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LES SYSTÈMES AUTOMATISES DE PRODUCTION Cours : Automatismes Industriels Classes

LES SYSTÈMES AUTOMATISES DE PRODUCTION Cours : Automatismes Industriels Classes: L2 CFM_EN_PL DEFINITION: Un système de production est dit automatisé lorsqu’il peut gérer de manière autonome un cycle de travail préétabli qui se décompose en séquences et/ou en étapes. 3 • Système Automatisé de Production (SAP): Système autonome de création de valeur ajoutée. Sous des impératifs de sécurité, productivité, adaptabilité… Matière d’œuvre Matière d’œuvre + Valeur ajoutée Système automatisé de production Bouteille + bouchon. Pièce non percée Matière brute Pièce au point A SAP Bouteille bouchée Pièce percée Pièce finie Pièce au point B Objectif: Augmenter la compétitivité des produits en réduisant le coût unitaire de chaque produit. INTRODUCTION: 4 Exemple de SAP: chaîne de palettisation: Agir sur la matière d’œuvre Ventouse, convoyeur Transformer l’énergie Moteur, Vérin Acquérir des informations Capteur de Position Traiter les données émettre des ordres API Communiquer localement et à distance Terminaux de dialogue Distribuer l’énergie Contacteur électrique Distributeur pneumatique Les systèmes automatisés, utilisés dans le secteur industriel, possèdent une structure de base identique. Ils sont constitués de plusieurs parties plus ou moins complexes reliées entre elles : • la partie opérative (PO) ; • la partie commande (PC) ou système de contrôle/commande I. Analyse fonctionnelle d’un SAP 6 Energie convertie Energie du réseau de distribution Ordres Informations Evénements Capteurs Acquérir de l’information Préactionneurs Distribuer l’énergie Actionneurs Convertir l’énergie en action Effecteurs Agir sur le produit Constituants de dialogue Communication -les opérateurs -les postes de travail amont/aval/ -avec d’autres systèmes (ERP, BdD...) PARTIE COMMANDE Traiter les informations Echange d’énergie Echange d’informations Ajout de valeur ajoutée Consignes, Messages Matière d’œuvre Matière d’œuvre + valeur ajoutée Partie opérative/ Partie commande 7 Energie convertie Energie sécurisée Ordres informations Évènements Capteurs Acquérir de l’information Préactionneurs Distribuer l’énergie Actionneurs Convertir l’énergie en action Effecteurs Agir sur le produit PARTIE COMMANDE Traiter les informations Ajout de valeur ajoutée Matière d’œuvre Matière d’œuvre + valeur ajoutée Appareillages de distribution Adapter, Isoler, Sécuriser Réseaux d’énergie (pneumatique, électrique, hydraulique) Partie commande (PC) Partie Opérative (PO) Chaîne d’action I.2 Partie opérative Elle gère, selon une suite logique, le déroulement ordonné des opérations à réaliser. Il reçoit des informations en provenance des capteurs de la Partie Opérative, et les restitue vers cette même Partie Opérative en direction des pré-actionneurs et actionneurs. L’outil de description de la partie commande s’appelle le GRAphe Fonctionnel de Commande Etape / Transition (GRAFCET ). I.1 Partie commande • des pré-actionneurs (distributeurs, contacteurs) qui reçoivent des ordres de la partie commande; • des actionneurs (vérins, moteurs, vannes) qui ont pour rôle d’exécuter ces ordres. Ils transforment l’énergie pneumatique (air comprimé), hydraulique (huile sous pression) ou électrique en énergie mécanique ; • des capteurs qui informent la partie commande de l´exécution du travail. Par exemple, on va trouver des capteurs mécaniques, pneumatiques, électriques ou magnétiques montés sur les vérins. Le rôle des capteurs (ou détecteurs) est donc de contrôler, mesurer, surveiller et informer la PC sur l’évolution du système C’est la partie visible du système. Elle comporte les éléments du procédé, c’est à dire : I.3. Les capteurs 9 I. 3.1 types de capteurs Les détecteurs (ou capteur T.O.R.): - Un détecteur fournit une information binaire à la partie commande. (Présence d’une pièce ou non, seuil de température atteinte, Vérin sorti…) - Il existe différentes familles technologiques de détecteurs: mécanique, optique, inductif, capacitif… dont les caractéristiques distinctes sont des éléments de choix. Les capteurs analogiques : - Un capteur analogique fournit une image électrique (tension 0-10V ou courant 4-20mA) d’une grandeur physique évoluant continument dans le temps, dans une gamme de variation donnée. Les capteurs numériques (ou codeurs) - Les codeurs transmettent des valeurs numériques précisant des positions, des pressions,..., pouvant être lus sur 8, 16,32 bits. Rôle: Fournir à la PC des informations sur l’état du système. Il convertit les informations physiques de la PO en grandeurs électriques exploitables par la PC Détecteur de position mécanique (TOR) 10 Détecteur de position Symbole principe Utilisation: Détecteur de position, fin de course, Détection de présence d’objets solides Avantage •sécurité de fonctionnement élevée •fiabilité des contacts. •tension d'emploi élevée •mise en œuvre simple, fonctionnement visualisé. •grande résistance aux ambiances industrielles Détecteur de proximité inductif (TOR) 11 Détecteur de inductif Symbole principe basée sur la variation d’un champ magnétique à l’approche d’un objet conducteur du courant électrique Utilisation: Ce type de capteur est réservée à la détection sans contact d'objets métalliques L'objet est donc à proximité du capteur mais pas en contact contrairement à un détecteur de position. Avantages •Pas de contact physique avec l’objet détecté. •Pas d’usure •Durée de vie indépendante du nombre de manœuvres. •Produit entièrement encapsulé dans la résine donc étanche. •Très bonne tenue à l’environnement industriel : atmosphère polluante Détecteur de proximité a champ magnétique: Détecteur de proximité capacitif (TOR) 13 Utilisation: Détection à courte distance d’objets métalliques ou non. Avantages Idem détecteur inductif mais plus cher et pas de pièces en mouvement •Pas de contact physique avec l’objet détecté. •Pas d’usure. •Détecteur statique, pas de pièces en mouvement. •Durée de vie indépendante du nombre de manœuvres. •Produit entièrement encapsulé dans la résine donc étanche. •Très bonne tenue à l’environnement industriel : atmosphère polluante Détecteur de inductif Symbole principe basé sur la variation d’un champ électrique à l’approche d’un objet quelconque. Détecteur de proximité photoélectrique (TOR) 14 Détecteur de inductif Symbole principe Les détecteurs photoélectriques se composent ssentiellement d'un émetteur de lumière associé à un récepteur photosensible. Utilisation: Détection de tout objet opaque. Avantages •Pas de contact physique avec l’objet détecté. •Pas d’usure. •Détection sur de grande distance. •généralement en lumière infrarouge invisible, indépendante des conditions d'environnement •Très bonne tenue à l’environnement industriel : atmosphère polluante Détecteurs photoélectriques: 15 barrage •2 boitiers •portée : 30m •pas les objets transparents Symbole Système réflex •1 boitier •portée : 15m •pas les objets transparents et réfléchissants Symbole Système proximité •1 boitier •portée : dépend de la couleur de l'objet •pas les objets transparents Symbole Critère de choix d’un capteur 16 •Critères de choix Ambiance industrielle: Poussiéreuse, humide, explosive… Nature de la détection Nombre de cycle de manœuvre. Nombre et nature des contacts requis Place disponible…. II.Chaîne de distribution de l’énergie dans les SAP 17 Technologie pneumatique Technologie électrique Avantages: •Mise à disposition généralisée. •Source autonome et secourue. •SAP « tout électrique » •Silencieux •Précaution à prendre en atmosphère humide (IP) Avantages: •Énergie propre de mise en œuvre aisée •Sécurité de fonctionnement •Grande vitesse de déplacement des vérins Principaux éléments de mise en œuvre Réseau d’énergie Appareillage de distribution Pré-actionneur Principaux actionneurs pneumatique Compresseur •Cellule FRL •Sectionneur •Démarreur progressif Distributeur Vérin électrique Réseau Steg ou autonome Sectionneur Interrupteur Disjoncteur Relais thermique Contacteur • Moteur • Résistance chauffante 18 Les actionneurs: un actionneur convertit l'énergie. L'énergie d’entrée est souvent électrique ( pouvant être pneumatique ou hydraulique) L’energie de sortie est restituee par l’actionneur sous forme mecanique, thermique, sonore , lumineuse… 19 Exemples d'actionneurs 20 Placés dans la Partie Opérative d'un système automatisé, les Actionneurs permettent de transformer l’énergie reçue en un phénomène physique (déplacement, dégagement de chaleur, émission de lumière ...). Exemples d'actionneurs : Chaine fonctionnelle 21 22 Chaine d'énergie: 23 Chaine d’information 24 Exemple de chaine fonctionnelle d’une porte automatisée d’un magasin: 25 uploads/Industriel/ chapitre-1-auto.pdf