Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Université 20 Aout 1955 SKIKDA Faculté de Technologie Département de Génie Elec

Université 20 Aout 1955 SKIKDA Faculté de Technologie Département de Génie Electrique L2 Automatique Cours Architecture des systèmes automatisées 1 Contenu de la matière 1. Introduction 2. Structure d’un système de production 3. Notion de réseau a. Partie commande b. Architecture des systèmes de production 4. Présentation et étude de cas Introduction 1. Approche globale d’un système de production 2. Objectifs de l’automatisation des productions 3. Rentabilité d’une automatisation Un système de production a pour but d’apporter une VALEUR AJOUTEE à la MATIERE D’OEUVRE. Il élabore des produits qui peuvent être : Approche globale d’un système de production •Soit des produits finis, directement commercialisés •Soit des produits intermédiaires servant à la réalisation des produits finis. Le système de production est également alimenté en énergies (électrique, pneumatique, hydraulique …). 4 Il génère des déchets divers : chutes de coupes, eaux sales… Le fonctionnement du système de production nécessite différentes interventions humaines : 1. Le personnel d’exploitation assure la surveillance, l’approvisionnement et participe parfois au procédé de production. 2. Le personnel de réglage procède aux interventions nécessaires pour obtenir la qualité recherchée ou pour démarrer une campagne de production. 3. Le personnel de maintenance intervient lorsque le système de production se trouve en défaillance et procède aux opérations de maintenance préventive. 5 6 Objectifs de l’automatisation des productions Les objectifs poursuivis par une automatisation peuvent être assez variés. On peut retenir quelques uns : •La recherche de coûts plus bas, par réduction des frais de main- d’œuvre, d’économie de matière, d’économie d’énergie,… •La suppression des travaux dangereux ou pénibles et l’amélioration des conditions de travail. •La réalisation d’opérations impossibles à contrôler manuellement. 7 La compétitivité d’un produit final peut être définie comme sa capacité à être bien vendu. La compétitivité résulte essentiellement des résultats obtenus sur les facteurs suivants : coût, qualité, innovation, disponibilité. L’automatisation des équipements de production peut améliorer les coûts, la qualité et même la disponibilité des produits. Il est cependant important de vérifier que le produit sur lequel s’applique cette automatisation soit optimisé, et réponde toujours aux besoins du marché. L’expérience montre qu’une automatisation conduit souvent à remettre en cause le processus de fabrication et donc le produit. 8 9 Rentabilité d’une automatisation Comme pour tout investissement, un projet d’automatisation est jugé sur sa rentabilité. Celle-ci peut s’exprimer sous forme du temps de retour des investissements. NbA = Nb d’années pour retour d’investissement. Si NbA est inférieur à 3 ans, le projet est en général jugé intéressant, si toutefois la durée de vie du produit fabriqué est estimée d’une durée supérieure. Exemple : Durée de Vie moyenne de quelques produits usuels : Automobile : 7 à 8 ans ; lave linge:10 à 11 ans ; réfrigérateur : 16 à 17 ans ; téléviseur : 11 ans ; machine-outil : 10 à 25 ans. 10 Structure d’un système de production 11 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 que l'on nomme : Introduction •Partie opérative (PO) •Partie commande (PC) •partie relation (pupitre de dialogue) [PR]. étiqueteuse automatique 12 Définition d’un système automatisé 13 Exemples d’actionneurs 14 Exemples de capteurs 15 La partie opérative 16 •des pré-actionneurs (distributeurs, contacteurs), lesquels reçoivent des ordres de la partie commande; La PO C'est la partie visible du système. Elle comporte les éléments mécaniques du mécanisme avec : 17 18 19 20 21 •des actionneurs (vérins-moteurs) qui ont pour rôle d'exécuter ces ordres. Ils se présentent sous différentes formes comme: 22 Les vérins 23 Vérin simple effet Vérin double effet à simple tige Vérin à double tige 24 Vérin télescopique Vérin rotatif Vérin pivotons à pignon-crémaillère 25 26 Moteur à courant continue Moteur à courant alternatif 27 Moteur pas à pas Pas n: 01 Pas n: 02 Pas n: 03 Pas n: 04 28 •des capteurs qui informent la partie commande de l'exécution du travail CONSTITUTION D’UN CAPTEUR Un appareil de mesure est constitué d’un corps d’épreuve qui, au contact du procédé, donc de la grandeur physique à mesurer, produit une grandeur directement mesurable par le capteur suivant le schéma ci dessous : Dans un système automatisé de production, ce secteur de détection représente le service de surveillance et renseignement du mécanisme. Il contrôle, mesure, surveille et informe la PC sur l'évolution du système. 29 Les différents types de capteur CAPTEURS ANALOGIQUES Le signal délivré est la traduction exacte de la loi de variation de la grandeur physique mesurée. CAPTEURS LOGIQUES (Tout Ou Rien) Le signal ne présente que deux niveaux, ou deux états, qui s’affichent par rapport au franchissement de deux valeurs; ces capteurs du type tout ou rien (TOR) sont également désignés par détecteurs. CAPTEURS NUMERIQUES Le signal est codé au sein même du capteur par une électronique associée; ces capteurs sont également désignés par codeurs et compteurs. 30 le transmetteur convertit le signal de sortie du capteur en un signal de mesure standard (pneumatique, électrique ou numérique). Il a pour fonction d’assurer le lien entre le capteur qui génère la mesure et le système de contrôle commande (SNCC) ou d’acquisition de mesure Transmetteur 31 Le principe consiste à transformer la déformation de la membrane de mesure sous l’effet d’une force ou d’une pression en variation de capacité par modification de la distance entre les armatures que forme le condensateur. En effet, l’une des armatures du condensateur est placée sur la membrane qui se déforme (armature mobile), l’autre sur le corps du capteur qui n’est pas soumise à la déformation. Manomètres électroniques: Capacitif 32 33 Un thermocouple est constitué de deux conducteurs de natures différentes soudés à leurs extrémités. La tension mesurée est en relation directe avec la différence de température des deux soudures. Mesure de température par thermocouple Le phénomène de thermoélectricité est le résultat simultané du flux de chaleur et d’électricité au niveau de la soudure. La tension E obtenue, est directement liée à la différence de température et à un coefficient « a » dépendant de la nature des deux matériaux constituant le thermocouple 34 35 36 La mesure repose sur la loi d’induction de Faraday. Ce principe de mesure ne peut être mis en œuvre que sur des liquides conducteurs. Dans un débitmètre électromagnétique, un champ magnétique est créé perpendiculaire au débit du liquide. Le liquide se comportant alors comme un conducteur en mouvement dans un champ magnétique voit en son sein apparaître une tension induite. Cette tension (U) ainsi obtenue est proportionnelle à la vitesse (V) du liquide dans la ligne. DÉBITMÈTRES ÉLECTROMAGNÉTIQUES U = K . V Le coefficient K dépend de l’intensité du champ magnétique, et de le géométrie du capteur 37 38 DÉBITMÈTRES A ULTRASONS Le principe de mesure repose sur la différence de vitesse de propagation d’une onde sonore lorsque celle-ci se déplace dans le sens d’écoulement du fluide et lorsqu’elle déplace en sens opposé à l’écoulement, comme le montre la schéma ci dessous. Le débit est fonction du diamètre de la tuyauterie et de la différence de temps qu’il faut à l’onde sonore pour faire le trajet de A vers B ou de B vers A. Cette technique est réservée à la mesure d’un débit de gaz ou de liquide non chargé. 39 Pour une application sur des liquides chargés de particules solides, de bulles de gaz ou émulsionnés. La mesure est alors basée sur l’effet Doppler. Dans ce cas, le signal sonore émis se réfléchit sur les particules (solides, liquides, ou gazeuse) et modifie sa fréquence en proportionnellement à leur vitesse. 40 Les détecteurs sont des capteur de type tout ou rien. La famille la plus fournie est celle des détecteurs de présence . On distingue les détecteurs par contact et les détecteur de proximité. Les capteurs tout ou rien 41 42 Les détecteurs inductifs 43 Détecteur de proximité capacitif : Dans le cas du détecteur capacitif l’objet à détecter fait varier par sa position la capacité d’un condensateur formé par la face sensible du détecteur. Ses caractéristiques lui permettent de détecter tout objet même si celui-ci n’est pas métallique. Exemple application des Détecteurs de proximités 44 Détecteur de proximité photo électrique : Les systèmes détecteurs de proximités photoélectriques comprennent: un émetteur de lumière visible ou infrarouge, un récepteur photosensible. L’objet est détecté lorsqu’il interrompt, ou fait varier, l’intensité du faisceau lumineux sur le récepteur. Il existe 3 types de détecteurs photoélectriques : - Le système de proximité, - Le système barrage, - Le système reflex. Emetteur Récepteurs Réflecteur 45 46 L’Effecteur: est l’élément de la chaîne d’action en contacte avec la matière d’œuvre. C’est lui qui est chargé de sa transformation L'Effecteur est situe a la suite de l'actionneur pour finaliser le travail : il produit l'effet attendu. Par exemple : la trappe du distributeur de billets, la pince du robot, la cabine de l'ascenseur, etc. 47 La partie commande 48 Structure de la partie commande 49 Exemple d’une barrière automatique 50 51 Un API est une forme particulière de contrôleur à microprocesseur qui utilise une mémoire programmable pour stocker uploads/Industriel/ cours-architecture-des-sys-auto-2.pdf