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1.1 CONTRÔLE DES PROCESSUS 1.2 Activité dans une entreprise. Une entreprise ind

1.1 CONTRÔLE DES PROCESSUS 1.2 Activité dans une entreprise. Une entreprise industrielle assure la production de biens (produits) selon certaines exigences (réglementation, cahier des charges) susceptibles d’évoluer. Ainsi, l’entreprise doit : -Produire : C’est-à-dire transformer des matières premières et de l’énergie en biens de consommation. -Maintenir : Elle doit assurer la meilleure disponibilité de l’outil de production (maintenance). -Gérer : aussi bien techniquement que financièrement les ressources disponibles 1.3 Procédé industriel C’est la méthode à suivre pour obtenir un produit (comme une recette de cuisine…). Le procédé est immatériel et se présente sous la forme d’un texte accompagné de schémas explicatifs formant le « livre du procédé ». On y décrit les ingrédients à utiliser, les moyens matériels à prévoir, les opérations à exécuter et les conditions (pression, débit, température, etc.) à respecter pour obtenir le produit à fabriquer, en quantité (capacité de production) et en qualité. Le procédé doit être matérialisé par une unité de production ou processus. 1.4 Processus industriel Le terme processus désigne deux aspects d’une installation de production, l’un descriptif, l’autre matériel : -Aspect descriptif : c’est l’ensemble des opérations détaillées d’élaboration d’un produit fini devant posséder des caractéristiques imposées dans les limites de tolérances fixées, selon un procédé déterminé. -Aspect matériel : c’est l’installation proprement dite, comprenant tous les appareils nécessaires à la transformation des matières premières. 1.5 Le système technique automatisé Dans un système automatisé, l’énergie nécessaire à la transformation du produit est fournie par une source extérieure. Un « automate » dirige la succession des opérations. L’homme surveille le système et peut dialoguer avec lui par l’intermédiaire d’un « pupitre ». 1.6 Objectifs de l'automatisation - Visant le personnel : Améliorer ses conditions de travail en supprimant les tâches les plus pénibles et en augmentant la sécurité; -Visant le produit : Améliorer sa faisabilité, sa qualité par rapport au cahier des charges, sa fiabilité dans le temps; -Visant l'entreprise : Améliorer sa compétitivité (en diminuant les coûts de production), sa productivité, la qualité de production, la capacité de contrôle, de gestion, de planification. Schéma d'organisation d’un système automatisé Un système automatisé peut, pour faciliter l’analyse, se représenter sous la forme d’un schéma identifiant trois parties (P.O ; P.C ; P.P) du système et exprimant leurs interrelations (Informations, Ordres, Comptes rendus, Consignes). *Définition d’effecteur : Appareil permettant d'effectuer une action. Par exemple, en robotique, l’organe effecteur en le nom générique donné à l’outil au bout du bras du robot. 1.7. La partie opérative P.O Appelée parfois partie puissance, la partie opérative d’un automatisme assure la transformation du produit. La partie mécanique : chariots, glissières, engrenages, poulies, broches… Les actionneurs convertissent l’énergie d’entrée disponible sous une certaine forme (électrique, pneumatique, hydraulique) en une énergie utilisable sous une autre forme, par exemple : -Energie thermique destinée à chauffer un four (l’actionneur étant alors une résistance électrique). -Energie mécanique destinée à provoquer une translation de chariot (l’actionneur pouvant être un vérin hydraulique ou pneumatique). -Energie mécanique destinée à provoquer une rotation de broche (l’actionneur pouvant être alors un moteur électrique). Les préactionneurs reçoivent les signaux de commande et réalisent la commutation de puissance avec les actionneurs. Les préactionneurs des moteurs électriques sont appelés contacteurs, variateurs, démarreur progressifs. Les préactionneurs des vérins et des moteurs hydrauliques et pneumatiques sont appelés distributeurs (à commande électrique ou pneumatique). Les capteurs, qui communiquent à la partie commande des informations sur la position d’un mobile, une vitesse, la présence d’une pièce, une pression… -Les capteurs T.O.R. (tout ou rien), qui délivrent un signal de sortie logique, c’est à dire 0 ou 1. Exemple : détecteur de fin de course. -Les capteurs numériques, ou « incrémentaux », qui associés à un compteur, délivrent des signaux de sortie numérique. Exemple : capteur ou codeur incrémental utilisé pour la mesure des déplacements des chariots de machine à commande numérique. -Les capteurs analogiques, ou proportionnels » qui permettent de prendre en compte la valeur réelle d’une grandeur physique. Exemple : Sonde de température. 1.8 La partie commande P.C -Appelée également « partie traitement des informations », elle regroupe tous les composants de traitement des informations nécessaires à la bonne marche de la partie opérative. -La partie commande communique avec l’opérateur par l’intermédiaire d’un pupitre. -Les informations entre la partie commande et la partie opérative passent souvent par l’intermédiaire d’interfaces. Trois technologies sont actuellement utilisées : -électromécanique, -pneumatique, -électronique. La troisième se présente sous cette forme : Logique programmée L’enchaînement des mouvements du système automatisé est programmé sous forme d’instructions (programme), traitées et gérées par l’unité centrale de la partie commande. Les automates programmables industriels (A.P.I.). Ils possèdent presque tous un langage adapté au GRAFCET. Ils sont munis de bornes d’entrées et sorties. Les micro et mini-ordinateurs. Leur utilisation demande des connaissances en informatique. Le GRAFCET doit être traduit dans un langage informatique. Ils ne possèdent pas en général de bornes d’entrées et sorties. Les micros systèmes. Idem ci-dessus mais possèdent des bornes d’entrées et sorties. 1.9 La partie pupitre Le pupitre permet à l’opérateur de dialoguer et de commander la partie opérative. Il comporte : • Des boutons de commande (marche, arrêt, arrêt d’urgence…). • Des voyants de signalisation (mise sous tension, fonctionnement anormal, buzzer…). • Des indicateurs de mesure de pression, niveau, débit, température, de tension, d’intensité, etc… 2 PARTIE OPERATIVE 2.1 Les actionneurs Hydrauliques Le vérin simple effet Seul le mouvement de la tige permet d’appliquer un effort. Le mouvement de retour du piston et de la tige est provoqué par un ressort, une force extérieure, ou le propre poids du piston et de la tige. Les vérins doubles effet. Le vérin est alimenté en huile de chaque côté. La force de déploiement est supérieure à la force de rentrée (à pression égale). Par contre, à débit égal, la vitesse de rentrée de la tige sera supérieure à la vitesse de sortie. Les vérins télescopiques Malgré un faible encombrement, ils permettent d’effectuer de grandes courses. Les moteurs Hydrauliques Les moteurs hydrauliques sont en général de même construction que les pompes hydrauliques du même type. Pour la plupart des constructeurs, toutes les pompes hydrauliques peuvent être utilisées en moteurs. 2.2 Les actionneurs pneumatiques Les vérins sans tige Le muscle pneumatique Il ressemble à un vérin soufflet, il plus long et plus mince ce qui rend son fonctionnement radicalement différent. En alimentant le vérin en air comprimé, les fibres de la paroi du vérin se contractent, ce qui crée une force de traction entre les deux extrémités. Le muscle pneumatique peut exercer une force très élevée, la force et le déplacement du vérin sont proportionnel à la pression. Le soufflet pneumatique Le vérin à soufflet ne fonctionne également que dans un sens. Ce vérin est surtout utilisé pour serrer, compresser et soulever des produits. Grâce à la surface relativement grande et en l’absence de perte de frottement entre le piston et le tube du vérin à soufflet peut fournir une grande force. Les moteurs pneumatiques : Ces moteurs peuvent être de simples vérins permettant d’obtenir directement la rotation d’un axe avec une amplitude limitée ou des appareils assurant la rotation continue d’un axe, pouvant se substituer aux moteurs électriques, particulièrement pour des applications qui nécessitent une grande souplesse de fonctionnement, et notamment un couple élevé à vitesse faible ou nulle. Ces derniers moteurs peuvent être à turbine ou à pistons. La préhension par le vide : Cette technique utilise des générateurs de vide basés sur le principe de l’effet Venturi qui créent une dépression à partir d’une alimentation d’air comprimé ou, dans le cas de plus grand volume, de pompe à vide. Le passage de l’air dans le rétrécissement augmente la vitesse de l’air et diminue sa pression. Il se crée alors une dépression qui permet d’aspirer l’air de la ventouse, ou un fluide. Ce phénomène s’appelle l’effet Venturi. 2.3 Les actionneurs électriques 2.1 Le champ tournant Vitesse de rotation. La vitesse du champ tournant dépend du nombre des pôles comme dans l’alternateur. ns = ଺଴.୤ ୔ f=fréquence p= nombre de paires de pôles ns= vitesse de rotation du champ tournant (vitesse du synchronisme) 2.2 Le moteur synchrone triphasé. A) Composition -Stator : composé de trois bobines décalées de 120° et alimentées en triphasé pour créer le champ tournant. -Rotor : est constitué d’un aimant permanent ou d’un électro-aimant. B) Principe On alimente le stator en triphasé pour créer un champ tournant. Si on place un rotor aimanté bipolaire à l’intérieur du stator, il s’oriente de façon à ce que les lignes de forces aient le même sens que celles du champ tournant. Dès lors le rotor suivra les différentes positions du champ tournant. On dit qu’il tourne en synchronisme avec le champ même en charge à condition que celle-ci ne dépasse pas une certaine valeur. Si le couple résistant arrive à 1,8 fois le couple nominal, le rotor décroche et s’arrête. C) Avantages du moteur synchrone. Les moteurs synchrones présentent les avantages suivants : -vitesse de rotation constante à différentes charges. D) Inconvénients du moteur synchrone. - Difficulté de démarrage : Le moteur synchrone ne uploads/Industriel/ cours-controle-processus.pdf