Remerciez-le!

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

1 Caractéristiques des systèmes industriels Caractéristiques des systèmes indus

1 Caractéristiques des systèmes industriels Caractéristiques des systèmes industriels Afin d’être capable de comprendre un système industriel, il convient de maîtriser ses princi- pales caractéristiques : de puissance, de grandeur, etc. Il va également être primordial d’être capable de décrypter les plans de ce système, qu’il soit une simple pièce ou, au contraire, un assemblage. I. Rappel sur les fonctions et les objectifs d’un système industriel 1. Objectif d’un système industriel Un système industriel apporte une valeur ajoutée à une matière d’œuvre. La matière d’œuvre est constituée d’éléments modi- fiés par l’intervention du système. On rencontre trois grands types de matière d’œuvre : – – un produit ou une matière que l’on travaille pour le/la transformer ; – – une énergie : qui peut être électrique, hydraulique (huile ou eau), pneumatique (air) ; – – une information : qui correspond à un ordre agissant sur le processus de fonctionnement pour enclencher la transformation de la matière d’œuvre. Matière d’œuvre La transformation par la chaîne de production de la matière d’œuvre correspond à la valeur ajoutée. Exemple Une pièce qui est percée ou assemblée, ou bien un mortier qui est mélangé. Voici donc la schématisation de la fonction d’un système industriel. Fig. 1 Fonction d’un système industriel © Skill and You En résumé, pour réaliser une action sur de la matière d’œuvre, un système industriel a besoin d’un ordre et d’énergie. Exemple Reprenons le cas d’une pièce percée et du mortier. Dans le premier cas, le perçage se fait à l’aide d’une perceuse qui est le système industriel concerné. Cette perceuse a besoin d’une énergie électrique (alimenta- tion réseau ou batterie) et d’un ordre (appuyer sur le bouton marche) pour réaliser la valeur ajoutée. Dans le cas du mortier, le système industriel est la bétonnière. L’énergie utilisée est électrique ou chimique (moteur à essence), et l’ordre vient là aussi de la personne qui doit appuyer sur un bouton de commande. 2. Rappel sur le fonctionnement d’un système industriel Un système industriel est toujours réparti en deux parties bien distinctes : – – la chaîne d’énergie qui fait les actions nécessaires à la réalisation du processus, grâce aux ordres de la partie commande ; – – la chaîne de commande qui guide la partie opéra- tive en lui donnant des ordres selon les informa- tions et les comptes rendus qu’elle reçoit. Système industriel Matière d’œuvre Matière d’œuvre + Valeur ajoutée Ordres Énergies 2 Ici, nous nous concentrerons sur la partie opérative. 3. Rappel sur la notion de rendement et d’énergie a. Le rendement Chaque système industriel, pour fonctionner, a besoin d’énergie, peu importe sa forme (électrique, hydrau- lique, etc.). Nous pouvons donc calculer le rendement pour chaque système étudié. Le rendement est le ratio entre la puissance qu’absorbe un système et celle qu’il est capable de fournir. On a donc : Le rendement n’a pas d’unité ; en revanche, les puissances sont exprimées en watts. Un rendement (sauf cas très exceptionnel de création d’énergie) est toujours compris entre 0 et 1. Pensez-y quand vous trouvez des résultats. b. L’énergie L’énergie est toujours le produit de deux éléments : la puissance instantanée et le temps d’utilisation. Plus on absorbe de puissance instantanée pendant long- temps, plus l’énergie consommée est importante. On absorbe de la puissance et on consomme de l’énergie. On peut aussi remplacer les joules par les kilowat- theures si on remplace les watts par des kW et les secondes par des heures. Rappel : 1 kilowattheure = 3 600 000 J II. Les caractéristiques des systèmes industriels Les systèmes se répartissent en quatre catégories principales : électrique, pneumatique, hydrau- lique et mécanique. Nous allons voir quelles sont les grandeurs qui caractérisent dans chaque cas un système. Nous verrons également comment chaque type de système est schématisé afin d’être capable de comprendre un plan lorsque nécessaire. Pour finir, nous traiterons l’hydraulique et le pneumatique, car la schématisation est la même. Tout d’abord, un plan s’inscrit dans une optique de schématisation d’un système. La schématisation permet de concevoir des systèmes et de faire en sorte que tout le monde les comprenne, à partir de symboles normalisés connus de tous. C’est donc une représentation graphique fidèle et synthétique d’un système technique. Il permet d’avoir une vision globale du système et des positionnements des éléments les uns par rapport aux autres. 1. Un système électrique a. Rappel sur les tensions et les intensités d’alimentation Le fonctionnement d’un système électrique dépend de son alimentation. En ce sens, on retrouve deux éléments primordiaux : sa tension (en volts) et son intensité (en ampères). Ces caractéristiques d’alimen- tation nous indiquent vers quel type de courant nous orienter : un courant continu ou alternatif, monopha- sé ou triphasé. Rappel : dans un courant continu, la puissance absor- bée est calculée par : P (W) = U (V) × I (A) Dans un courant alternatif monophasé, la puissance absorbée est calculée par : Dans un courant alternatif triphasé, la puissance absorbée est calculée par : b. La fréquence du système En France, la fréquence d’un système alternatif est de 50 Hz, c’est-à-dire que dans une seconde, l’ali- mentation du système se répète 50 fois, identique à elle-même dans une seconde. C’est l’inverse d’une période. c. Schéma électrique d’un système Que ce soit dans le domaine domestique (habita- tions des particuliers) ou dans le domaine industriel (alimentation de moteurs par exemple), les schémas électriques sont utilisés pour réaliser les câblages nécessaires au bon fonctionnement des systèmes. 3 Caractéristiques des systèmes industriels Exemple : l’éclairage d’une lampe Le schéma électrique présenté ci-dessous montre l’alimentation en électricité d’une lampe avec un simple interrupteur. À partir de ce schéma, il est possible d’identifier les différents organes constituant cette alimentation : – – la source : Ph/N correspond à l’alimentation (phase et neutre). Dans ce cas, il s’agit du réseau EDF domestique (230 V, 50 Hz) ; – – la protection : F correspond à la protection contre les surintensités (surcharges et courts-circuits). Dans ce cas, il s’agit d’un fusible de 10 A ; – – la commande : S1 est l’interrupteur, il permet donc d’interrompre ou d’autoriser le passage du courant ; – – la charge : E est la lampe qu’il faut alimenter en énergie. Fig. 2 Alimentation en électricité d’une lampe avec un seul interrupteur © Skill and You 2. Un système hydraulique/pneumatique Tout d’abord, il convient de bien fixer à quoi corres- pond chaque élément. Un système hydraulique fonc- tionne à l’aide d’un liquide (eau généralement, huile, etc.) tandis que le pneumatique fonctionne avec de l’air sous pression. a. Le vérin Définition et composants L’élément de base de tout système hydraulique ou pneumatique est le vérin. Ph F 10 A N PE E S1 1,5 mm2 1,5 mm2 1,5 mm2 Vérin pneumatique ou hydraulique Le vérin pneumatique ou hydraulique est un appareil de levage qui sert à créer un mouvement mécanique. Il est constitué de trois parties (principales) : un tube cylindrique, un piston et une tige. Le tube cylindrique fait office de corps du vérin, et au sein du tube se trouve le piston. Le piston est une pièce mobile, qui sépare le volume du cylindre en deux chambres isolées l’une de l’autre. La tige, fixée au piston, rentre et sort du tube cylindrique afin de fournir la force et le mouvement mécanique en translation. Pour déterminer quel vérin correspond à notre besoin, plusieurs critères doivent être pris en compte. Tout d’abord, l’effort nécessaire pour déplacer la charge afin de dimensionner le piston, puis la longueur du déplacement afin que la tige soit adaptée. Enfin, on adaptera la vitesse de sortie de la tige au système. Fonctionnement Le vérin est muni d’un ou de plusieurs orifices permet- tant d’introduire ou d’évacuer un fluide (hydraulique) ou de l’air sous pression (pneumatique) dans une des chambres et ainsi de déplacer le piston. On retrouve deux catégories : le vérin simple effet et le vérin double effet. Le vérin simple effet Le vérin simple effet est un système où l’en- trée de fluide ou d’air ne se fait que d’un côté du piston, pour faire sortir la tige. Pour faire rentrer la tige, on fait ressortir l’huile ou l’air et, généralement, c’est un ressort qui ramène la tige. Exemple Fig. 3 Vérin simple effet © Skill and You Huile Piston Ressort 4 Le vérin double effet Le vérin double effet est un système avec des entrées et des sorties d’air ou de fluide des deux côtés du vérin. Ces entrées et sorties d’air ou de fluide des deux côtés du vérin donnent un système plus rapide et plus puissant. Exemple Fig. 4 Vérin double effet © Skill and You b. Caractéristiques des systèmes hydrauliques/ pneumatiques La pression et la force La première caractéristique de ces systèmes est la pression qu’ils peuvent supporter, en même temps que la force qu’ils peuvent transmettre. La formule est : N.B. L’unité de mesure de la pression des industriels est le bar. 1 bar = 0,1 MPa. Le débit du circuit hydraulique Celui-ci, noté Q, dépend de la uploads/Industriel/ 01893gr001ed-locked.pdf