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Systèmes Automatisés Systèmes Automatisés 1. Les systèmes automatisés de produc

Systèmes Automatisés Systèmes Automatisés 1. Les systèmes automatisés de production Analyse structurelle d’une installation automatisée. Analyse fonctionnelle: 4 familles de constituants d’automatismes 2. Composants d’automatisation associés aux fonctions 3. Conception et modélisation des systèmes automatisés Analyse fonctionnelle: 4 familles de constituants d’automatismes Les capteurs. Logique câblée/ Logique programmée. Chaîne d’action pneumatique et électrique. Schéma de puissance; Schéma de commande. 3. Conception et modélisation des systèmes automatisés Le GRAFCET. GRAFCET point de vue PO. GRAFCET point de vue PC. GRAFCET point de vue Automate. I°] Automatisation et systèmes automatisés ] Automatisation et systèmes automatisés Système Automatisé de Production (SAP): Matière d’œuvre Matière d’œuvre + Valeur ajoutée Système automatisé de production Système Automatisé de Production (SAP): Système autonome de création de valeur ajoutée. Sous des impératifs de sécurité, productivité, adaptabilité… Bouteille + bouchon. Pièce non percée SAP Bouteille bouchée Pièce percée 2 Matière brute Pièce au point A SAP Pièce finie Pièce au point B Objectif: Augmenter la compétitivité des produits en réduisant le coût unitaire de chaque produit. Exemple de SAP: chaîne de palettisation. Exemple de SAP: chaîne de palettisation. Transformer l’énergie Moteur, Vérin Acquérir des informations Agir sur la matière d’œuvre Ventouse, convoyeur Capteur de Position Traiter les données émettre des ordres Communiquer localement et à distance Distribuer l’énergie 3 API localement et à distance Terminaux de dialogue Distribuer l’énergie Contacteur électrique Distributeur pneumatique Analyse fonctionnelle d’un SAP Analyse fonctionnelle d’un SAP 4 Partie opérative/ Partie commande: Plan de l’étude Partie opérative/ Partie commande: Plan de l’étude Partie commande (PC) Partie Opérative (PO) Chaîne d’action 5 Plan de l’étude 1°) Les capteurs. 2°) Partie commande: logique câblée / Programmée 3°) Éléments technologiques des chaînes d’action pneumatique et électrique Les capteurs (1) Les capteurs (1) 3 types de capteurs: Les Les détecteurs détecteurs (ou (ou capteur capteur T.O.R.): 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. Les Les détecteurs détecteurs (ou (ou capteur 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 Les capteurs capteurs analogiques analogiques : - Un capteur analogique fournit une image électrique (tension 0-10V ou courant 4-20mA) 6 - 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 Les capteurs capteurs numériques numériques (ou (ou codeurs)/ codeurs)/ - Les codeurs transmettent des valeurs numériques précisant des positions, des pressions,..., pouvant être lus sur 8, 16,32 bits. Détecteur de position mécanique (TOR) Détecteur de position mécanique (TOR) 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. •bonne fidélité sur les points d'enclenchement (jusqu'à 0,01 mm) •bonne aptitude à commuter les courants faibles combinée à une grande endurance électrique •tension d'emploi élevée •mise en œuvre simple, fonctionnement visualisé. 7 visualisé. •grande résistance aux ambiances industrielles Détecteur de inductif Symbole principe basée sur la variation d’un champ magnétique à l’approche d’un objet conducteur du courant électrique Détecteur de proximité inductif (TOR) Détecteur de proximité inductif (TOR) 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. 8 position. Avantage •Pas de contact physique avec l’objet détecté. •Pas d’usure ; possibilité de détecter des objets fragiles, fraîchement peints… •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 capacitif (TOR) Détecteur de proximité capacitif (TOR) Utilisation: Détection à courte distance d’objets métalliques ou non. Contrôle de niveau de liquide et de poudre dans trémies Avantage Idem détecteur inductif mais plus cher et pas de pièces en mouvement 9 •Pas de contact physique avec l’objet détecté. •Pas d’usure ; possibilité de détecter des objets fragiles, fraîchement peints… •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 Les détecteurs photoélectriques se composent essentiellement d'un émetteur de lumière associé à un récepteur photosensible. Détecteur de proximité photoélectrique (TOR) Détecteur de proximité photoélectrique (TOR) Utilisation: Détection de tout objet opaque. Avantage 10 Avantage •Pas de contact physique avec l’objet détecté. •Pas d’usure ; possibilité de détecter des objets fragiles, fraîchement peints… •Détection sur de grande distance. •généralement en lumière infrarouge invisible, indépendante des conditions d'environnement •Très bonne tenue à l’environnement industriel : atmosphère polluante 3 détections photoélectriques (2) 3 détections photoélectriques (2) barrage •2 boitiers •portée : 30m •pas les objets transparents Symbole transparents Système réflex •1 boitier •portée : 15m •pas les objets transparents et réfléchissants Symbole 11 Système proximité •1 boitier •portée : dépend de la couleur de l'objet •pas les objets transparents Symbole Critère de choix d’un capteur (1) Critère de choix d’un capteur (1) •Critères de choix Critères de choix Ambiance industrielle. Poussiéreuse, humide, explosive… Nature de la détection Nombre de cycle de manœuvre. Nombre de cycle de manœuvre. Nombre et nature des contacts requis Place disponible…. 12 Choix n Choix n°1: 1: Famille technologique. Choix Choix n°2: Référence et caractéristiques spécifiques Critère de choix d’un capteur (2) Critère de choix d’un capteur (2) Choix de la famille technologique d’un détecteur L’objet est-il solide? OUI NON Le contact avec l’objet est-il possible? La vitesse de passage de l’objet est-elle <2m/s? OUI OUI L’objet est-il métallique? NON OUI NON 13 Détecteur Electromécanique Détecteurs de proximité inductif Détecteurs photo- électriques Détecteurs de proximités capacitifs La fréquence de passage de l’objet est-elle inférieur à 1Hz? OUI La distance objet/ détecteur est-elle <5cm? La distance objet/ détecteur est- elle>2cm? OUI OUI NON NON Câblages des détecteurs (1/2) Câblages des détecteurs (1/2) Contact NO : Normalement Ouvert Contact NF : Normalement Fermé En anglais: NO: Normally Open Cette version NO+NF permet un contrôle du bon fonctionnement du 14 En anglais: NO: Normally Open NC: Normally Close capteur. • Pour mettre au 1 logique l’entrée d’un automate à logique positive, il faut lui imposer un potentiel de 24Volts. •Pour mettre au 1 logique l’entrée d’un automate à logique négative, il faut lui ramener un potentiel de 0Volts Câblages des détecteurs (2/2) Câblages des détecteurs (2/2) Il existe des capteurs 2 fils et des capteurs 3 fils. -Les capteurs 2 fils se raccordent comme de simples interrupteurs, en série. - Selon la logique positive ou négative de l’automate, on raccordera respectivement le +24V ou le 0Volt à l’entrée de l’automate via le capteur 2 fils. de l’automate via le capteur 2 fils. - Pour les capteurs 3 fils intègrent des circuits électroniques de traitement Pour les capteurs 3 fils intègrent des circuits électroniques de traitement (comme certains 2 fils) (comme certains 2 fils) et ne fonctionne qu’avec une alimentation continue. et ne fonctionne qu’avec une alimentation continue. 15 -En cas d’un automate à logique positive (Gamme Schneider), on utilise exclusivement des capteurs PNP. - des capteurs NPN, en cas d’API à logique négative. Fonction Traitement des Données. Fonction Traitement des Données. Partie Opérative Ordres Partie Commande Informations API : Automate Programmable Industriel Relais de commande et déclinaisons auxiliaires 16 Logique programmée vs Logique câblée Logique programmée vs Logique câblée Logique programmée Logique programmée Logique câblée Logique câblée Souplesse et adaptabilité de Souplesse et adaptabilité de l’installation l’installation (Remplacement des fonctions Remplacement des fonctions combinatoires et séquentielles par un programme). combinatoires et séquentielles par un programme). Solution plus compacte Solution plus compacte Automatisme simple et rapide à Automatisme simple et rapide à mettre en oeuvre mettre en oeuvre Obligatoire pour le traitement Obligatoire pour le traitement d’arrêt d’urgence et de sécurité. d’arrêt d’urgence et de sécurité. 17 Plus cher. Plus cher. Comptabilité entre familles Comptabilité entre familles d’automates. … d’automates. … Solution rigide et rapidement Solution rigide et rapidement volumineuse. volumineuse. Élément de base des automatismes câblés: Le relais Élément de base des automatismes câblés: Le relais 18 Schéma d’automatisme câblé: Principe Schéma d’automatisme câblé: Principe La réalisation de schéma d’automatisme câblé nécessite exclusivement la mise en œuvre des éléments suivants: 1. Mise en œuvre de relais judicieusement choisis. 2. Mise en œuvre de mémoire câblée. 3. Mise en œuvre de temporisation. 19 3. Mise en œuvre de temporisation. 3. Connaissance du langage à contacts Fonction Mémoire en logique câblée Fonction Mémoire en logique câblée Mémoire à à enclenchement prioritaire (marche prioritaire) Mémoire à déclenchement prioritaire (arrêt prioritaire) 20 Le relais KA1: 1°) « colle » par appui sur le BP NO S2. 2°) s’auto-maintient. 3°) « décolle » par appui sur le BP NF uploads/Industriel/ systemes-automatises-systemes-automatises.pdf