt)
B-6) Calculer la puissance absorbée Pa par le moteur en fonctionnement nominal. (0.75 pt)
B-7) En déduire le rendement ɳ du moteur. (0.5 pt)
B-8) Préciser la vitesse de synchronisme ns du moteur en tr/min. (0.5 pt)
B-9) En déduire le glissement nominal gn en (%). (0.5 pt)
L’installation industrielle est alimentée par un réseau triphasé équilibré (220/380V - 50Hz). La puissance
apparente S de différents récepteurs est de 92,8 kVA, le courant nominal absorbé est de 141A et le facteur de
puissance Cos φ est de 0.9.
B-10) Calculer la puissance active P. (0.5 pt)
B-11) Calculer la puissance réactive Q. (0.5 pt)
Pour relever le facteur de puissance de l’installation à 0.96, une compensation de l’énergie réactive s’avère
nécessaire.
B-12) Calculer la nouvelle puissance réactive Q’ après la compensation. (1 pt)
B-13) En déduire la puissance réactive QC que doit apporter l’équipement de compensation. (1 pt)
La compensation de la puissance réactive est assurée par une batterie de trois condensateurs identiques
montés en triangle.
B-14) Compléter le schéma de câblage du circuit de compensation de l’énergie réactive. (1.5 pt)
B-15) Calculer la valeur du condensateur C pour assurer un facteur de puissance de cosφ = 0.96. (2 pts)
vitesse de rotation n et facteur de puissance Cos φ.
(0.75 pt)
B-6) Calculer la puissance absorbée Pa par le moteur en fonctionnement nominal. (0.75 pt)
B-7) En déduire le rendement ɳ du moteur. (0.5 pt)
B-8) Préciser la vitesse de synchronisme ns du moteur en tr/min. (0.5 pt)
B-9) En déduire le glissement nominal gn en (%). (0.5 pt)
L’installation industrielle est alimentée par un réseau triphasé équilibré (220/380V - 50Hz). La puissance
apparente S de différents récepteurs est de 92,8 kVA, le courant nominal absorbé est de 141A et le facteur de
puissance Cos φ est de 0.9.
B-10) Calculer la puissance active P. (0.5 pt)
B-11) Calculer la puissance réactive Q. (0.5 pt)
Pour relever le facteur de puissance de l’installation à 0.96, une compensation de l’énergie réactive s’avère
nécessaire.
B-12) Calculer la nouvelle puissance réactive Q’ après la compensation. (1 pt)
B-13) En déduire la puissance réactive QC que doit apporter l’équipement de compensation. (1 pt)
La compensation de la puissance réactive est assurée par une batterie de trois condensateurs identiques
montés en triangle.
B-14) Compléter le schéma de câblage du circuit de compensation de l’énergie réactive. (1.5 pt)
B-15) Calculer la valeur du condensateur C pour assurer un facteur de puissance de cosφ = 0.96. (2 pts)
Partie C : Energie Pneumatique (6 points).
Les vérins A et B utilisés dans cette installation sont de type double effet. Le vérin B est commandé par un
distributeur 5/2 à commande électrique bistable.
C-1) Compléter le schéma du circuit pneumatique. (1.5 pt)
C-2) Indiquer la désignation de chacun des éléments du schéma pneumatique de la commande du vérin B.
(2 pts)
C-3) Donner le rôle des éléments 2, 3, 4, 6, et 8. (2.5 pts)
Partie D : Maintenance (5 points).
Dans le but d’améliorer la productivité et d’assurer la sécurité du personnel et des biens, le service
maintenance de l’entreprise procède à des interventions parmi lesquelles on cite :
1- Changement des roulements
du moteur Mt après détection de fissures.
2- Changement de l’arbre cassé du moteur Mt.
3- Soudage provisoire d’un support cassé de la goulotte.
4- Lubrification des pièces mobiles des machines tous les débuts de chaque semaine.
5- Réparation d’une fraiseuse à commande numérique.
6- Nettoyage périodique de l’installation.
2- Changement de l’arbre cassé du moteur Mt.
3- Soudage provisoire d’un support cassé de la goulotte.
4- Lubrification des pièces mobiles des machines tous les débuts de chaque semaine.
5- Réparation d’une fraiseuse à commande numérique.
6- Nettoyage périodique de l’installation.
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