Chapitre 1: Automatismes et Automatique
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.
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
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
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
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.
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)
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.
Exemple : système d ouverture automatique de porte C Zam.
Différentes technologies de la partie commande Technologie pneumatique : peu coûteux et totalement modulable Insensible aux perturbations électromagnétiques Anti déflagrant
Modularité des séquenceurs
Technologie électrique non évolutive : Carte à microprocesseur pré-programmée Avantages/Inconvénients : peu chère mais non reprogrammable
Technologie électrique évolutive Automate programmable industriel Avantages/Inconvénients : plus cher mais reprogrammable
Structure :
Exemples de constituants d un Actionneurs: système automatique
Vérin pneumatique ou hydraulique Vérin double effet Vérin simple effet
Moteurs électriques Moteur triphasé Moteur à courant continu Moteur pas à pas
Exemples de constituants d un Préactionneurs: système automatique
Distributeur 4/3 4 orifices et 3 positions (la case repos étant celle du milieu).
Les pré actionneurs peuvent être monostable ou bistable. Monostable Bistable
Différents systèmes de commande
Quelques symboles de distributeurs pneumatiques ou hydrauliques
Distributeur 3/2 associé à un vérin simple effet
Distributeur 3/2 associé à un vérin simple effet Fluide à l échappement Fluide sous pression
Distributeur 4/2 associé à un vérin double effet
Fluide à l échappement Distributeur 4/2 associé à un vérin double effet Fluide sous pression Fluide à l échappement
Fluide à l échappement Fluide sous pression
Huile à l échappement Huile sous pression