Problème à

Lycée du Parc
Exercices SysML
S2I
EXERCICE 1 :SYSTEME D’OUVERTURE DE PORTE DE TGV
Adapté de Centrale-Supelec MP 2008
1. Présentation du système
pupitre
conducteur
détecteur
de position
unité
centrale
variateur
détecteur
de pression
dispositif
d’ouverture
en urgence
pignon
crémaillère
moteur
bouton
ouverture
fermeture
réseau
d’alimentation
interne
dispositif de
verrouillage
de la porte
dispositif de
gonflage des
joints de
porte
rail de
guidage
La figure ci-dessus montre l’interface assurant, à partir des informations délivrées par l’unité centrale de
commande, la fermeture hermétique et le verrouillage d’une porte de TGV.
L’ordre de fermeture de la porte est donné soit par appui sur le bouton situé sur la porte soit via un ordre
fourni par le conducteur depuis son pupitre. L’information est traitée par l’unité centrale qui pilote un
moteur électrique permettant, dans un premier temps, de fermer la porte grâce à un mécanisme pignoncrémaillère puis, dans un deuxième temps, lorsque la position de fermeture est détectée, de verrouiller la
porte. La détection de la position fermée enclenche également le gonflage des joints assurant
l’herméticité de la fermeture. L’information de fin d’opération est transmise au conducteur sur son
pupitre.
Q1. Réaliser le diagramme de définition du bloc du système.
Q2. Lister les composants appartenant à la chaîne d’information et les composants appartenant à la
chaîne d’énergie.
EXERCICE 2 :SYSTEME EOLIEN FAIRWIND 10KW
Le système éolien FAIRWIND 10 kW, implanté sur un site
d’essais dans l’Aude, a été choisi pour les raisons suivantes :
•Rotor éolien simple et fiable ;
•Système mécanique réduit sans système d’orientation ;
•Rendement insensible à la direction du vent ;
•Hauteur totale de l’installation assez faible ;
•Vitesses des pales plus faibles générant moins de bruit
qu’une éolienne conventionnelle.
•
Les dimensions de l’éolienne à axe vertical sont les
suivantes :
•Diamètre de l’éolienne : 8m
•Hauteur des pales : 8m
•Hauteur du mât : 12m
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Le digramme des cas d’utilisation SysML est fourni ci-dessous :
Le diagramme des exigences SysML est fourni ci-dessous :
Le diagramme de bloc interne SysML représentant la chaine d’énergie et d’information est fourni cidessous :
Q3. Préciser, pour chacun des ports, leur nature (standard ou flux) ainsi que les grandeurs duales
associées.
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Les contraintes de vitesses du vent sont définies dans le cahier des charges :
Fonctions de service
Critères
Niveaux
FS1 : Mettre en rotation l’éolienne
Vitesse du vent > 10 m/s
Aucun
FS2 : Freiner et arrêter en rotation
l’éolienne
Vitesse du vent < 20 m/s
Aucun
Le diagramme de séquence SysML incomplet représentant la mise en marche de l’éolienne est fourni cidessous :
Q4. Compléter le diagramme de séquence pour répondre aux critères de mise en route et d’arrêt de
l’éolienne.
EXERCICE 3 :SECATEUR A PILE A COMBUSTIBLE
Le kit « outil de
coupe »
intègre
tous
les
composants requis
pour
faire
fonctionner
un
sécateur électrique
de
façon
autonome à partir
d’une
Pile
à
combustible, sans
utiliser
d’autre
source
d’énergie
que
l’hydrogène.
Le générateur électrique est basé sur une architecture hybride à Pile à combustible / super-condensateurs
pour pouvoir délivrer toute la puissance requise par le système de coupe, tout en assurant autonomie et
capacité de coupe haute fréquence.
Le sécateur, nécessitant 670W de puissance pour les coupes les plus difficiles, tire avantage de
l’architecture hybride pour fonctionner à partir d’une Pile à combustible de 50W seulement. Le sécateur,
habituellement alimenté par des batteries conventionnelles qui se portent à la ceinture, est un outil très
répandu pour le travail des vignes et le jardinage professionnel.
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Le diagramme des cas d’utilisation SysML est fourni ci-dessous :
Q1. Compléter le diagramme de définition de bloc donné en reliant les blocs sous forme hiérarchique
(le niveau hiérarchique le plus élevé étant le bloc « Kit expérimental pile à combustible ».
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Q2. Compléter le diagramme de description interne du kit sécateur à pile à combustible en précisant les
flux d’énergie traversant le système et les flux d’information le pilotant
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Corrigés
EXERCICE 1 :SYSTEME D’OUVERTURE DE PORTE DE TGV
Q1.
Q2.
Composants de la chaîne d’information
Dispositif arrêt urgence
Bouton ouverture/fermeture
Pupitre
Unité centrale
Détecteur de pression
Détecteur de position
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Composants de la chaîne d’énergie
Réseau d’alimentation interne
Variateur
Rail guidage
Porte
Pignon/crémaillère
Dispositif gonflage joint
Dispositif de verrouillage de porte
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EXERCICE 2 : SYSTEME EOLIEN FAIRWIND 10KW
Q1. Ce sont tous des ports de flux unidirectionnels.
Vitesse (m/s)
(Energie
cinétique)
Couple (N.m) et vitesse
angulaire (rad/s)
(énergie mécanique)
Tension (V) et courant
(A) alternatif (énergie
électrique)
Tension (V) et courant (A)
continu (énergie électrique)
Tension (V) et courant
(A) alternatif (énergie
électrique)
Q2.
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EXERCICE 3 : SECATEUR A PILE A COMBUSTIBLE
Q1.
Q2.
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