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CHAINE D’NFORMATION/D’ENERGIE 1. L’ORGANISATION D’UN SYSTEME AUTOMATISE Comme t

CHAINE D’NFORMATION/D’ENERGIE 1. L’ORGANISATION D’UN SYSTEME AUTOMATISE Comme tout système, il est conçu pour AGIR sur une MATIERE D’ŒUVRE et lui apporter une certaine valeur ajoutée. Il est contrôlé par des échanges d’INFORMATIONS et agit sur la matière d’œuvre grâce à de l’ENERGIE. On décompose un système automatisé en 2 chaînes :  La chaîne d’information  La chaîne d’énergie Les informations qui transitent dans les systèmes automatisés sont de 4 types :  Les consignes : C’est l’opérateur qui communique avec le système par l’intermédiaire d’un pupitre.  Les signaux : C’est le système qui communique avec l’utilisateur par l’intermédiaire du pupitre.  Les ordres : C’est une information interne au système qui permet de commander les différentes opérations nécessaires à la réalisation de la tâche.  Les comptes rendus : Ce sont des informations internes au système qui permettent de connaître son état et l’état de la matière d’œuvre pendant tout le fonctionnement. 2. LA CHAINE D’INFORMATION Les chaînes d’information des systèmes automatisés comprennent majoritairement des composants et des cartes électroniques. De ce fait, les informations sont nécessairement des signaux électriques basse tension (maximum 24 Volts) qui peuvent être de nature différente (Logique, analogique, numérique). Les flux de ces informations se décomposent en 3 fonctions :  La fonction « ACQUERIR »  La fonction « TRAITER »  La fonction « COMMUNIQUER » ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Signaux Consignes de l’opérateur Ordres Matière d’œuvre Entrante AGIR Matière d’œuvre Sortante Comptes rendus de la chaîne d’énergie CHAINE D’ENERGIE CHAINE D’INFORMATION CHAINE D’ENERGIE CHAINE D’INFORMATION Consignes opérateur Ordres Matière d’œuvre Entrante AGIR Matière d’œuvre Sortante Signaux Comptes rendus de la chaîne d’énergie CHAINE D’NFORMATION/D’ENERGIE ACQUERIR Consignes de l’opérateur Comptes rendus de la chaîne d’énergie TRAITER Ordres COMMUNIQUER Signaux 2.1. La fonction ACQUERIR Les informations entrantes sont de deux sortes : Les consignes de l’opérateur et les comptes rendus de la chaîne d’énergie  Les consignes de l’opérateur sont recueillies par l’intermédiaire de boutons, interrupteurs, claviers, joysticks, souris, etc. Certains systèmes automatisés étant interconnectés, les consignes peuvent aussi venir d’autres systèmes automatisés ou d’ordinateurs superviseurs.  Les comptes rendus de la chaîne d’énergie sont en fait des grandeurs physiques (de position, vitesse, fin de courses, pression, température, débit, intensité…) qui sont recueillis en permanence par l’intermédiaire de CAPTEURS. Il existe une multitude de capteurs de formes et de technologies différentes. 2.2. La fonction TRAITER Cette fonction est assurée par le « cerveau » du système appelé PARTIE COMMANDE qui gère l’ensemble des informations. Elle est « PROGRAMMEE » de façon à gérer la succession des opérations en donnant des ordres à la chaîne d’énergie ou des messages à l’opérateur en fonction des différents comptes-rendus ou consignes. La grande majorité des systèmes de diffusion limitée est commandée par un AUTOMATE PROGRAMMABLE INDUSTRIEL (A.P.I.) ou, parfois, par un ordinateur. Pour les systèmes de grande diffusion telles que les machines à laver, la partie commande se résume à un module ou une CARTE ELECTRONIQUE plus ou moins complexe. 2.3. La fonction COMMUNIQUER Cette fonction se résume généralement à informer l’opérateur sur l’état du système (et / ou de sa matière d’œuvre), sur les actions à réaliser, voir pour alerter sur certains défauts ou problèmes. Les composants permettant de réaliser cette fonction sont des voyants, des écrans, des buzzers ou hauts parleurs, etc. Module électronique de machine à laver Automate programmable industriel Carte électronique de pilote de bateau CHAINE D’NFORMATION/D’ENERGIE Certains systèmes nécessitent aussi d’être interconnectés avec des périphériques (imprimantes, fax…), avec d’autres systèmes automatisés (comme dans des chaînes de fabrication) ou avec des ordinateurs (pour de la supervision). Ils utilisent pour cela des protocoles de transferts normalisés et des liaisons physiques câblées ou sans fil (réseaux locaux, hertziens, wifi, Bluetooth…). 3. LA CHAINE D’ENERGIE C’est la PARTIE OPERATIVE du système automatisé qui est chargée de réaliser ce pourquoi il a été conçu mais pour ce faire, elle consomme de l’énergie. Il existe différentes formes d’énergie (éolienne, solaire, mécanique, musculaire, électrique, pneumatique, thermique, nucléaire…) qui ne seront pas toutes utilisées directement. En effet, il est nécessaire de récupérer, modifier, transformer, adapter le flux d’énergie qui se décompose en 5 fonctions :  La fonction « ALIMENTER »  La fonction « DISTRIBUER »  La fonction « CONVERTIR »  La fonction « TRANSMETTRE »  La fonction « AGIR » Les formes d’énergies qui sont les plus utilisées dans les systèmes automatisés sont :  L’énergie ELECTRIQUE : Soit en haute tension alternative (400 volts triphasés ou 230 volts monophasés) soit en basse tension généralement continue (inférieure à 24 Volts). La plupart du temps l’énergie électrique est délivrée directement par un opérateur (fournisseur) comme E.D.F. mais il est aussi possible de l’obtenir par d’autres sources : avec des batteries ou des piles (qu’il faut prévoir de remplacer ou recharger et qui ont une durée de vie limitée) avec des panneaux solaires ou des éoliennes, par combustion (avec des groupes électrogènes)  L’énergie PNEUMATIQUE (air comprimé) ou HYDRAULIQUE (huile) pour alimenter des actionneurs particuliers.  L’énergie MECANIQUE pour déplacer, déformer, modifier, etc.  L’énergie THERMIQUE pour chauffer, sécher, etc. CHAINE D’ENERGIE ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR Messages Consignes de l’opérateur Ordres Matière d’œuvre Entrante AGIR Matière d’œuvre Sortante Comptes rendus de la chaîne d’énergie CHAINE D’INFORMATION TRANSMETTRE Energie d’entrée CHAINE D’NFORMATION/D’ENERGIE DISTRIBUER Ordres Energie disponible Energie distribuée ALIMENTER Energie d’entrée Energie disponible 3.1. La fonction ALIMENTER La plupart du temps, l’énergie d’entrée est électrique et fournie par un opérateur d’électricité. Il sera donc, au minimum, nécessaire de brancher le système sur le réseau électrique, de le protéger ou de transformer la haute tension en basse tension. Pour des systèmes embarqués, la fonction alimenter est réalisée par des batteries ou des piles. Pour des systèmes qui nécessitent d’autres énergies comme de l’air comprimé il faut utiliser des compresseurs ou des pompes. 3.2. La fonction DISTRIBUER Les composants assurant cette fonction sont des PREACTIONNEURS dont le rôle est de distribuer l’énergie seulement s’ils en reçoivent l’ordre de la partie commande. L’énergie est de la même forme en entrée et en sortie. Le type de composant est donc fonction de la forme et du type d’énergie qu’ils doivent distribuer :  Les CONTACTEURS (haute tension) ou les RELAIS (basse tension) pour l’énergie électrique.  Les DISTRIBUTEURS ou les VANNES pour l’énergie pneumatique ou hydraulique.  Les INTERFACES ELECTRONIQUES de puissance (tension continue très faible) qui sont directement intégrées sur des cartes électroniques de commande. 24 V CHAINE D’NFORMATION/D’ENERGIE CONVERTIR Energie distribuée Energie convertie TRANSMETTRE Energie convertie Energie transmise 3.3. La fonction CONVERTIR Dans la majorité des cas, l’énergie distribuée est électrique, pneumatique ou hydraulique. Pour agir sur la matière d’œuvre, on doit nécessairement obtenir une énergie mécanique ou thermique. On utilise pour cela des ACTIONNEURS qui convertissent l’énergie. Il existe de nombreux types d’actionneurs différents, les plus couramment utilisés étant :  Les MOTEURS ELECTRIQUES qui convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique de rotation. Il existe aussi des moteurs linéaires qui transmettent un mouvement de translation.  Les VERINS qui convertissent l’énergie pneumatique ou hydraulique en énergie mécanique de translation. Il existe aussi des vérins rotatifs qui transmettent un mouvement de rotation.  Les POMPES ou TURBINES qui utilisent de l’énergie électrique pour créer un débit de liquide ou de gaz.  Les ELECTROAIMANTS qui utilisent l’énergie électrique pour créer un champ magnétique.  Les RESISTANCES qui utilisent l’énergie électrique pour créer une énergie THERMIQUE.  Les MOTEURS THERMIQUES qui utilisent de l’énergie fossile pour créer une énergie mécanique de rotation.  … 3.4. La fonction TRANSMETTRE Cette fonction, facultative, est très souvent utilisée pour entrainer les composants mécaniques entre eux. Cette fonction regroupe en fait plusieurs fonctions techniques comme :  ADAPTER l’énergie du point de vue des efforts ou de la vitesse, grâce aux réducteurs à engrenage, aux systèmes poulies-courroie ou pignons-chaîne, etc.  TRANSFORMER l’énergie pour passer par exemple d’un mouvement de rotation à un mouvement de translation grâce aux crémaillères, aux systèmes bielle-manivelle ou levier-coulisseau, aux cames, etc. CHAINE D’NFORMATION/D’ENERGIE Energie transmise Matière d’œuvre Entrante AGIR Matière d’œuvre Sortante Propriétaire du véhicule Véhicule automobile PORTIQUE DE LAVAGE Laver un véhicule automobile 3.5. La fonction AGIR Les composants qui agissent directement sur la matière d’œuvre se nomment les EFFECTEURS, ils servent à saisir, déplacer, fixer, assembler, modifier, trier, chauffer, etc. Il existe une multitude de formes, de matières et de technologies d’effecteur qui doivent s’adapter à chaque matière d’œuvre comme des ventouses, des poussoirs, des doigts, des tapis roulants, des enrouleurs, des plateaux, des roues, des brosses, des résistances, etc. 4. EXEMPLE : LE PORTIQUE DE LAVAGE DE VOITURE C’est un système automatisé dont la fonction principale est de laver une voiture. Pour simplifier, l’étude présentée ne prend pas en compte les autres fonctions optionnelles d’un portique comme le lavage des roues, le séchage, etc. La matière d’œuvre principale du système est, évidemment, le véhicule automobile, mais en se plaçant du point de vue du concepteur du système, il est aussi nécessaire d’agir sur l’eau et les produits nécessaires au lavage.  MATIERES D’ŒUVRE : Véhicule + uploads/s3/ chaine-d-x27-inf0rmati0n-et-d-x27-energie.pdf