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Technologie des systèmes automatisés
1- Programme
1-1 Définitions
- Les matières d'oeuvre (matériau ou produit, énergie, information).
- La valeur ajoutée conférée à la matière d'oeuvre.
- Les différents types de tâches : tâches opératives (modification physique du
produit, arrangement particulier sans modification, transfert ... ), tâches d'acquisition
et de traitement de données (élaboration des ordres, calculs, gestion du dialogue...
- Le graphe de coordination des tâches opératives.
1-2 La structure d'un système automatisé
- La partie opérative et la partie commande ; leurs interrelations.
- Les chaînes fonctionnelles : agencement général (commande - préactionneur actionneur
- effecteur - processus - capteur - commande).
- Le dialogue opérateur(s)-partie commande.
1-3 Les objectifs de l'automatisation(').
- Exemples : la productivité, la qualité du produit, la sécurité, la suppression des
tâches pénibles.
(1) L'ensemble de ce programme, comme les activités qui le mettent en oeuvre,
sous-tendent une finalité visant à terme à dégager les composantes et les compétences
requises pour assurer la compétitivité des entreprises.
2-1 Les mécanismes (ensembles mécaniques articulés et effecteurs).
- Inventaire des mobilités fonctionnelles(jeux négligés) d'une partie opérative.
- Désignation des effecteurs et des éléments de la partie mécanique.
- Caractéristiques géométriques des mouvements : de rotation autour d'un axe fixe, de
translation.
- Les liaisons parfaites : complète, pivot, pivot glissant, glissière, glissière
hélicoïdale, rotule, appui plan, ponctuelle. Schématisation des liaisons.
- Mobilités des liaisons: complète, pivot, pivot glissant, glissière. Schéma
cinématique d'un mécanisme..
- Surfaces associées à une liaison appui plan, pivot, pivot glissant, glissière,
rotule, complète.
2-2 Les constituants des chaînes fonctionnelles
* Les actionneurs :
- - fonction ; grandeur(s) d'entrée ; grandeur(s) de sortie ; caractéristiques
fonctionnelles (course, diamètre, pression d'alimentation pour un vérin; vitesse de
rotation, couple, tension, puissances nominales pour un moteur électrique) ;
- - les principaux types de vérins pneumatiques et de moteurs électriques ; leur
représentation schématique normalisée.
* Les préactionneurs TOR:
- - fonction ; grandeur(s) d'entrée , grandeur(s) de sortie
- - les distributeurs pneumatiques ; les contacteurs , leur représentation schématique
normalisée.
* les capteurs
- - fonction ; nature des informations d'entrée-sortie : caractère physique (pour la
grandeur d'entrée : présence, déplacement, température, niveau , pour la grandeur de
sortie : électrique, pneumatique, optique) et caractère informationnel (logique,
analogique, numérique : information d'entrée uniquement) ;
- - les capteurs TOR de position et de proximité : détecteur mécanique à contact,
détecteur de proximité inductif** ou capacitif** ou photo-électrique, détecteur
pneumatique. (** Les principes physiques ne seront pas développés).
* les objectifs sont de sensibiliser les élèves à la variété des solutions
industrielles, sans rechercher l'exhaustivité, et d'illustrer l'incidence de cette
variété sur la représentation schématique. Pour les vérins on se limitera à au plus
trois types de solutions, pour les moteurs électriques on présentera le moteur
asynchrone , et si besoin est le principe de fonctionnement d'autres moteurs présents sur
les systèmes étudiés.
2-3 Représentation graphique des éléments de la partie opérative
- - conventions de représentation (projections, coupes, sections, formes
cachées);
- - exécution d'un dessin à main levée ou aux instruments ;
- - exploitation d'un logiciel : de représentation volumique, de visualisation de
mouvements.
3-1 Description des systèmes logiques
* Les propositions logiques :
- - relation cause-effet (Si... alors ...)
- - opérateurs logiques ET, OU , NON : propriétés : commutativité, associativité,
distributivité.
Table de vérité d'une fonction logique.
Organisation des opérations
- - durée d'une opération, durée d'une séquence ; chronogramme.
- - séquence, choix (alternative) ;
- - répétition, cycle, notion de boucle (Tant que ... faire ... parallélisme
- - tâche.
* Le GRAFCET:
- - signification des éléments de base , les trois premières règles d'évolution
- - Grafcet selon un point de vue partie opérative et Grafcet selon un point de vue
partie commande.
3-2Les constituants de commande programmable
- L'automate programmable, son organisation: unité centrale, modules d'entrées sorties,
terminaux de dialogues.
4-1 La fonction dialogue d'exploitation :
- De l'opérateur vers la partie commande - consignes, paramètres.
- De la partie commande vers l'opérateur: signalisations, visualisations, édition de
messages.
4-2 Les constituants de dialogues .
- Par exemple : boutons voyants, pupitres et terminaux d'exploitation, ... claviers et
terminaux de programmation, écrans, imprimantes ..
5-1 Raccordements des constituants de la partie opérative et de la partie commande.
- Schématisation normalisée des circuits électriques et pneumatiques.
- Tuyaux et raccords pneumatiques. Câbles et liaisons électriques, connecteurs et
borniers.
- Principes et techniques de sécurité d'intervention sur circuits pneumatiques et
électriques.
5-2 Implantation et validation d'un Grafcet
- Implantation directe du GRAFCET, langages orientés GRAFCET.
5-3 Exploitation d'un système automatisé
- Conduite d'un système : modes de marche automatique(s) et manuel, modes d'arrêt normal
et de sécurité.
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