Chapitre 1: Automatismes et Automatique

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1 Chapitre 1: Automatismes et Automatique

2 L automatisation ou l automation correspond à une exécution totale ou partielle de tâches techniques par des machines fonctionnant sans intervention humaine. On pense naturellement à des systèmes mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques, électroniques ou électromécaniques, mais on peut trouver de nombreux exemples de fonctionnement sans intervention humaine en biologie, en médecine L automatisation est un facteur essentiel de croissance de la productivité mais c est aussi un élément indispensable de la qualité de la vie.

3 Différents systèmes Systèmes élémentaires : l homme fournit l énergie de commande et de puissance (treuil manuel) Systèmes mécanisés : l homme ne fournit que l énergie de commande (source d énergie extérieure au système) Systèmes automatisés : l homme supervise un système à commande interne dans lequel il a implanté son savoir faire

4 Système manuel Système mécanique Système automatique Système asservis Commande Humaine Commande Humaine Commande Système Commande Système Energie Humaine Energie Système Energie Système Energie : Système + Prise en compte des variations extérieures au système

5 Exemple: laver le linge Système manuel Système mécanique Système automatique Système asservis A la main Tambour tournant avec manivelle Machine à laver programmable Machine à laver qui calcule le débit d eau en fonction de la quantité de linge dans la machine

6 Chaîne d énergie Chaîne d information : Dans un système automatisé, nous serons amenées à distinguer la partie CHAINE D INFORMATION (commande) et la CHAINE D ENERGIE. COMMENT IDENTIFIER LA CHAINE D ENERGIE ET LA CHAINE D INFORMATION? La chaîne d énergie est chargée d apporter en bonne quantité et sous la forme adaptée, au bon moment et au bon endroit, l énergie nécessaire à l action voulue. La chaîne d information est chargée de piloter avec le maximum d efficacité la chaîne d énergie, à partir des grandeurs physiques acquises sur celle-ci, et de consignes données par l utilisateur.

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8 La fonction COMMUNIQUER (de la chaîne d information) transmet les ordres vers la chaîne d énergie : Soit directement à l actionneur (fonction CONVERTIR de la chaîne d énergie) si sa puissance est faible (voyant, moteur faible puissance) Soit par l intermédiaire d un préactionneur qui remplit la fonction DISTRIBUER de la chaîne d énergie. Dans la chaîne d information, la fonction ACQUÉRIR permet de prélever des grandeurs physiques sur les composants de la chaîne d énergie (à l aide des capteurs) ou sur l'environnement (à l aide de console, opérateur, superviseur ) et de les convertir en signaux interprétables par la chaine d information (fonction TRAITER)

9 Un constituant dont le rôle est d agir sur la matière d'œuvre pour obtenir l'effet désiré est appelé EFFECTEUR. Quelques exemples d'effecteurs : une pince de robot, ventouse, tapis roulant, foret (tout organe en contact avec la matière d'œuvre). La fonction CONVERTIR l énergie est remplie par le composant ACTIONNEUR. Quelques exemples d actionneurs ; moteurs électriques ou hydrauliques, vérins, électro-aimants.

10 Exemple : système d ouverture automatique de porte C Zam.

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12 Différentes technologies de la partie commande Technologie pneumatique : peu coûteux et totalement modulable Insensible aux perturbations électromagnétiques Anti déflagrant

13 Modularité des séquenceurs

14 Technologie électrique non évolutive : Carte à microprocesseur pré-programmée Avantages/Inconvénients : peu chère mais non reprogrammable

15 Technologie électrique évolutive Automate programmable industriel Avantages/Inconvénients : plus cher mais reprogrammable

16 Structure :

17 Exemples de constituants d un Actionneurs: système automatique

18 Vérin pneumatique ou hydraulique Vérin double effet Vérin simple effet

19 Moteurs électriques Moteur triphasé Moteur à courant continu Moteur pas à pas

20 Exemples de constituants d un Préactionneurs: système automatique

21 Distributeur 4/3 4 orifices et 3 positions (la case repos étant celle du milieu).

22 Les pré actionneurs peuvent être monostable ou bistable. Monostable Bistable

23 Différents systèmes de commande

24 Quelques symboles de distributeurs pneumatiques ou hydrauliques

25 Distributeur 3/2 associé à un vérin simple effet

26 Distributeur 3/2 associé à un vérin simple effet Fluide à l échappement Fluide sous pression

27 Distributeur 4/2 associé à un vérin double effet

28 Fluide à l échappement Distributeur 4/2 associé à un vérin double effet Fluide sous pression Fluide à l échappement

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30 Fluide à l échappement Fluide sous pression

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32 Huile à l échappement Huile sous pression