PROGRAMME : TECHNOLOGIE DE SYSTÈMES ORDINÉS (243.A0) HIVER 2012

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1 . PROGRAMME : TECHNOLOGIE DE SYSTÈMES ORDINÉS (243.A0) HIVER 2012 PLAN D ÉTUDES APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE SYSTÈMES EMBARQUÉS SH (2,33 unités) GROUPE: 2217 PRÉALABLE RELATIF: CONDITIONNEMENT DE SIGNAUX ANALOGIQUES SERA PRÉALABLE RELATIF À : INTÉGRATION DE SYSTÈMES ORDINÉS ( SH) ( SH) PROFESSEUR Alain Lacharité Bureau : poste 4074 alain.lacharite@cegepsherbrooke.qc.ca

2 NOTES PRÉLIMINAIRES Les solutions matérielles et logicielles, développées par le technologue en systèmes ordinés, répondent à des besoins divers, incluant ceux du secteur industriel et de la production. Celui-ci fait fréquemment appel à un type spécialisé d équipement ordiné, les automates programmables, pour les opérations de contrôle de procédés tant séquentiels que continus. Dans la mesure où le technicien en systèmes ordinés travaille au sein d équipes multidisciplinaires, il est important qu il s approprie l essentiel des méthodes d analyse et des technologies utilisées dans ce secteur de l électronique industrielle. Le cours Applications industrielles de systèmes embarqués est le premier cours de l axe Applications industrielles des ordinateurs et est offert en 4 e session. Il fera appel aux notions acquises dans le cours SH Conditionnement de signaux analogiques, à savoir le fonctionnement de capteurs analogiques, l électronique d amplification et de filtration des signaux, les conversions entre les signaux analogiques et numériques, l opto-isolation des signaux. Le cours Applications industrielles de systèmes embarqués vise à familiariser l élève avec : l analyse de problèmes d automatismes et de logique séquentielle, dans des contextes usuels simples, par l utilisation du mode de représentation Grafcet et des modes de marche Gemma; les caractéristiques et l utilisation des principaux capteurs industriels de proximité et de position; l interprétation des caractéristiques d automates programmables de base, ainsi que l utilisation et la programmation de ceux-ci; les principaux circuits d activation (relais mécaniques et statiques) d éléments de puissance comme des moteurs monophasés. De plus, au niveau des compétences transversales, le cours visera à développer les éléments suivants : une attitude professionnelle par le souci du travail soigné, conforme au devis et aux attentes du client exprimées dans le cahier des charges, par le respect des personnes, du matériel et de son milieu de travail et par la tenue d une documentation adéquate; l autonomie dans l exécution des tâches et le sens critique quant à l atteinte des exigences exprimées; la ponctualité et le respect des échéanciers; la maîtrise d un vocabulaire technique précis, tant en français qu en anglais. APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE SYSTÈMES EMBARQUÉS SH PAGE 2

3 TEXTE MINISTÉRIEL 037R - Rédiger des procédures relatives à des systèmes ordinés. 037T - Modifier la programmation de systèmes ordinés. À la fin de ce cours, l élève devra être en mesure de : modifier ou produire des Grafcets simples de niveau 1 et 2 à partir d un cahier des charges initial ou modifié; traduire systématiquement un Grafcet de niveau 2 dans le langage d automate programmable retenu; documenter un programme d automate programmable; dessiner des schémas blocs et des schémas de branchement d automates, de capteurs et d actionneurs de type «tout ou rien» et analogiques; choisir et brancher des capteurs et des actionneurs de type tout ou rien à un automate programmable; rédiger, tester et dépanner un programme d automate programmable réalisant une séquence simple incluant des modes de marches rudimentaires, et des aiguillages; faire afficher une variable numérique telle que la valeur d un compteur ou d un temporisateur; rédiger les documents requis à la réalisation de l automatisme : ses branchements, sa calibration, sa programmation et sa séquence de mise au point. CONTENU DU COURS MODULE #1 PRINCIPES D AUTOMATISATION (SEMAINE 1-2) Partie commande, partie opérative, actionneurs pupitre Automates programmables Entrées/sorties des automates programmables Rappel de la logique combinatoire Déroulement d un programme et temps de scrutation MODULE #2 LE GRAFCET EN AUTOMATISATION (SEMAINES 3 À 8) Les éléments du Grafcet : étape, transition, réceptivité, action Traduction d un Grafcet en diagramme en échelle Divergences en Et ou en Ou Grafcets parallèles et synchronisation de tâches Modes de marches APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE SYSTÈMES EMBARQUÉS SH PAGE 3

4 MODULE #3 CAPTEURS ET ACTIONNEURS (SEMAINES 9 À 15) Lectures analogiques, raccordements aux automates, mise à l échelle et calculs Technologies des capteurs de proximité, raccordement aux automates Actionneurs et pré-actionneurs, raccordement aux automates Relais électromécaniques et statiques Moteurs pas à pas, principes, câblage et commande MÉTHODOLOGIE THÉORIE En général, les cours théoriques prendront la forme de leçons magistrales assistées de moyens didactiques tels que des notes de cours, des fiches techniques et des moyens audiovisuels. Comme les heures de cours théoriques sont dispensées en laboratoire, l étudiant sera fréquemment appelé à expérimenter sur le champ les notions théoriques présentées par le professeur. L élève doit conserver la documentation fournie en ordre dans un cartable (obligatoire) et prendre des notes dans un cahier à l usage exclusif de ce cours. La présence à tous les cours est absolument essentielle. L ensemble de la matière traitée dans chacune des périodes de cours se compose de notions fondamentales qui seront presque toutes récupérées et nécessaires dans tous les cours ultérieurs du même axe de formation. PRATIQUE L étudiant aura à réaliser des laboratoires pratiques durant le cours. Un énoncé de laboratoire sera distribué à l avance aux étudiants avant chaque séance afin que ceux-ci puissent préparer adéquatement les manipulations. Dans chacun des énoncés, seront précisés les compétences à développer, les éléments de préparation exigés, les manipulations ainsi que les modalités d évaluation. La présence au laboratoire est obligatoire. Avant chaque période de laboratoire, l élève devra fournir une préparation qui sera évaluée (voir critères d évaluation : préparation et compte-rendu de laboratoire). Les habiletés qui y sont développées ne peuvent s acquérir sans utiliser les équipements de laboratoire. L'élève absent obtiendra la note zéro pour la préparation et le compte-rendu du dit laboratoire. Si, pour des raisons sérieuses, un élève doit s absenter, il devra justifier son absence auprès du professeur et prendre les arrangements nécessaires pour réaliser ses travaux. APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE SYSTÈMES EMBARQUÉS SH PAGE 4

5 Il y aura des comptes-rendus à remettre la plus part des laboratoires. Le contenu de ces comptes-rendus sera précisé à la fin de chaque énoncé de laboratoire. En général, ces comptesrendus devront être remis une semaine après la fin du laboratoire. Tout bris majeur de matériel par négligence de l élève entraînera une perte partielle ou totale des points selon la valeur du matériel endommagé. La négligence consiste : à ne pas suivre les directives données par le professeur verbalement ou par écrit; à prendre une chance dans l'incertitude de faire quand même une manipulation; à trouver le bon branchement d'un équipement par essai et erreur DISPONIBILITÉ L horaire des cours du professeur est affiché sur sa porte et aussi sur le babillard à l entrée de la section des bureaux de professeurs. Pour rencontrer le professeur en dehors de toutes ses heures de cours, il est préférable de prendre rendez-vous par courrier MIO ou en rencontrant le professeur durant les périodes de cours. Il est aussi possible que le professeur soit à son bureau mais en réunion. Il peut aussi être en réunion ailleurs au Cégep. MESURES D AIDE ET D ENCADREMENT Les modalités spécifiques pour rencontrer le professeur seront fixées lors des premières rencontres de la session. De façon générale, le professeur demeure disponible à son bureau en dehors des périodes prévues à l horaire pour répondre aux questions des élèves. Il est par contre préférable pour l élève de prendre rendez-vous avec son professeur afin de s assurer de sa disponibilité. ÉVALUATION FORMATIVE Tout au long de la session, des exercices formatifs seront proposés aux étudiants et des corrigés fournis afin que ceux-ci puissent confronter leurs solutions aux solutions du professeur, et apprendre de leurs erreurs. ÉVALUATIONS Type d évaluation Semaine Pondération Test #1 (théorique) 8 15 % Préparation des laboratoires continu 15 % Fonctionnalité des laboratoires continu 25 % Compte rendus des laboratoires continu 15 % Test final (théorique et pratique) % TOTAL 100 % APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE SYSTÈMES EMBARQUÉS SH PAGE 5

6 CRITÈRES D'ÉVALUATION TESTS THÉORIQUES ET PRATIQUES Solutions claires Niveau de fonctionnalité des automatismes en conformité avec le cahier de charge initial; Conformité des branchements et des schémas; Conformité des Grafcets et des schémas avec les normes institutionnelles; Validité et pertinence des explications. Conformité aux normes des schémas PRÉPARATION ET COMPTES-RENDUS DE LABORATOIRES: Préparation complétée avant d'arriver au laboratoire (le moment et les modalités de la remise seront indiqués par le professeur); Concision et adéquation de la documentation du programme et de l ensemble de la réalisation; Structure de la programmation et efficacité du code; Interprétation juste des résultats obtenus. FONCTIONNALITÉ DES LABORATOIRES: Respect du devis de fonctionnement décrit dans l énoncé de laboratoire Fiabilité et robustesse du programme Fonctionnement sécuritaire ÉVALUATION DU FRANÇAIS Les travaux remis par les étudiants et dont le français sera évalué sont du type «production courte». Ce sont les listages de programmes et les comptes-rendus de laboratoires. Les critères sont les suivants : Qualité de la syntaxe phrases bien construites. Qualité de l orthographe Qualité de la grammaire APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE SYSTÈMES EMBARQUÉS SH PAGE 6

7 RÉTROACTION La rétroaction se fera en continu, tout au long de la session. Les périodes de laboratoire sont des moments privilégiées pour la rétroaction puisque le professeur est alors en contact individuel direct avec les élèves. Les commentaires des élèves (par écrit ou verbalement) sur l orientation, la méthodologie, le contenu, les tests, la correction ou tout autre aspect susceptible d améliorer le cours sont les bienvenus. CALENDRIERS DES ACTIVITÉS THÉORIE Semaines No mod Sujet Nb périodes Principes d automatisation Le Grafcet en automatisation 10 8 TEST # Mesure et traitement analogique dans l automate Capteurs et actionneurs Test final (partie théorique) 2 TOTAL 32 LABORATOIRES Semaines Lab no Titre Nb périodes 1 1 Introduction aux automates Introduction au Grafcet Aiguillage Parallélisme Multitâches Modes de marche Contrôle analogique Capteurs de proximité Positionnement à l aide d un encodeur optique Commande des moteurs pas à pas 6 15 Test final (partie pratique) 3 TOTAL 45 APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE SYSTÈMES EMBARQUÉS SH PAGE 7

8 MÉDIAGRAPHIE VOLUMES ET AUTRES ITEMS OBLIGATOIRES Notes de cours, applications industrielles de systèmes embarqués SH Cartable, cahier à spirale, séparateurs, règle, etc. Fiches techniques des automates programmables OMRON sur : I:\Cours\DocuTech\Automates\Omron\Automates Fiches techniques des capteurs sur : I:\Cours\DocuTech\Capteur\Documentation APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE SYSTÈMES EMBARQUÉS SH PAGE 8