CI6 : AUTOMATISATION D UN SYSTEME MBOT. événements extérieurs (exemple : modification de la température, présence d un obstacle,...

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Jean-Louis Laperrière
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1 5AUT3-R1 FICHE RESSOURCE 1/7 I AUTOMATISME : DEFINITION Un système est dit automatisé s il est capable de reproduire seul un ensemblee d actions prédéterminées sans l'intervention humaine. Le système peut faire toujours la même chose, ou s'adapter à des événements extérieurs (exemple : modification de la température, présence d un obstacle,...) Quelques exemples : Ascenseurs SYSTEME AUTOMATISE FONCTIONNEMENT L'ascenseur est piloté par une armoire de commande qui gère les déplacements de la cabine en fonction des différents capteurs situés à chaque étage. Les ascenseurs électriques sont maintenant, pour la plupart, associés à un variateur de vitesse, qui permet un plus grand confort lors des accélérations et décélérations. Stores A l aide d un capteur de luminosité, votre store monte ou descend automatiquement en fonction du soleil. Pour éviter tout risque, à l aide d un capteur de vent, votre store rentre tout seul s il y a trop de vent. Robot industriel s A l aide de multiples moteurs électriques et vérins hydrauliques ces robots peuvent imiter les mouvements de l Homme normalement pénibles voir dangereux.

5AUT3-R2 FICHE RESSOURCE 2/7 II AUTOMATE : PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Automate : Un automate est une machine conçue pour effectuer d'elle même un ensemble d'opérations (le programme qu il a en

2 5AUT3-R2 FICHE RESSOURCE 2/7 II AUTOMATE : PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Automate : Un automate est une machine conçue pour effectuer d'elle même un ensemble d'opérations (le programme qu il a en mémoire lui dicte les opérations à réaliser). Il donne des ordres (en envoyant de l énergie aux actionneurs) et reçoit des comptes rendus (grâce aux informations que lui envoient les capteurs). Capteur : Elément capable de détecter une information sur un phénomène physique dans son environnement : un mouvement (bouton poussoir), une lumière (photorésistance), un son (microphone), une position (fin de course),... Actionneur : Elément qui transforme l énergie qu il reçoit : en mouvement (moteur), en chaleur (résistance électrique), en lumière (lampe), en champs magnétique (électro-aimant), en vibrations sonores (buzzer),... Partie commande: C est la partie «intelligente» du système. Elle fonctionne grâce au microcontrôleur qui rassemble en un seul circuit les composants d'un petit ordinateur (processeur, mémoire, ) auquel on ajoute un nombre important d'entrées-sorties. C est dans sa mémoire qu on enregistre le programme à effectuer. Partie opérative : Partie qui exécute les ordres à l'aide des actionneurs et qui envoie les comptes rendus des informations fournies par les capteurs. Interface : Permet la communication entre l utilisateur et la machine (exemple DEL, bouton poussoir, sélecteur, ).

5AUT3-R3 FICHE RESSOURCE 3/7 III PRINCIPE D UN SYSTEME AUTOMATISE

du système automatisé qui capte l'information et qui la traite.

Acquérir : Fonction qui permet de prélever des informations à l

- Traiter : C est la partie commande composée d un automate ou d

3 5AUT3-R3 FICHE RESSOURCE 3/7 III PRINCIPE D UN SYSTEME AUTOMATISE Un système automatisé est composé de plusieurs éléments qui exécutent un ensemble de tâches. Schéma de fonctionnement : IV CHAINE D INFORMATION C'est la partie du système automatisé qui capte l'information et qui la traite. On peut découper cette chaîne en plusieurs blocs fonctionnels : - Acquérir : Fonction qui permet de prélever des informations à l aide de capteurs. - Traiter : C est la partie commande composée d un automate ou d un microcontrôleur. - Communiquer : Cette fonction assure l interface entre l utilisateur et/ou d autres systèmes, et entre l environnement de la partie commande.

5AUT3-R4 FICHE RESSOURCE 4/7 a) Acquérir Le capteur est un élément électronique capable de détecter une information physique dans

C est lui qui assure la fonction d acquérir, nous les retrouvons donc dans la chaîne d information : CAPTEURS Rappel du

nature de l information à communiquer : - Capteurs logiques : Ils adressent un compte rendu qui ne peut prendre que deux valeurs

4 5AUT3-R4 FICHE RESSOURCE 4/7 a) Acquérir Le capteur est un élément électronique capable de détecter une information physique dans son environnement (présence d objet, chaleur, lumière, bruit, ) et de la retransmettre sous forme de signal. C est lui qui assure la fonction d acquérir, nous les retrouvons donc dans la chaîne d information : CAPTEURS Rappel du fonctionnement d un automate : Les capteurs peuvent communiquer de trois manières differentes en fonction de leurs types et de la nature de l information à communiquer : - Capteurs logiques : Ils adressent un compte rendu qui ne peut prendre que deux valeurs (oui =1 ou non = 0 ; présence ou absence d un phénomène). Ce capteur est aussi appelé capteur T.O.R (Tout Ou Rien). Exemple : Allumée = 1 Interrupteur Eteinte = 0

5AUT3-R5 FICHE RESSOURCE 5/7 - Capteurs analogiques : Ils adressent un compte rendu qui est continu et

fonction de la mesure effectuée. Ce chiffre est ensuite interprété par le microcontroleur.

réaliser une action à partir de l énergie qu elle reçoit.

5 5AUT3-R5 FICHE RESSOURCE 5/7 - Capteurs analogiques : Ils adressent un compte rendu qui est continu et proportionnel au phénomène physique détecté, comme par exemples : la température, la luminosité, une tension, une longueur,... Exemple : 32 C 14 C 5 C - Capteurs numeriques : Ils produisent directement un chiffre binaire en fonction de la mesure effectuée. Ce chiffre est ensuite interprété par le microcontroleur. Exemple : II CHAINE D ENERGIE Elle est la partie du système qui permet de réaliser une action à partir de l énergie qu elle reçoit. On peut découper cette chaîne en plusieurs blocs fonctionnels : - Alimenter : Fournir l énergie nécessaire au système. - Distribuer : Distribution de l énergie à l actionneur via un préactionneur - Convertir : Conversion de l énergiee reçue par un actionneur pour obtenir l action recherchée. - Transmettre : Cette fonction est remplie par l ensemble des organes mécaniques de transmission de mouvement et d effort : engrenages, courroies, accouplement, embrayage

5AUT3-R6 FICHE RESSOURCE 6/7 Ordres Grandeurs physiques Energies ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE AGIR Préactionneur Actionneur a) Distribuer Le

préactionneur en amont. Un préactionneur est un constituant dont le rôle est de distribuer de l énergie aux actionneurs, sur ordre de la partie commande.

Relais Il fonctionne comme un interrupteur qui est piloté par un courant électrique.

b) Conertir L énergie est alors fournie à l actionneur qui la converti pour réaliser une action.

6 5AUT3-R6 FICHE RESSOURCE 6/7 Ordres Grandeurs physiques Energies ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE AGIR Préactionneur Actionneur a) Distribuer Le microcontrôleur est rarement capable de fournir suffisamment d énergie pour alimenter l actionneur, c est pourquoi il est nécessaire d utiliser un préactionneur en amont. Un préactionneur est un constituant dont le rôle est de distribuer de l énergie aux actionneurs, sur ordre de la partie commande. Quelques exemples : Pré-actionneur Pont en H Fonction Permet de contrôler un moteur à courant continu (sens de rotation, vitesse). Relais Il fonctionne comme un interrupteur qui est piloté par un courant électrique. Il permet donc d ouvrir ou de fermer un second circuit avec des composants trop puissants pour être alimentés en direct par le microcontrôleur. b) Conertir L énergie est alors fournie à l actionneur qui la converti pour réaliser une action. La conversion consiste à tranformer une énergie en une autre, souvent de l énergie électrique en énergie mécanique. Quelques exemples : Actionneur Résistance Fonction Convertit l énergie électrique en chaleur. Exemple d utilisation : bouilloir Haut-parleur Convertit l énergie électrique en ondes acoustiques. Exemple d utilisation : écouteurs

5AUT3-R7 Résistance Actionneur FICHE RESSOURCE 7/7

Exemple d utilisation : portail automatique à

7 5AUT3-R7 Résistance Actionneur FICHE RESSOURCE 7/7 Fonction Convertit l énergie électrique en énergie mécanique (rotation). Exemple d utilisation : mixeur Vérin Convertit l énergie électrique en énergie mécanique (translation). Exemple d utilisation : portail automatique à battant DEL Convertit l énergie électrique en énergie lumineuse. Exemple d utilisation : guirlande de noël Ce tableau présente les actionneurs les plus connus. Cependant il en existe bien d autres... Rappel du fonctionnement d un automate :

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L AUTOMATISME LE SIGNAL Page 1 sur 7 Sommaire : 1- Champ de l automatisme définitions 2- Correspondance entre phénomènes physiques et signaux a. Capteur b. Exemple de capteur TOR c. Exemple de capteur