automatisme cours 1

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  • AutomatismeUn systme de production est dit automatis lorsquil peut grer de

    manire autonome un cycle de travail prtabli qui se dcompose

    en squences et/ou en tapes.

    Ce cours permet de comprendre la structure dun Systme Automatis

    de Production et de dfinir les diffrentes parties de ce systme.

  • * Systme Automatis de Production (SAP):Systme autonome de cration de valeur ajoute.Sous des impratifs de scurit, productivit, adaptabilitMatire duvreMatire duvre+Valeur ajouteSystme automatis de production

    Bouteille + bouchon.

    Pice non perce

    Matire brute

    Pice au point ABouteille bouche

    Pice perce

    Pice finie

    Pice au point BObjectif: Augmenter la comptitivit des produits en rduisant le cot unitaire de chaque produit.Introduction

  • *Exemple de SAP: chane de palettisation.

  • Les systmes automatiss, utiliss dans le secteur industriel, possdent une structure de base identique. Ils sont constitus de plusieurs parties plus ou moins complexes relies entre elles :

    la partie oprative (PO) ;

    la partie commande (PC) ou systme de contrle/commande

    I. Analyse fonctionnelle dun SAP

  • *

    Effecteurs

    Agir sur le produit

    PARTIE COMMANDE

    Traiter les informations

    Practionneurs

    Distribuer lnergie

    Actionneurs

    Convertir lnergie en action

    Capteurs

    Acqurir de linformation

    Constituants de dialogue

    Communication-les oprateurs-les postes de travail amont/aval/-avec dautres systmes (ERP, BdD...)

    Evnements

    Energie convertie

    Energie du rseau de distribution

    Ordres

    Informations

    Consignes, Messages

    Echange dnergie

    Echange dinformations

    Ajout de valeur ajoute

    Matire duvre

    Matire duvre+valeur ajoute

  • Partie oprative/ Partie commande*

    Effecteurs

    Agir sur le produit

    PARTIE COMMANDE

    Traiter les informations

    Practionneurs

    Distribuer lnergie

    Actionneurs

    Convertir lnergie en action

    Capteurs

    Acqurir de linformation

    vnements

    Energie convertie

    Energie scurise

    Ordres

    informations

    Rseaux dnergie (pneumatique, lectrique, hydraulique)

    Ajout de valeur ajoute

    Matire duvre

    Matire duvre+valeur ajoute

    Appareillages de distribution

    Adapter, Isoler, Scuriser

  • I.2 Partie oprativeElle gre, selon une suite logique, le droulement ordonn des oprations raliser. Il reoit des informations en provenance des capteurs de la Partie Oprative, et les restitue vers cette mme Partie Oprative en direction des pr-actionneurs et actionneurs. Loutil de description de la partie commande sappelle le GRAphe Fonctionnel de Commande Etape / Transition (GRAFCET ).I.1 Partie commandedes pr-actionneurs (distributeurs, contacteurs) qui reoivent des ordres de la partie commande;des actionneurs (vrins, moteurs, vannes) qui ont pour rle dexcuter ces ordres. Ils transforment lnergie pneumatique (air comprim), hydraulique (huile sous pression) ou lectrique en nergie mcanique ;

    des capteurs qui informent la partie commande de lexcution du travail. Par exemple, on va trouver des capteurs mcaniques, pneumatiques, lectriques ou magntiques monts sur les vrins. Le rle des capteurs (ou dtecteurs) est donc de contrler, mesurer, surveiller et informer la PC sur lvolution du systmeCest la partie visible du systme. Elle comporte les lments du procd, cest dire:

  • *I.3. Les capteurs I. 3.1 types de capteursLes dtecteurs (ou capteur T.O.R.):

    - Un dtecteur fournit une information binaire la partie commande.(Prsence dune pice ou non, seuil de temprature atteinte, Vrin sorti) - Il existe diffrentes familles technologiques de dtecteurs: mcanique, optique, inductif, capacitif dont les caractristiques distinctes sont des lments de choix.

    Les capteurs analogiques:

    - Un capteur analogique fournit une image lectrique (tension 0-10V ou courant 4-20mA) dune grandeur physique voluant continument dans le temps, dans une gamme de variation donne.

    Les capteurs numriques (ou codeurs)

    - Les codeurs transmettent des valeurs numriques prcisant des positions, des pressions,..., pouvant tre lus sur 8, 16,32 bits.

    Rle: Fournir la PC des informations sur ltat du systme. Il convertit les informations physiques de la PO en grandeurs lectriques exploitables par la PC

  • *Dtecteur de position mcanique (TOR)Utilisation:

    Dtecteur de position, fin de course,

    Dtection de prsence dobjets solides

    Avantage

    scurit de fonctionnement leve

    fiabilit des contacts.

    tension d'emploi leve

    mise en uvre simple, fonctionnement visualis.

    grande rsistance aux ambiances industrielles

  • *Utilisation:

    Ce type de capteur est rserve la dtection sans contact d'objets mtalliquesL'objet est donc proximit du capteur mais pas en contact contrairement un dtecteur de position.

    Avantages

    Pas de contact physique aveclobjet dtect. Pas dusureDure de vie indpendante du nombre de manuvres. Produit entirement encapsul dans la rsine donc tanche. Trs bonne tenue lenvironnement industriel: atmosphre polluante

    Dtecteur de proximit inductif (TOR)

  • *Utilisation:

    Dtection courte distance dobjets mtalliques ou non.

    Avantages

    Idem dtecteur inductif mais plus cher et pas de pices en mouvement

    Pas de contact physique aveclobjet dtect. Pas dusure. Dtecteur statique, pas de pices en mouvement. Dure de vie indpendante du nombre de manuvres. Produit entirement encapsul dans la rsine donc tanche. Trs bonne tenue lenvironnement industriel: atmosphre polluante

    Dtecteur de proximit capacitif (TOR)

  • *Dtecteur de inductif SymboleprincipeLes dtecteurs photolectriques se composent ssentiellement d'un metteur de lumire associ un rcepteur photosensible.

    Utilisation:

    Dtection de tout objet opaque.

    Avantages

    Pas de contact physique aveclobjet dtect. Pas dusure.Dtection sur de grande distance. gnralement en lumire infrarouge invisible, indpendante des conditions d'environnement Trs bonne tenue lenvironnement industriel: atmosphre polluante

    Dtecteur de proximit photolectrique (TOR)

  • *dtection photolectriques

  • *I. 3.2 Critre de choix dun capteurCritres de choix

    Ambiance industrielle: Poussireuse, humide, explosive

    Nature de la dtection

    Nombre de cycle de manuvre.

    Nombre et nature des contacts requis

    Place disponible.

  • Choix du capteur

  • II.Chane de distribution de lnergie dans les SAP*Technologie pneumatiqueTechnologie lectriqueAvantages:Mise disposition gnralise.Source autonome et secourue.SAP tout lectriqueSilencieuxPrcaution prendre en atmosphre humide (IP)Avantages:

    nergie propre de mise en uvre aiseScurit de fonctionnementGrande vitesse de dplacement des vrins

  • Principaux lments de mise en uvre*

    Rseau dnergieAppareillage de distributionPr-actionneurPrincipaux actionneurspneumatiqueCompresseurCellule FRLSectionneurDmarreur progressifDistributeurVrinlectriqueRseau EDF ou autonomeSectionneur Interrupteur Disjoncteur Relais thermiqueContacteur Moteur Rsistance chauffante

  • *Mise disposition et adaptation de lnergie pneumatiqueCompresseur ( jusqu 10 bars) (1bar = 1daN/cm2) Symbole du compresseur intgrProduction dnergie pneumatiqueElle est assure par un compresseur, anim par un moteur lectrique. Ce compresseur intgr est constitu dun filtre, du systme de compression de lair, dun refroidisseur asscheuret dun dernier filtre. La pression de sortie est de lordre de 10 bars. Un rservoir permet de rguler la consommation.

  • La distribution dnergie pneumatique se fait par canalisations rigides relies par des cols de cygnes pour viter de recevoir des impurets ou de leau pouvant sjourner dansles conduites.Pour supprimer ces impurets ou ces eaux stagnantes, il y a des purgeurs au point bas de chaque raccordement, et les canalisations ont une lgre pente.

  • *

  • *En tte de ligne, lair doit tre:

    Filtr pour asscher lair et filtrer les particules solides.

    Rgl et rgul via un manodtendeur.

    Lubrifi pour viter la corrosion et diminuer les frottementsConditionnement de lair1- Unit FRL

    Avant dutiliser lair, il faut le filtrer, lasscher, le graisser et rguler sa pression. Ainsi, avant chaque SAP (Systme Automatis de Production), on place une unit de conditionnementFRL qui adapte lnergie pneumatique au systme. Cette unit FRL est constitue dun Filtre, dun mano-Rgulateur et dun Lubrificateur.

  • 2. SectionneurAfin de mettre le systme en ou hors nergie, on utilise un sectionneur pneumatique. Cest une vanne, qui peut tre manoeuvre manuellement ou lectriquement. Son rle est disoler le circuit pneumatique du systme par rapport la source, et de vider ce circuit lors de la mise hors nergie.3. Dmarreur progressifIl assure une monte progressive de la pression dans linstallation en agissant sur la vitesse de remplissage du circuit. Mont en sortie du FRL et avant le sectionneur gnral, il protge les personnes dune brusque remise en service des actionneurs.

  • Principaux actionneurs en technologie pneumatiqueLes actionneurs pneumatiques convertissent lnergie de puissance pneumatique en nergie mcanique de translation, de rotation ou daspiration. Leurs principales caractristiques sont : la course, la force et la vitesse. Parmi les actionneurs pneumatiques, on retrouve principalementles vrins, les moteurs et les ventouses.Vrin simple effet

    un seul orifice dadmission dair. le retour la position dquilibre seffectue via un ressort ds lorsquon place lunique chambre lchappement

  • *2. Vrin double effet

    deux or

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