Les Systmes Automatiss Ralis par Bernard SCHNOERING Professeur
Les Systèmes Automatisés Réalisé par Bernard SCHNOERING Professeur d’Electrotechnique au Lycée Louis COUFFIGNAL Strasbourg
Les Systèmes Automatisés Présentation des outils de description, utilisés : ÄEn phase de conception d’un nouveau système ÄEn phase d’analyse d’un système existant pour une amélioration Orientation pédagogique : ÄFinalité du diaporama ÄExploitation du diaporama
Les Systèmes Automatisés Un constat : L’être humain est un système automatisé complexe, avec des phases séquentielles répétitives et des boucles de régulation
Les Systèmes Automatisés L’homme créateur dans et avec la matière: ÄUn système automatisé sera conçu et réalisé à l’image de la constitution humaine : actionneurs – système musculaire, capteurs – sens, … ÄL’évolution et la complexité des systèmes automatisés sont en lien avec la compréhension que l’homme a de luimême : travaux en intelligence artificielle, système d’auto-apprentissage …
Les Systèmes Automatisés Une triple approche descriptive : Fonctionnelle Temporelle Structurelle Chaque approche a son langage de description
Les Systèmes Automatisés Une triple approche descriptive : Fonctionnelle Temporelle Structurelle Chaque approche a son langage de description
Approche fonctionnelle Les concepts clés du langage : ÄLa valeur ajoutée : désigne le but de la fonction ÄLa matière d’oeuvre : est « ce sur quoi » la fonction agit ÄLa fonction : définit l’action sur la matière d’oeuvre ÄLes contraintes : définissent les conditions d’exécution de la fonction ÄLe support : correspond à la solution technologique Retour Suite
Approche fonctionnelle Les trois types de matière d’œuvre : ÄType matière : caisse, barre métallique, … ÄType énergie : électrique, pneumatique, … ÄType information : position de la caisse, … Retour
Approche fonctionnelle Une représentation graphique : l’actigramme Verbe à l’infinitif Contraintes W, R, C, E Matière d’Œuvre Matière d’Oeuvre Fonction + Valeur Ajoutée Frontière Support technologique
Approche fonctionnelle La décomposition fonctionnelle est un outil d’aide au dialogue avec le client. C’est un outil de communication qui : ÄPose les bonnes questions au niveau fonctionnel ÄGarantit une vision globale ÄAssure une cohérence lorsque la décomposition est menée avec rigueur ÄDéfinit le niveau de décomposition avec le client
Approche fonctionnelle Un exemple : Etat de la matière d’oeuvre
Approche temporelle Trois outils : ÄLe chronogramme : il représente l’évolution dans le temps d’une grandeur physique qui caractérise le système automatisé ÄLe grafcet : il décrit le fonctionnement séquentiel et cyclique du système automatisé. ÄLe schéma-bloc : il décrit les boucles de régulation d’une ou de plusieurs grandeurs physiques. Retour Suite
Le chronogramme Exemple : L’évolution de la vitesse lors d’un déplacement linéaire. Vitesse (m/s) Temps (s) Retour
Le grafcet Trois niveaux de spécifications : Choix des effecteurs Choix des actionneurs & des capteurs Choix des pré-actionneurs & de l’unité de traitement ÄPoint de vue système : il décrit la chronologie des fonctions dégagées dans l’approche fonctionnelle. Le but est de réaliser la valeur ajoutée avec sécurité et qualité. ÄPoint de vue partie opérative : il décrit l’enchaînement des phases de fonctionnement des actionneurs. ÄPoint de vue partie commande : il décrit l’enchaînement des ordres émis par l’unité de traitement. Retour
Le schéma-bloc Structure de base : Ecart Consigne + - Grandeur « réglante » Correcteur PID Grandeur physique régulée Chaîne de puissance Capteur Mesure Retour
Approche structurelle Structure type d’un système automatisé : Mise en énergie Matière d’Oeuvre Actionneurs Pré – actionneurs Dialog. Unité H/M de Effecteurs Traitement Communication Capteurs Matière d’Oeuvre + Valeur Ajoutée Partie opérative Partie commande Retour
Approche structurelle Structure type d’un système automatisé : Mise en énergie Matière d’Oeuvre Actionneurs Pré – actionneurs Dialog. Unité H/M de Effecteurs Traitement Communication Capteurs Matière d’Oeuvre + Valeur Ajoutée Partie opérative Partie commande Retour
Effecteurs Ils agissent directement sur la matière d’œuvre. L’étude et le choix des effecteurs relève du domaine de la mécanique : ÄStatique ÄCinématique ÄDynamique ÄRésistance des matériaux ÄMécanique des fluides Retour Suite
Actionneurs Les différents types d’actionneurs : ÄLes moteurs : asynchrone, brushles, pas à pas, courant continu ÄLes moteurs linéaires ÄLes vérins pneumatiques ÄLes vérins hydrauliques ÄLes pompes ÄLes vannes Retour Suite
Pré - actionneurs Les différents types de pré - actionneurs : ÄLes contacteurs de puissance ÄLes variateurs de vitesse : moteur courant continu, moteur asynchrone, moteur brushles ÄLes cartes de commandes : moteur pas à pas ÄLes commandes de vannes ÄLes distributeurs : pneumatique, hydraulique Retour Suite
Capteurs Les capteurs transforment une grandeur physique (température, débit, niveau, vitesse …) en une grandeur électrique. Les différents types de sortie : ÄLes sorties analogiques : 0 – 20 m. A, 0 – 10 V ÄLes sorties Tout Ou Rien : elles délivrent un niveau logique 0 ou 1 ÄLes sorties numériques : elles délivrent une information sur plusieurs bits et dans un certain code (BCD, Code Gray, …) Retour Suite
L’Unité de Traitement Les différents types de traitement : ÄLe traitement combinatoire : à une combinaison des variables d’entrée correspond une et une seule combinaison des variables de sortie. ÄLe traitement séquentiel : la combinaison des variables de sortie dépend de l’état antérieur. La notion de mémoire est présente. ÄLe traitement des boucles de régulation : il élabore les algorithmes PI, PID, … et délivre la valeur de la grandeur « réglante » Retour Suite
L’Unité de Traitement Les différentes solutions technologiques : ÄLes relais de commande : pour des systèmes très simples et pour les parties de commande qui doivent être câblées, les sécurités entre autre … ÄL’Automate Programmable Industriel : solution la plus répandue. Il permet plus de souplesse grâce à la programmation. ÄLe régulateur industriel : il est spécialement dédié à la régulation allant de une à plusieurs dizaines de boucles en même temps. Retour Suite
Le dialogue Homme / Machine La réflexion autour du dialogue Homme / Machine débouche sur la définition du pupitre opérateur et des balises de signalisation. Les différentes solutions technologiques : ÄLes boutons poussoirs, les commutateurs … ÄLes voyants, les balises de signalisation … ÄLes terminaux de dialogue, les écrans de supervision, … Retour Suite
La Communication Il s’agit de la communication entre Unité de Traitement à travers un réseau local industriel. Quelques réseaux existants : Retour Suite
La Mise en énergie La mise en énergie du système automatisé regroupe toute la distribution BT et TBT. ÄLes schémas de liaisons à la terre ÄLes canalisations ÄLes appareillages de protection du matériel ÄLes appareillages de protection des personnes Retour Suite
Finalité du diaporama Les langages de description d’un système automatisé présentés dans le diaporama ont pour but d’élaborer une représentation mentale (dans la tête) aussi précise et cohérente que possible. Cette représentation issue de la phase de conception s’ajuste durant la phase des choix technologiques pour aboutir à la représentation mentale de réalisation. Cette représentation mentale de réalisation sera la référence lors de la mise en service. Elle permettra la compréhension du fonctionnement réel du système. Retour
Exploitation du diaporama Le diaporama est pensé comme un support visuel devant être commenté par l’utilisateur. Celui-ci a donc toute l’initiative et la créativité des informations à transmettre. Le diaporama est perfectible. Je suis ouvert à toutes suggestions que les utilisateurs pourront me témoigner à l’adresse électronique : bernard. schnoering@wanadoo. fr Réalisation Juillet 2003 Retour
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