Structure des systèmes 1 · 2020. 3. 17. · 1 Leçon Leçon 1 – Structure des systèmes...

Leçon 1 – Structure des systèmes automatisés 11

1LeçonStructure des systèmes automatisés

Situation : Qu’est-ce qu’un système automatisé ? Quelles sont les principales parties qui le constituent ? Quels en sont les principaux constituants ? À l’issue de la leçon, vous serez capable, en présence d’un système automatisé, d’un schéma structurel ou d’une analyse SADT, d’identifi er et de donner la fonction des principaux éléments.

Référentiel : Savoirs abordés : S4-6 Représentation des ouvrages et des systèmes

Compétences développées : C1-3

1 PRINCIPES DES SYSTÈMES AUTOMATISÉSLes systèmes automatisés réalisent des tâches de façon automatique, sans intervention humaine. Ils permettent la fabrication de produits manufacturés (produits fi nis ou intermédiaires) ou la production de services dans les automatismes grand public (domotique, automobile,…).

SYSTÈME AUTOMATISÉ

Énergies Matière d’œuvre Éléments sur lesquels le système va agir

Ce que le systèmea apporté à la matière d’œuvre

Personne quiutilise le système

et provoquele lancement

du fonctionnementDialogue

homme/machine Matière d’œuvre+ valeur ajoutée

Opérateur

Application 1 : Citer un ou plusieurs systèmes automatisés que vous connaissez dans les domaines suivants :• Production de produits manufacturés : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

• Production de services : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Exemple : Machine de remplissage et de bouchonnage de bidons Retrouver les différents éléments qui constituent un système automatisé.

Avantages d’un système automatisé :• Coûts de fabrication plus bas • Suppression de travaux dangereux ou pénibles• Amélioration des conditions de travail

• Qualité de la production plus constante• Emplois plus qualifi és

a prod c

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1Leçon

12 Principes d’automatismes

Exemples de systèmes automatisés

Ligned’embouteillement

Chaîne d’assemblagede voitures

Barrière automatique Distributeur de nourritureet de boissons automatique

Application 2 : 1. Quelle est la matière d’œuvre de ce système automatisé ? L’entourer en rouge sur la photo.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Quelle est la matière d’œuvre + valeur ajoutée de ce système automatisé ? L’entourer en vert sur la photo.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Quelle est la valeur ajoutée ?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 STRUCTURE D’UN SYSTÈME AUTOMATISÉ

2.1 Parties principales d’un système automatisé Un système automatisé est composé d’une partie commande et d’une partie opérative.

On appelle partie opérative l’en-semble des constituants qui agis-sent sur la matière d’œuvre.

La partie commande reçoit :• les consignes de l’opérateur,• les comptes rendus sur l’état du processus.En fonction de ces informations, elle génère les ordres pour coordonner les actions de la partie opérative.

Exemple : Machine de remplissage et de bouchonnage de bidons

Matière d’oeuvre

Dialoguehomme/machine

Ordreset comptes rendus

Partiecommande

oeuvre

Partieopérative

Système automatiséÉnergies d od o

omatiséomatiséomatiséÉnergig es

Partie commande Partie opérative

Pupitre Coffret de commande

Énergiesnage de bidons Énergig es

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1Leçon


2.2 Organisation d’un système automatiséLe diagramme suivant représente les principaux éléments des parties commande et opérative et leur organisation.

Système automatisé


Consignes OrdresÉnergies

disponiblesÉnergies

distribuées

Réalise l’interfaçage entre l’hommeet la machine

Met en mouvementles différents effecteurs

Commande les pré-actionneursà partir des ordres émis

par l’opérateur et de l’étatdu processus

Organesde dialogue

COMMUNIQUER ET DIALOGUER Capteurs

ACQUÉRIR ET TRANSMETTRE LES DONNÉES

Effecteurs

AGIR SUR LA MATIÈRE D’OEUVRE

Informations Grandeurs à mesurerComptes rendus

ve

ÉnergiesMatière d’œuvre

Matièred’œuvre

+ valeur ajoutée

Équipement communiquant

Effectue les actions nécessaires à

la réalisation du processus

Détecte les étatsdu processus

Commande les actionneursà partir des ordres émis

par le traitement

Communique avec d’autres systèmes ou avec des

équipements informatiques

Pré-actionneurs

GÉRERL’ÉNERGIE

Actionneurs

CONVERTIR L’ÉNERGIE

Unitéde traitement

TRAITERLES DONNÉES

Exemple : Machine de remplissage et de bouchonnage de bidons

Consignes

Comptes rendus

Ordres

Informations Grandeurs à mesurerr


Énergies

Actionneurs

Unitéde dialogue

Effecteurs

Unité de traitement

Capteurs

Pré-actionneurs

Énergiesdisponibles

Énergiesdistribuées

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1 Leçon

14Principes d’autom

atismes

2.3 Principaux constituants d’un systèm

e automatisé

Système automatisé


Consignes OrdresÉnergies

disponiblesÉnergies

distribuées

Organesde dialogue

COMMUNIQUER ET DIALOGUER Capteurs

ACQUÉRIR ET TRANSMETTRE LES DONNÉES

Effecteurs

AGIR SUR LA MATIÈRE D’OEUVRE

Informations Grandeurs à mesurerComptes rendus

ve

ÉnergiesMatière d’œuvre

Matière d’œuvre+ valeur ajoutée

Équipement communiquant

Pré-actionneurs

GÉRERL’ÉNERGIE

Actionneurs

CONVERTIR L’ÉNERGIE

Unitéde traitement

TRAITERLES DONNÉES

Organes de dialogue

Terminaux de dialoguePupitres, boutons-

poussoirs, commutateurs, voyants, affi cheurs

Équipementscommunicants

Unités de traitement

Cartes électroniquesmicroprogrammées

Automatesprogrammables industriels

Fonctionspneumatiques

Relaisd’automatisme

Pré-actionneurs

Contacteurs

Variateurs

Distributeurs

Capteurs

Détecteurs inductifs

ou capacitifs

barrières photoélectriques

Capteursde position

Actionneurs

Vérins hydrauliques ou pneumatiques

Moteurs

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1Leçon


Application 3 : Scie automatisée

coffret de commande

électrique partie opérative

Compléter le tableau en donnant la catégorie, la fonction et la désignation du matériel.

N° Catégorie Fonction Désignation

1

2

3

4

5

6

7

8

3 ANALYSE FONCTIONNELLE D’UN SYSTÈME AUTOMATISÉ

3.1 Représentation fonctionnelle structurée SADTLa représentation fonctionnelle structurée SADT (Structured Analysis and Design Technic) est une méthode générale d'analyse descendante.

Le module initial défi nit la fonction globale du système (niveau A-0).

Chaque fonction peut être décomposée en sous-fonctions, elles mêmes décomposables.

Sous-fonction

A21

A23

A22

A233

A233

A232

A1

A2

A-0

A3

Module initialNiveau A–0

Niveau A0

Niveau 1 : A2

Niveau 2 : A23

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1Leçon

16 Principes d’automatismes

3.2 Représentation d’un module

ACTIVITÉ

FAIRE SUR

– Matière d’œuvre– ou Énergie– ou Informations

ENTRÉEMatière

d’œuvre (MO)

ÉnergieInformations

SUPPORT D’ACTIVITÉMoyens techniques

Compte rendu

Niveau de décomposition

SORTIE(MO) + valeur ajoutée

Énergie adaptéeInformations traitées

C R E W

Ax

CONTRAINTES

3.3 Analyse fonctionnelle d’un malaxeur

Malaxer et chauffer des granulés alimentaires

W

C

C

R E

C R E

3 x 400 V

Granulés envrac et froids

Fonctiond’usagedu sysème

Niv

eau

A0

Niv

eau

A3

Granulés malaxés et à température t

Vitesse du malaxeur

Marche malaxeur et chauffeMontée descenteCoupure d’urgence

Température. Paramètres PIDChoix de la vitesse du malaxeur

Système malaxeur

Communiqueravec le

systèmeA1

CIsoler

ProtégerA31

Traiterles données

A2Gérer

l’énergieA3

Commanderla puissance

A32

Acquérirles données

A5

Convertirl’énergie

A33

Perte

Informations

Visualisation

Pertesénergétique

pertes

Énergiemécanique

Énergie électrique

A-0

Chaufferet malaxer

A4

Marche malaxeur et chauffe

Consignation du système

Appareils de sectionnementAppareils de protection

Contacteurs de puissance

Moteurs

Ordres de commandeen énergie électrique

Énergieélectriquedistribuée

Énergieélectrique

Granulésen vracet froids

Granulésmalaxés et à température t

Énergiethermique

Paramètres Température

Vitessemalaxeur

Coupured’urgence

Montéedescente

Appareillage de distribution et de commande

Réglagevitesse ettempérature

Moteuret cuve

Capteurs et sonde

A0

A3

Automate TSX Micro

Pupitre

E

E

W

C = contraintes de confi guration R = contraintes de réglage E = contraintes d’exploitation W = contraintes énergétiques

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1Leçon


Application 4 : Analyse du niveau A-01. Quelle est la fonction de ce système ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Quelle est la matière d’œuvre ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Quelle est la matière d’œuvre + valeur ajoutée ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4 Présentation du malaxeur

R

Application 5 : a À partir du niveau A0 de l’analyse fonctionnelle et des photos ci-dessus, compléter le tableau.

Fonction Support d’activité Repère photo

A1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TSX micro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

À qui les capteur et sondes du système fournissent-ils leurs informations ?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b À partir du niveau A3 de l’analyse fonctionnelle et des photos ci-dessus, compléter le tableau.

Fonction Support d’activité Repère photo

A31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Contacteurs de puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A33 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1 Leçon

18Principes d’autom

atismes

4 PR

INC

IPAU

X D

OC

UM

ENTS TEC

HN

IQU

ESD

’UN

SYSTÈM

E AU

TOM

ATISÉ

Schémas électriquesIls permettent de comprendre comment est

commandé le système.

!

3 ! 4!

!!!!!!!E

#! !

!!!!!!!E

GRAFCETC’est un outil graphique qui décrit

l’enchaînement des tâchesà accomplir.

variable Couv = 0 Ràz Compteur

Fermer entrée SAS Fermer sortie SAS

Ouvrir entrée SAS

Fermer entrée SAS

Ouvrir sortie SAS

variable Couv = 1 variable Couv = 0

Allumer H1

Fermer sortie SAS Allumer H1

vérins 1C et 2C sortis - vérin 3C rentré- boîte en entrée de SAS - Sdcy

Entrée SAS ouverte - Boîte dans SAS - T1/X3/2s

Sortie SAS ouverte - Boîte sortie du SAS

Sortie SAS fermée- Boîte en fin de tapis

Entrée SAS fermer

couvercle pas de couvercle

Couv = 0

Couv = 0

Allumer H1

Couv = 0

Couv = 0

Ejecteur avance

Compteur<séléction Compteur=séléction

Couv = 1

Avancer Ejecteur Incrémenter Compteur (+1)

1

2

3

4

5

6

7

8 9

Plan de situationIl situe les différentes parties du système.

- Pales

- Moteur de malaxage

- Pupitre

- Cuve de malaxage

Schéma d’implantationIl indique la position

géographique des différents matériels électriques.

NomenclatureElle répertorie et décrit l’ensemble des éléments

du système.

Dessin d’ensembleIl montre en 3D comment sont assemblés les différents éléments constitutifs.

Dessin de défi nitionIl représente l’élément suivant différentes vues

et fournit ses caractéristiques.

DOSSIER TECHNIQUE

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