Automatismes industriels et tertiaires - Manuel Bac Pro ELEEC

Première et Terminale Professionnelles
Baccalauréat Professionnel ELEEC
Première et Terminale Professionnelles
Baccalauréat Professionnel ELEEC
Patrick TIRFOIN - Alain RICHET
Éditions BERTRAND-LACOSTE
36, rue Saint-Germain-l'Auxerrois - 75001 PARIS
les auteurs remercient Willy Boyer pour ses relectures minutieuses.
Contacts auteurs :
ti rfoi n richet@gmai l .com
Profil Facebook : TirfoinRichet
Dessins : Brunor
les photos de l'ouvrage sont extraites des documentations constructeurs.
Réalisation : Bertrand Defretin
ISBN : 978-2-7352-2285-8
Toute représentation, traduction, adaptation ou reproduction, même partielle, par tous procédés, en tout pays, faite sans
autorisation préalable, est illicite et exposerait le contrevenant à des poursuites judiciaires (réf. loi du 11 mars 1957).
© Les Éditions Berirand-Lacoste, Paris, 2011.
Présentation de l'ouvrage .................................................................................................................................................
6
Règles de vie de classe ........................................................................................................................................................
8
PARTIE 1
Principes d'automatismes
Leçon 1 - Structure des systèmes automatisés ............................................................................................................ 11
Leçon 2 - Équation d'un automatisme simple ........................... ..... .................................................... ....................... 19
Matériel 2.1 - Fonctions logiques de base ........................................................................................................ 29
Matériel 2.2 - Conditionneuse ..... ............. ............................................................................................................. 31
Matériel 2.3 - Mise en équation des systèmes combinatoires .............................................................. 35
Leçon 3 - Capteurs Tout Ou Rien (T.O.R) ....................................................................................................................... 39
Matériel 3 - Capteurs T.O.R ...................................... ........................................................................... .................... 53
Leçon 4 - Relais d'automatisme ........................................................................................................................................... 55
Matériel 4.1 - Découverte d'un relais auxiliaire ............................................................................................ 65
Matériel 4.2 - Mise en œuvre d'un relais auxiliaire ... .... .. .......................................................................... 67
Matériel 4.3 - Temporisations .................................................................................................................................. 69
Réalisation 4.1 - Question pour un rapide ................................. ..................................................................... 71
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.............................................................................................................. 75
Leçon 5 - Automatismes simples à base d'automates programmables ......................................................... 79
Matériel 5.1 - Découverte du langage LADDER ......................................................................................... ... 93
Matériel 5.2 - Gestion de l'éclairage d'un magasin ..................................................................................... 95
Matériel 5.3 -Automatisation d' une serre ........................................................................ ................ .............. 97
Matériel 5.4 - Éclairage d'une salle de réunion .............................................................................................. 99
Réalisation 5 - Question pour un rapide ........................................................................................................... 101
Synthèse 1 -Automatisation d'une barrière d'accès .................................... .............................................. .......... 105
__________________________________
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3
Sommaire <suite) _ _ _ _ _ __
PARTIE 2
Automatismes industriels
Leçon 6 - Nature de l'information ..................................................................................................................................... 113
Leçon 7 - Capteurs industriels .............................................................................................................................................. 117
Leçon 8 - Numération et conversion ............................................................................................................................. 129
Leçon 9 -Automates programmables modulaires .................................................................................................... 137
Matériel 9 - Entrées/sorties analogiques ............................................................................................................ 149
Leçon 10 -GRAFCETS linéaires ......................................................................................................................................... 151
Matériel 10.1 - Découverte du langage GRAFCET ...................................................................................... 161
Matériel 10.2 - Barrière d'accès .......................................................................... ................................................. 167
Matériel 10.3 - Feux de carrefour ......................................................................................................................... 169
Réalisation 10 - Perceuse automatisée .............................................. .............................................................. 171
Leçon 11 -GRAFCETS complexes ........................................................ ........... ........... ............................................... 175
Matériel 11.1 - Langage GRAFCET - Perfectionnement ........................................................................... 185
Matériel 11.2 - Positionnement à l'aide d'un codeur absolu ................................................................. 187
Leçon 12 -GEMMA .................................................................................................................................................................... 191
Matériel 12 - Transtockeur - Étude du GEMMA ............................................................................................ 199
Leçon 1 3 - Réseaux locaux industriels ............................................................................................................................. 203
Leçon 14 - Bus AS-i .......................................................................... .......................................................................................... 211
Leçon 15 - Sécurité des machines ............................................ .......................................................................................... 217
Matériel 15 - Découverte d'un module de sécurité .................................................................................... 227
Synthèse 2 - Scie à ruban automatique .......................................................................................................................... 231
PARTIE 3
Equipements automatiques
~
.
.
Leçon 1 6 - Systèmes asservis et régulés : généralités .............................................................................................. 239
Leçon 1 7 - Régulations et asservissements ................................................................................................................... 245
Matériel 17 - Régulateur ............................................................................................................................................. 257
Synthèse 3 - Régulation d'un four à peintures ............................................................................................................ 261
4
Automatismes industriels et tertiaires
PARTIE 4
Automatismes du bâtiment
Leçon 18 - Gestion technique ....................... .............. ............................................................. .......................................... 269
Leçon 19 - Réseaux Ethernet TCP/IP .................................................. ......... .......... .. ............ ......................................... 279
Matériel 19.1 -Assignation d'une adresse IP ................................................................................................. 285
Matériel 19.2 - Comparaison commutateur - concentrateur ............................................................... 287
Leçon 20 - Alarme intrusion .................................................................................. ............. ................................................... 289
Leçon 21 - Sécurité incendie ................................................................................................................................. ........... 301
Matériel 21.1 -Alarme incendie d'un magasin ............................................................................................ 313
Matériel 21.2 -Alarme incendie d'un atelier ........... ... ................................................................................... 315
Leçon 22 - Éclairage de sécurité .......................................................................................................................................... 321
Matériel 22.1 - Éclairage de sécurité non adressable ................................................................................. 327
Matériel 22.2 - Éclairage de sécurité d'une bibliothèque ....................................................................... 333
Leçon 23 - Contrôle d'accès ................................................................................ ................................................................. 337
Matériel 23 - Contrôle d'accès d'une résidence ......... .. ....... .... ............. .................................................... 345
Synthèse 4 - Résidence « Les Coquelicots » ......................................................................................................... ....... 349
Documents GEMMA vierges ........................................................................................................................................... 359
Index des notions ...................................................................................................................................................................... 365
Abréviations .................................................................................................................................................................................. 368
Sommaire
- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - -- -
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5
Présentation de l'ouvrage _
Ce manuel, complet, propose un grand nombre d'activités dont le choix et l'organ isation sont laissés à l' initiative de l'enseignant.
L'ouvrage est constitué de quatre parties identifiées par des
couleurs spécifiques.
Partie 1 : Principes d'automatismes
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Partie 2 : Automatismes industriels
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Partie 3 : Équipements automatiques
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Partie 4 : Automatismes du bâtiment
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Chaque partie est introduite par une fiche« Organisation de la
partie» qui présente l'ordonnancement et les liaisons entre les
leçons, les fiches Matériel et les différents TP de réalisation.
Chaque partie se termine par une synthèse mettant en œuvre
• .
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2 -l'fl,IIOon d'un
MIIOffWf~a.impl.
tous les savoirs et compétences acquis dans la partie.
l - Co1pttur1 Tout Ou lkn
CT.O,R>
...
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5 - Au1om.1Nlhf't tJmp9t.
Ji f»wd'.1u1onw1n
Au début de chaque leçon, une mise en situation et une liaison
avec le référentiel présentent les savoirs et les compétences
développés.
Les apports techniques sont ensuite clairement énoncés et
abondamment illustrés
6
Automatismes industriels et tertiaires
Tout au long de la leçon, de nombreuses applications faci litent l'assimi lation des connaissances en plaçant l'élève face à
une problématique concrète.
Un exercice de synthèse permet de résumer l'essentiel
des apports
Découverte
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du langage LADDER _r J • l ;
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Les fiches « Matériel » proposent à l'élève de compléter ses
acquis sur les apparei ls étudiés dans la leçon à travers:
• la lecture technique,
• le câblage,
• la vérification de caractéristiques.
L'étude de ces fiches peut être limitée à la partie écrite.
Les f iches « Réalisation » servent
de support à la partie réalisation.
Elles proposent une situation de
travail à partir d'un cahier des
charges.
Elles sont complétées par une
mise en service et parfois par une
opération de maintenance.
L'étude de ces fiches peut être
limitée à la partie écrite.
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Présentation de l'ouvrage
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7
Règles de vie de classe_
Lors de votre formation, vous allez être amené à travai ller avec des appareils électriques. Avant de
commencer, vous devez prendre conscience des risques et des dangers liés à l'usage de l'électricité
et établir des règles de comportement lors de votre passage dans le secteur technique.
L'énergie électrique est dangereuse. Pour vous en persuader, lisez plutôt l'article du Parisien Libéré
ci-dessous.
Pour travailler en toute sécurité, vous allez établir avec votre professeur des règles appelées
RÈGLES DE VIE DE CLASSE.
Ces règles dépendent de l'atelier dans lequel vous allez travailler, du matériel utilisé, des habitudes de
travail. Définissons les règles à respecter pour que le travail à l'atelier se déroule dans le respect des
normes de sécurité.
.
.
.
.
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····· ························ ·············•········•··· ·····•···•···•········· ·······•···························································· ······················ ············································
·····················································································································································································•··•···•········•···•···•······
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J'ai pris connaissance des Règles de Vie de Classe et je m'engage à les respecter
lors de mon passage dans le secteur technique.
Signature :
8
Automatismes industriels et tertiaires
Organisation de la partie 1
1 - Structure des systèmes
automatisés
2 - Équation d'un
automatisme simple
3 - Capteurs Tout Ou Rien
(T.O.R)
4 - Relais d'automatisme
Matériel 2.1 - Fonctions logiques de base
Matériel 2.2 - Conditionneuse
Matériel 2.3 - Mise en équation
des systèmes combinatoires
Matériel 3 - Capteurs T.O.R
Matériel 4.1 - Découverte d'un relais auxiliaire
Matériel 4.2 - Mise en œuvre d'un relais
auxiliaire
Matériel 4.3 - Temporisations
Réalisation 4.1 - Question pour un rapide
Réalisation 4.2 - Signalisation routière
5 - Automatismes simples
à base d'automates
programmables
Matériel 5.1 - Déco.._verte du ~ e LADDER
Màtériel 5.2 - Gestion de I'
•
d'un magasin
Matériel 5.3 -Automatisati
Matériel 5.4 - Éclairage
Réalisation 5 - Question pour un rapide
Synthèse 1 -Automatisation d'une barrière d'accès
Structure des systèmes :ln
automatisés _ _
1
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'identifier
et de donner la fonction des principaux éléments.
Référentiel :
Savoirs abordés: S4-6 Représentation
des ouvrages et des systèmes
Compétences développées: C1-3
1 7_ PRINCIPES DES SYSTÈMES AUTOMATISÉS
Les systèmes automatisés réalisent des tâches de façon automatique, sans intervention humaine. Ils
permettent la fabrication de produits manufacturés (produits finis ou intermédiaires) ou la production
de services dans les automatismes grand public (domotique, automobile, ...).
- - - Éléments sur lesquels
le système va agir
Énergies
Personne qui - -•
utilise le système
et provoque
le lancement
du fonctionnement
SYSTÈME AUTOMATISÉ
Dialogue
homme/machine
Opérateur
_
+ valeur ajoutée
_ _ Ce que le système
a apporté à la matière
d'œuvre
Application 1 : Citer un ou plusieurs systèmes automatisés que vous connaissez dans les
domaines suivants :
• Production de produits manufacturés : ..... .... ....... ..... ... ...... .. ... ...... ... ... .... .... ... .... ... ........ .. ..... ... .
• Production de services : .. ..... ..... .. .... .... .. .. ...... .... .... ....... .... ....... .. ............. .... ... ... .. ..... ... .......... .
r----------,
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 qualifiés
Leçon 1 - Structure des systèmes automatisés
11 11
Exemples de systèmes automatisés
Ligne
d 'emboutei llement
Chaîne d'assemblage
de voitures
Application 2 :
Barrière automatique
Distributeur de nourriture
et de boissons automatique
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 7_ STRUCTURE D'UN SYSTÈME AUTOMATISÉ
2.1 Parties principales d'un système automatisé
Matière
d'oeuvre
Énergies
Un système automatisé est
composé d'une partie commande
et d'une partie opérative.
On appelle partie opérative l'ensemble des constituants qui agissent sur la matière d'œuvre.
Partie
commande
Ordres
et comptes rendus
Partie
opérative
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
Énergies
Pupitre
•
0
Partie commande
12 llh Principes d'automatismes
Partie opérative
~
Leçon
i
2.2 Organisation d'un système automatisé
Le diagramme suivant représente les principaux éléments des parties commande et opérative et leur
organisation.
Effectue les actions
nécessaires à
la réalisation du
Met en mouvement
processus
les différents effecteurs
Commande les pré-actionneurs
à partir des ordres émis
par l'opérateur et de l'état
du processus
Réalise l'interfaçage
entre l'homme
et la machine
Matière
d'œuvre
Énergies
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I F -o_n=..
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C.
e
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Organes
de dialogue
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Unité
de traitement
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L'ÉNERGIE
COMMUNIQUER
ET DIALOGUER
TRAITER
LES DONNÉES
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CONVERTIR
L'ÉNERGIE
AGIR SUR
LA MATIÈRE
D'OEUVRE
Capteurs
l
ACQUÉRIR ET
TRANSMETTRE
LES DONNÉES
Grandeurs • mesurer
Partie commande
Sy~tème .1ulomatbc
Détecte les états
du processus
Équipement
communiquant
Matière
d'œuvre
+ valeur ajoutée
Commande les actionneurs
à partir des ordres émis
par le traitement
Communique avec d 'autres
systèmes ou avec des
équipements informatiques
Exemple : Machine de remplissage et de bouchonnage de bidons
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1
1
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Pre-act1onneurs.
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Capteurs 1
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Leçon 1 - Structure des systèmes automatisés
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Actionneurs
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Pupitres, boutonspoussoirs, commutateurs,
voyants, afficheurs
Terminaux de dialogue
Automates
Cartes électroniques
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Fonctions
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AGIR SUR
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Systeme automatise
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Équipement
communiquant
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Capteurs
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Variateurs
~
Distributeurs
Détecteurs
inductifs
ou capacitifs
Capteurs
de position
~
•
Leçon
Application 3 : Scie automatisée
coffret de commande
électrique
partie opérative
Compléter le tableau en donnant la catégorie, la fonction et la désignation du matériel.
Catégorie
Désignation
Fonction
1
2
3
4
5
6
7
8
3 7_ ANALYSE FONCTIONNELLE D'UN SYSTÈME AUTOMATISÉ
3 .1 Représentation fonctionnelle structurée SADT
Module initial
Niveau A-0
La représentation fonctionnelle structurée SADT (Structured Analysis and
Design Technic) est une méthode générale d'analyse descendante.
Le module initial définit la fonction globale du système (niveau A-0).
Chaque fonction peut être décomposée en sous-fonctions, elles mêmes
décomposables.
Sous-fonction
Niveau 2 : A23
Leçon 1 - Structure des systèmes automatisés
•t 15
~
•
Leçon
3.2 Représentation d'un module
C = contraintes de configuration
R = contraintes de réglage
E = contraintes d'exploitation
W = contraintes énergétiques
ENTRÉE
Matière
d'œuvre (MO)
ACTIVITÉ
SORTIE
(MO) + valeur ajoutée
FAIRE SUR 1
---------1►• 1 - Matière d'œuvre
Énergie
.
- ou Énergie
1nf ormat1ons
_ ou Informations
1
Énergie
. adaptée
. ,
Informations tra1tees
AxLCompte rendu
l
SUPPORT D'ACTIVITÉ
Moyens techniques
Niveau de
décomposition
3.3 Analyse fonctionnelle d'un malaxeur
Vitesse du malaxeur
Température. Paramètres PID
Choix de la vitesse du malaxeur
3x400V
W
C
Marche malaxeur et chauffe
Montée descente
Coupure d'urgence
R
,
Fonction
d'usage
du sysème
Granulés en ➔
vrac et froids , ,
Malaxer et chauffer des
granulés alimentaires
malaxés età
' _t~mpérature t
Système malaxeur
w
C
R
Vitesse
alaxeur
+- - - - --,..-½--- - - - - - - - -- - Visualisation
Coupure
d'urgence
Montée
descente
Traiter
les données
Aa
Pupitre
Automate TSX Mic,ro
E
Réglage
vitesse et
température
Gérer
l'énergie
- - - - - --
A3
Granulés
en vrac
Granulés
malaxés et à
température t
et froids
Moteur
et cuve
Acquérir
'
Pertes
énergétique
les données
'
Af,
,
-éonsignation du système
Énergie
électrique
u
c•
Isoler
Protéger
,_
A31
Ordres de commande
en énergie électrique
Appareils de sectkmnement
Appareils de protectkm
Énergie
électrique
distribuée
Commander
la puissance
A32
Contacteurs de puissance
I=
Énergie
électrique
1
pertes
Convertir
l'énergie
A33
Ml1IBUŒ
16 (lh Principes d'automatismes
Énergie
thermique
A3
Énergie
mécanique
~
1
:
r - - - -- -- - --
- - - - - - - - --
- - --
------------,
LeÎ n
Application 4 : Analyse du niveau A-0
1. 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
Application 5 :
E) À partir du niveau AO de l'analyse fonctionnelle et des photos ci-dessus, compléter le tableau.
Fonction
Il
Support d'activité
Repère photo
A1
TSX micro
0
À qui les capteur et sondes du système fournissent-ils leurs informations ?
· ···· ··· ·· ····· ··· ··· ·· ···· · ··········· ······ ·· ·· · ····· ··· · ·· ······· · ··· ···· ················ ······· ··· •··· ·· ·· ··· ·· ··············· · ····· · ··
0 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
Leçon 1 - Structure des systèmes automatisés
17
-
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Plan de situation
Il situe les différentes parties du système.
Schémas électriques
Ils permettent de comprendre comment est
commandé le système.
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GRAFCET
C'est un outil graphique qui décrit
l'enchaînement des tâches
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Nomenclature
Elle répertorie et décrit l'ensemble des éléments
du système.
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26
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Schéma d'implantation
Il indique la position
géographique des différents
matériels électriques.
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Dessin de définition
Il représente l'élément suivant différentes vues
et fournit ses caractéristiques.
Équatio"! d'un
~
:automatisme simple S- ._
Situation : L'unité de traitement génère les ordres de commande
des pré-actionneurs. Comment écrire ces ordres ? Comment les
traduire en schéma électrique ou en logigramme ?
À l'issue de la leçon, vous saurez écrire les équations logiques de
fonctionnement d'un système automatisé simple, les traduire en
schéma électrique ou en logigramme et analyser leur fonctionnement
sous forme de table de vérité ou de chronogramme.
Référentiel :
Savoirs associés : S4-6 Représentation
des ouvrages et des systèmes
Compétences développées : C1 -3, C2-2
1 7._ ÉQUATIONS LOGIQUES
Matière d'œuvre
o,.....
t
A<tlonneun
CM dialogue
CONVERTIR I'., - L'ENERGIE ...,. AQIRSUR
LA MATIÈRE
O'OEUVJlE
Matière d'œuvrc
+ valeur ajoutée
L'opérateur intervient sur
son pupitre pour donner
des ordres au système
Le système fournit à l'opérateur
des informations sur l'état du
processus (voyants, messages)
Unité
de traitement
Les ordres de commande des
pré-actionneurs s'écrivent sous
la forme d'équations logiques
TRAITER
LES DONNÉES
1n1orma1Jons . . . . _
Les capteurs et détecteurs
fournissent des informations
sur l'état du système
Les équations logiques servent à réaliser les schémas électriques (logique câblée) ou à écrire les
programmes (logique programmée). Cette leçon traite de la logique combinatoire: l'état des sorties
(pré-actionneurs) dépend de l'état des entrées.
2 7__ OPÉRATEURS LOGIQUES
S1
Exemple simplifié : store de terrasse
S2
S1 : commande la sortie du store.
S2 : commande la rentrée du store.
L'action simultanée sur S1 et S2 est impossible.
S3 : capteur de vent.
Le store contient des capteurs store rentré et store sorti intégrés.
Conditions nécessaires à la sortie du store :
• si l'utilisateur le demande,
• s'il n'y a pas de vent.
Conditions nécessaires à la rentrée du store :
• si l'utilisateur le demande,
• s'il y a du vent.
Leçon 2 - Équation d'un automatisme simple
11 19
Description du fonctionnement
Sortie du store :
SI il n'y a PAS de vent
ET
SI l'opérateur appuie sur le bouton sortie
Remarque : Les termes SI,
SI PAS, ET, OU sont appelés
opérateurs logiques de base.
lis pennettent de décrire le
fonctionnement d'un système.
l
Application 1 : En utilisant les opérateurs logiques de base, décrire le fonctionnement de la rentrée
du store.
Rentrée du store : ... ...... ... ... .. .. .. ................ ... ...... ... ... ... ..... ...... ... .......... ...... .. .. .. ........ ..... .... .... .. .
J 7_ ÉTUDE DES FONCTIONS LOGIQUES DE BASE
3.1 Fonction SI (également appelée fonction OUI)
Exemple : sonnette d'entrée
Fonctionnement souhaité :
SI action sur la sonnette alors la sonnerie retentit.
Schéma à conmct 1
~~ ,
Équation: Elle décrit les conditions d'activation de la sortie. Ici, H1 est
activée si S1 est actionné.
(se lit H1 égal S1)
Équation: H1 = S1
Pour décrire les états
des variables, on utilise
le language binaire
(deux états possibles :
0 ou 1).
Variable de sortie
Variable d'entrée
//
~
_R_
M_
0
1
3
4
-
~
S1
H1
0
0
1
r
1
4
~
w...J
0
1
État électrique
Table de vérité
Ce tableau regroupe tous les états
possibles des entrées et indique l'état
correspondant des sorties.
3
État physique
Chronogramme (à compléter)
Il décrit l'évolution de l'état des sorties dans le temps en
fonction des états pris par les entrées.
r
t
►
H1
'
---------- ,1 --- - ------r --- ------,------ ---T - ---- --
:
1
1
1
1
20 flh Principes d'automatismes
1
1
1
:
:
:
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
.!.
~
Leçon
•
3.2 Fonction OU
Exemple: couloir équipé de deux
détecteurs de présence
Détecteur S1
Fonctionnement souhaité :
SI détecteur S1 OU SI détecteur S2 OU les deux alors
la lumière s'allume.
Schéma à contact
(à compléter)
Équation: H1 = S1 + S2 (se lit H1 égal S1 OU S2).
La fonction OU décrit la mise en ........ .... .......................,
elle est appelée somme logique et se représente par un +.
Table de vérité (à compléter)
S1
S2
0
0
H1
Chronogramme (à compléter)
r
t
►
1
0
1
1
1
0
1
ri
1
1
H1:'
''
''
'
-~ ''
''
''
'
!
C
1
t
►
'''
1
''
''
'
_t
Application 2: Tracer le schéma correspondant à l'équation
suivante H2 = S1 + S2 + S3.
3.3 Fonction ET
Exemple : éclairage extérieur des
arbustes à certaines heures du soir si
la nuit est tombée
Fonctionnement souhaité :
SI l'heure d'allumage est arrivée ET SI la luminosité
est faible alors la lumière s'allume.
Schéma à contact
(à compléter)
Équation : H1 = S1 • S2 (se lit H1 égal S1 ET S2)
La fonction ET décrit la mise en .... .
........ .............. ,
elle est appelée produit logique et se représente par un point•.
Leçon 2 - Équation d'un automatisme simple
•t 21
"
Leçon
.61.
Table de vérité (à compléter)
Chronogramme (à compléter)
S1
S2
H1
0
0
0
1
1
0
'
1
1
'
L
Application 3: Tracer le schéma correspondant à l'équation suivante H2 = S1 . S2. S3.
3.4 Fonction SI PAS (également appelée fonction NON)
Exemple : Poste de test
Le voyant H1 indique à l'opérateur
l'absence de couvercle sur une boîte.
Fonctionnement souhaité :
SI une boîte ne possède PAS de couvercle alors la lampe est
allumée.
Schéma à contact
(à compléter)
Équation : H1 = S1
(se lit H1 égal S1 barre)
1-J~
~ S1
S1
0
Table de vérité (à compléter)
S1
Chronogramme (à compléter)
H1
0
1
_j-.__
r
t
►
'
1
1
1
1
1
1
1
1
''
''
'
''
''
'
- - - - - - - - - - , - • - • • • - • • - ; - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - T · - - - • -•
'''
''
22
t•h
Principes d'automatismes
Applicatio.!!_4: Établir les schémas à contacts correspondant aux ~uations suivantes._
H1 =S1 .S2.S3
H2=S1 +S2+S3
H3=S1 .{S2+S3)
H4=S1 +S2.S3
l
J
Application 5 : Établir les équations correspondant aux schémas suivants.
.-----------,
S1
H3= .. ...... .
H1= · .. .. .. .. ... .. .. ....
H4= ... ...... ..
Application 6 : Établir les tables de vérité correspondant aux schémas suivants.
L;;,---s2-vY7
~ ~
S1
S1
S2
1
S1
0
0
1
1
S2
0
H5
S1
0
0
1
1
1
0
1
S2
0
H6
1
0
1
S2
0
0
S1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
S3
0
1
0
1
0
1
0
1
H7
Application 7 : Établir les chronogrammes correspondant aux schémas suivants.
.------------~
S1
S1
S2
S1
S2
H9
H8
S2
S3
Leçon 2 - Équation d'un automatisme simple
•t 23
... 4
~
Leçon
,
7_ TECHNOLOGIE : LES DIFFÉRENTS TYPES DE CONTACTS
Schématisation
-~
__J--,_
w.J
Repérage
3-4
'-'-'
1-2
Dénomination actuelle
NO (Normally Open)
NC (Normally Closed)
Ancienne dénomination
F (Fermeture)
0 (Ouverture)
Remarque : si dans un schéma on trouve plusieurs contacts portant le même nom, on place l'ordre du
contact devant le repérage (exemple: 13-14, 23-24, 31-32, ... ).
Application 8 : Repérer les
contacts du schéma suivant.
S3
X1
s 1_ _ . , ; . . = ' - - - - - - - S2------
5 7_ APPLICATION COMPLÈTE : STORE DE TERRASSE
En utilisant la description du fonctionnement
définie en pages 19 et 20, établir les équations de
fonctionnement et le schéma à contacts du store
de terrasse.
Équations :
Montée =
Descente=
Table de vérité (à compléter)
S1
S2
S3
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
♦
Chronogramme (à compléter)
t
□
n
Situation
impossibles
q
·o
'
'
'
' '''
' '
''
''
'
'
♦
•
•
En haut En bas En haut
24
llh Principes d'automatismes
t
►
:'
''
''
''
i ; t
►
''
'
'
''
'
:
'
Position du store
t
!
~
Leçon
~
Application industrielle : Système Soliris SOMFY
Ce type de matériel prend en compte plus de fonctionnalités que celles présentées dans l'exemple
simplifié.
Capteur vent/soleil
Commutateur montée descente avec logique
de commande intégrée
6 L_ AUTRE FONCTION LOGIQUE: OU EXCLUSIF
Exemple : Distributeur de boisson
Fonctionnement souhaité de !'électrovanne d'eau chaude
EV : Si action sur le bouton café ou sur le bouton chocolat
alors l'eau chaude coule. Si action sur les deux boutons
simultanément alors l'eau ne coule pas.
Schéma à contact (à compléter)
EV
-0~
Équation : EV = 51 0 52 (se lit EV égal S1 OU exclusif S2)
Table de vérité (à compléter)
S1
S2
0
0
0
1
1
0
1
1
EV
Chronogramme (à compléter)
1,~s1
!
s2:
1,,. :
'
'''
'
''
''
'
''
'
1,,.E~
''
''
'
!
'
''
''
''
'
1
1
Leçon 2 - Équation d'un automatisme simple
.!
11 25
...
~
Leçon
XL LOGIGRAMMES
Chaque équation logique peut être représentée par un logigramme qui se compose de symboles
logiques associés entre eux.
1
Fonction
ou
Équation
Symbole
International
S=a+b
Français
!V
a&b
b
b
0
1
0
1
s
1 S
a
0
0
1
1
a
0
0
1
1
b
0
1
0
1
s
ET
S=a. b
![y
b
:=E}-s
NON
S=a
~
a-E}-s
OU Exclusif
S=a G) b
Table de vérité
b
0
0
0
1
ITIIJ
:&s
V
0
1
1
1
1
0
a
0
0
1
1
b
0
1
0
1
s
0
1
1
0
Application 9: Établir les logigrammes correspondant aux équations suivantes.
--L1=S1.S2.S3
L2=S1 +S2+S3
L3=S1 .(S2+S3)
L4=S1 +S2.S3
Application 10: Déterminer les équations des logigrammes suivants.
H1= .. .. .. ........ ..... ....
H2= ······ ··· ··· ···
H3= ····· •·· ··· ·· ·· ···· ··· ·
H4= ···· ···· ······· ········
Application 11 : Suivant les niveaux logiques d'entrée, déterminer le niveau logique de la sortie.
0
1
0
1
1
26 llh Principes d'automatismes
S1
Application 12 : Tracer le logigramme du store de la terrasse d'après les équations établies page 24.
7._ SYNTHÈSE : MALAXEUR
Fonctionnement manuel des pales de malaxage
Les pales fonctionneront si :
• Marche manuelle: L'opérateur actionne le bouton poussoir S1
mais à condition que le couvercle soit fermé et qu'il y ait des
granulés dans la cuve.
• Marche de vérification des pales: L'opérateur actionne le bouton
poussoir S2 mais à condition qu'une personne ne soit pas détectée
dans la zone des pales et que le couvercle ne soit pas fermé.
S1 : Bouton poussoir marche manuelle malaxage granulés
S2 : Bouton poussoir test rotation des pales du malaxeur
S3 : Capteur présence granulés dans la cuve
S4 : Capteur couvercle fermé
S5 : Capteur présence dans la zone dangereuse
KM: Bobine du contacteur de malaxage
Déterminer l'équation de fonctionnement :
KM=
Schéma à contact
-0KM
Leçon 2 - Équation d'un automatisme simple
•t 27
Logigramme
Chronogramme
ro D D D
S2:
:
''
''
''
s3:'
''
''
''
'
''
'
'''
''
'
''
''
'"'
.
''
''
''
''
'
''
''
'
1
:
'
:
:
:
'
''
'
'
''
'
''
S4:
''
''
'
''
'~
S5;
''
''
'
'
KM
'
'
'''
:
'
'''
'
'''
''
28 llh Principes d'automatismes
'''
1
:
''
'''
''
:'
'
'''
''
'
:'
''
'''
''
'
''
''
'
1
''
'
''
:'
1
1
'
'
''
1
1
1
'
''
'
'
- -
!
''
'
''
''
'
''
'
'
'''
''
:'
'
''
''
''
''
'
''
'''
'
:
'
''
'''
''
''
''
''
'
'
'
'''
''
''
'
''
'
'
'''
''
'
:'
''
:'
'
'''
'
''
''
'
'''
''
►
,--
1
'''
''
t
'
:
''
''
'
1
''
''
1
: :
'
:'
''
'
'
1
'
''
1
1
''
'
t
....
''
~
''
'
''
'
'
''
''
'
''
''
''
''
'''
''
''
''
!
''
''
''
''
''
''
'
1
1
1
'
.
t
'
'''
''
''
.!
Fonctions logiques _
de base _____
Situation : Votre professeur vous fournit des boutons
poussoirs et des voyants.
Il vous demande de réaliser les montages et de valider leur
fonctionnement en respectant les consignes de sécurité.
' )atéj
~. 1
Référentiel :
Savoirs associés : S4.6 Représentation des
ouvrages et des systèmes
Compétences développées : C1-3, C2-2
Pour chacune des équations proposées :
• Identifier le matériel à utiliser.
• Compléter le schéma de câblage.
• Réaliser le câblage.
• Tester son fonctionnement en complétant la table de vérité.
• Valider le fonctionnement obtenu.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
51
Fonction
OUI
H1 = S1
0
24V~
0
•
•
•
•
•
•
•IJÏ
•
S1
H1
0
0
1
1
52
S3
Fonctionnement correct ?
D
Oui
D
Non
51
Fonction
NON
H2=S2
0
24V~
0
S2
H2
0
1
1
0
52
53
Fonctionnement correct ?
D
Oui
D
Non
51
Fonction
ET
H3 = S1 .S3
0
24V~
0
S1
S3
0
0
0
1
1
0
1
1
H3
Fonctionnement correct ?
D
Oui
D
Non
Matériel 2.1 - Fonctions logiques de base
11 29
51
0
H4 = 51+53
24 V~
0
•
•
•
•
•
•
•
•
•
52
53
51
S3
0
0
0
1
1
0
1
1
H4
Fonctionnement correct ?
D
Oui
D
Non
H5
51
H5=
51.52+53
0
24 V~
0
52
53
51
52
S3
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
Fonctionnement correct ?
D Oui
D Non
51
H6=
51 .(52+53)
0
24 V~
0
52
53
JO flh Principes d'automatismes
S1
S2
S3
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
H6
Fonctionnement correct?
D Oui
D Non
- - Matériel
Conditionneuse _
'-•'-
La conditionneuse est un équipement semi automatique utilisé pour conditionner de la peinture en
pots de 25 kg.
Fonctionnement en production : lorsqu'un pot est présent sous la buse, l'opérateur lance le
remplissage en appuyant sur le bouton poussoir« Remplissage». La peinture s'écoule de la buse tant
que le bouton poussoir « Remplissage » n'est pas relâché, jusqu'à ce que le pot soit plein. La buse
se ferme et le voyant« Pot plein» s'allume. L'opérateur évacue le pot. Le cycle peut recommencer.
Lors d'opérations de maintenance, une action sur le BP «Remplissage » active le débit de peinture
sans autre condition et le voyant « Pot plein » est inactif.
Commutateur
Production/Maintenance
«
Voyant
Pot plein»
BP Remplissage
Buse
Magasin
d'approvisionnement
en pots vides
Évacuation des pots
Table des variables
S1
BP Remplissage
S3
Capteur « Pot présent sous
la buse»
K1
Buse
S2
Commutateur
Production /Maintenance
S4
Capteur « Pot plein »
H1
Voyant « Pot plein»
1. En utilisant les opérateurs logiques, formuler les phrases définissant le fonctionnement :
• de la buse:
• du voyant pot plein :
2. Écrire les équations :
• de la buse : ... ...... ... .. ... .. .
• du voyant pot plein : .... ... ..... .
Matériel 2.2 - Conditionneuse
ri•t 31
3. à l'aide des symboles internationaux, tracer les logigrammes correspondant à l'équation:
• de la buse:
• du voyant Pot plein :
4. Tracer le schéma correspondant à l'équation (penser à simplifier):
• de la buse:
• du voyant Pot plein :
32 llh Principes d'automatismes
.....
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 .él •
5. Tracer le schéma de câblage correspondant à l'équation:
• de la buse:
s ...
s ...
S ...
• du voyant Pot plein :
S ...
H1
S ...
X2
6. Réaliser le raccordement des appareils (selon le matériel fourni).
7. Vérifier le fonctionnement de votre équipement
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Matériel 2.2 - Conditionneuse
ri•t 33
'l ,<:11 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Matene
J.oJ
1 .1 Codage du tableau
À partir de la table de vérité, on inscrit dans les cases les Oet les 1 correspondant à l'état de la variable
de sortie.
a
Exemple : Le tableau de Karnaugh de la fonction OU est le suivant :
0
1
0
0
1
1
1
s
b
Application 3 : Compléter le tableau de Karnaugh de la sortie X.
a b
C
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
X
1
1
1
0
1
0
1
0
ab
00
01
11
10
X
0
C
1
1.2 Détermination des équations de fonctionnement
Pour déterminer les équations, on procède comme indiqué ci-après :
• On effectue des regroupements de 2n cases adjacentes contenant des 1 (1, 2, 4, 8, 16, ... cases) en
faisant les groupements les plus grands possibles.
• On peut utiliser une même case pour plusieurs regroupements.
• On doit prendre au moins une fois tous les 1 du tableau.
• Pour chaque regroupement, on ne garde que les variables d'entrées qui restent fixes et on fait un ET
logique entre chaque variables (une variable à O est prise comme variable barre).
• On fait un OU logique entre tous les regroupements.
Exemple:
a
0
L
0
1
0
1 - - -- -- - - - -- - - - ~
b
1- - - - - - - -- - ~
Groupement rouge : 1re case= a.6, 2° case= a.b
Le terme commun et invariable est a, donc
l'équation du groupement rouge est a
Groupement vert: 1re case = a.b, 2° case = a.b
Le terme commun et invariable est b, donc
l'équation du groupement vert est b
Équation L = b + a = groupement vert + groupement rouge = a + b
Remarque : les deux lignes extérieures sont adjacentes, les deux colonnes
extérieures également.
1
Lignes
adjacentes
L_
adjacentes
36
l•h
Principes d'automatismes
- - - - - - - - --
- -- -- -- -- - --
- -- - M
~ ,<)I
atene
J.eJ
Application 4: Déterminer les équations de fonctionnement des systèmes suivants.
ab
00
0
01
1
ab
11
10
1
1
00
1
0
C
01
ab
11
10
0
0
C
1
0
0
0
1
1
1
1
ab
01
11
10
00 1
1
1
0
01
1
1
0
1
cd
1
0
11
10
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
.... ... ....... ..... .... .............. ..
ab
H4
ab
00
01
11
10
00 1
1
1
1
01
1
1
1
1
cd
11
01
C
.. ..... ........ ... .. ••• •• •• •••
00
00
H5
00
01
11
00 1
1
0
1
01
0
1
0
0
cd
1
1
0
0
11
0
1
0
1
11
1
1
0
0
10 1
1
0
0
10 0
1
0
0
10
1
1
0
1
2 7__ RÉSOLUTION DE PROBLÈMES COMBINATOIRES
2.1 Méthode
• Établir la table de vérité des différentes situations possibles du système.
Remarque : les cases correspondant à des impossibilités technologiques (situations impossibles)
seront affectées de la variable (l) (0 ou 1).
• Coder les tableaux de Karnaugh des variables de sortie.
• Établir les équations des différentes variables de sortie.
Remarque : les valeurs (l) sont transformées soit en O soit en 1 pour pouvoir réaliser les plus grands
regroupements possibles.
• Tracer les schémas à contact ou les logigrammes.
• Câbler et tester le fonctionnement.
2.2 Conditionneuse de peinture
Déterminer, en utilisant la méthode des tableaux de Karnaugh, le schéma à contact de la buse et du voyant.
«
Voyant
Pot plein»
BP
Remplissage
Buse
Magasin ~=-~~
d'approvisionnement
en pots vides
Pot en cours de remplissage
Fonctionnement :
lorsqu'un pot est présent sous la buse, l'opérateur
lance le remplissage en appuyant sur le bouton
poussoir« Remplissage». La peintures'écoule de la
buse tant que le bouton poussoir « Remplissage »
n'est pas relâché, jusqu'à ce que le pot soit plein.
La buse se ferme et le voyant« Pot plein » s'allume.
L'opérateur peut évacuer le pot. Le cycle peut
recommencer
Table des variables
S1 : BP Remplissage
S3 : Capteur « Pot présent sous la buse »
S4 : Capteur « Pot plein »
K1 : Buse
H1 : Voyant « Pot plein »
Matériel 2.3 - Mise en équation des systèmes combinatoires
37
Tableaux de Karnaugh
Table de vérité
S1 S3 S4
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
K1
S1 S3
S1 S3
H1
00
01
11
10
K1
00
01
11
10
0
0
S4
S4
1
1
Équations:
K1 = . ... ... ... . .. .. ... .. .... .. .. .
H1 = .... .. ... .... .. ... .... .... .. ..
2.3 Store de terrasse
Déterminer, en utilisant la méthode des tableaux de Karnaugh, les équations de la montée et de la
descente du store.
Fonctionnement :
S1 : commande la sortie du store.
S2 : commande la rentrée du store.
S3 : détection du vent.
MO: Montée.
DE : Descente.
1 - - ~ - - -- ~
L'action simultanée sur sortie et rentrée est impossible.
Le store contient des capteurs store rentré et store sorti
intégrés.
Conditions nécessaires à la sortie :
• si l'utilisateur le demande,
• s'il n'y a pas de vent.
Conditions nécessaires à la rentrée :
• si l' utilisateur le demande,
• s'il y a du vent.
Table de vérité
S1 S2 S3 MO
DE
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
Situation
1 1 1 impossibles
Tableaux de Karnaugh
S1 S2
S1 S2
00
01
11
10
MO
00
11
10
DE
0
0
S3
01
S3
1
Équations:
MO=
DE= .... .. .. ...... ... .. ..... ... .. .
Comparer avec les résultats trouvés dans la leçon 2 : ... .... ......... ..... ... ..... .... ....... ... ... .. ..... ... ......... .. .. .
.. ..... ... .... .......... ... ... ... ...... ... ......... .. ............... .... .. ...... .. .... .. ... ......... ...... ..... ... ..... ....... .... ...... ... ..... .. .. .
38 llh Principes d'automatismes
Capteurs
~
Tout Ou Rien (T.0.R) _f J
Mise en situation : la partie commande d 'un système
à besoin de capteurs afin de connaître l'état de sa partie
opérative. Comment fonctionnent ces capteurs ? Comment
les intègre-t-on dans un schéma ? Comment les choisit-on ?
À l'issue de la leçon, vous saurez choisir et raccorder un
capteur T.O.R.
Référentiel :
Savoirs abordés : S4.5 Acquisition de données
Compétences développées: C2-1 , C3-2, C4-1 ,
C5-1 , C2-4, C2-6, C3-4
l L PRÉSENTATION DES CAPTEURS T.O.R (TOUT OU RIEN)
Les capteurs sont placés dans la chaîne d'acquisition des données du système. Ils renseignent la
partie commande sur l'état d'un constituant de la partie opérative.
Matière d'œuvre
t
dedla~ue
""'"""
Unltl
detr•ltomtftl
COMMUNIQUER
ET DIALOGUER
LES DONNt ES
O'OEUVRE
tqulpemenl
communiquant
Matière d'œuvre
Signal électrique
de type T.0.R
EttKIQ
AGIR ~:~ 1
LA MATIÈRE
TRAITER
fi
+ valeur ajoutée
Convertir une grandeur
physique en un signal
électrique logique
Phénomène
physique*
t
Capteur T.0.R
Exemples d'informations fournies par les capteurs implantés sur un bol vibrant
Informe le
système lorsque
le bol vibrant
n'a plus de stock
Les capteurs T.O.R sont utilisés
dans des domaines aussi
variés que : la manutention,
les machines-outils, le conditionnement ... , pour détecter
la présence, l'absence, le
positionnement, le passage, le
défilement, le bourrage, etc.
lnforme --é===
le système que
le magasin
est plein
• Présence d'un objet, température, pression, lumière, son, débit, ...
Leçon 3 - Capteurs Tout Ou Rien (T.O.R)
rl•I 39
I
1.1 Signal électrique T.O.R
Le signal électrique T.O.R est un signal qui ne peut
prendre que deux états. On parle aussi de signal
logique ou binaire.
objet présent
état de
la sortie
..t
r ······1 1
-,,,,,,,--
Î
r ···· ·· ···~
1 logique
0 logique
Î
O logique
1.2 Technologie
Le choix de la technologie d'un capteur se fait selon des critères liés à l'objet à détecter : sa matière,
son poids, sa taille, sa distance par rapport au capteur, sa vitesse de déplacement, et des critères liés
à l'équipement: alimentation, distance de détection, environnement, place disponible.
Exemple d'organigramme d 'aide au choix (Schneider Electric)
on
Oui
L'objel
est-i gazeux?
Oui
1Oui
u,
....
..,,_.«-:::9_;
Non
-Non
---~
H8nwn?
[Oui
Ow
l'...,...
Non
do morfago
clldilodu~
~?
-
.
.
-
-
-
~
Détecteurs
photoélectroques
Détecteurs
de prox,mite
ca acit1fs
1
Application 1 : Définir la technologie de capteur la mieux adaptée à chaque application suivante.
• Détection du niveau d'eau dans une cuve: ............... .. .... .. .. .. ............ .... .. .. ................ .. .. .. .. .. .... .
• Détection du passage d'un client à l'entrée d'un magasin : .. .. ... ............................. .. ... .... ... ...... .
• Détection de la fermeture d'une porte d'un coffret électrique : ... .. .. ............................ .. ... .... .. .. . ..
• Détection du passage d'un pot de peinture (pot métallique, 1 kg, 4 pots/s, distance détecteur
pot : 4 cm, espace de montage important) : ......................... .. .. .. .. ..................................... .. .. ..
40
llh Principes d'automatismes
2 7__ INTERRUPTEUR DE POSITION ÉLECTROMÉCANIQUE
Un interrupteur de position électromécanique détecte par contact la présence de pièces. Ces
interrupteurs sont équipés d'un ou deux contacts électriques sans potentiel (contacts secs).
Symbole
Contacts électriques
1
~
S ~ Repère normalisé
d'oo détecte"'
Ml
~
Contact NO ------+- ~~ - - - "' (ouvert)
..,
"'
~
Contact NC
(fermé)
N
Commande par galet
2 .1 Constitution
Dispositif d'attaque
(levier à galet)-Tête de commande
Bloc de contacts
Boîtier
Couvercle
/
Entrée de câble
-Bornes de
raccordement
Les interrupteurs de position électromécaniques sont robustes, économiques et simples à mettre en
'
œuvre. Leur distance de détection s'étend de O à 400 mm (avec
levier).
Ils supportent mal les environnements pollués (risque de blocage de la tête de commande par des
corps étrangers).
Leurs contacts électriques (de forte puissance jusqu'à 6 A) limitent la cadence de commutation à 1 Hz.
Leur durée de vie est de 20 millions de cycles de manœuvre.
2.2 Connexions
Application 2: Tracer en rouge le passage du courant électrique et renseigner l'état des contacts
dans chaque cas.
État des contacts
13-14 D Ouvert D
État des contacts
Fermé
13-14 D Ouvert D Fermé
21-22 D Ouvert D Fermé
21-22 D Ouvert D Fermé
Leçon 3 - Caplea" To"' O" Rien (T.0.R)
rlll 41
1
Application 3 : Choisir et commander un détecteur S1 pouvant contrôler la présence d 'une meule
de gruyère sur le retourneur d'une ligne de conditionnement.
Cahier des charges :
- Contact physique possible avec la meule
- Masse d 'une meule : 60 kg
- Vitesse linéaire des meules : 0,2 m/s
- Passage d ' une meule toutes les 8 secondes
- Environnement humide sans ruissellement
- Pilotage d'un voyant H1 (présence meule)
- Fonctionnement du convoyeur: 16 heures par jour et 330 jours par an
1. Choix de la technologie
À l'aide des différents documents et du cours, répondre aux questions suivantes :
- Type de détecteur à utiliser : ...... .... .. ..... ..... ... .. .. ................. .. .... ................ ........ .. ... ...... ... .
D NO D NF Justification: ......................... ... ... ... ...... .. ... .... .. .. ... .
- Nature du mouvement : D rectiligne
D angulaire D multidirectionnel
- Contact nécessaire:
Justification : ........... ........ ... ..... ............................... .......... .... ........................... ........ .... ...... .
- Dispositif d'attaque: ........................................................................... .... .. ..................... .... ..
- Type d'action :
D Contact à action brusque
D Contact à action dépendante
Justification : ... ................ .............. ....... ........................ ... .... ... ... ....... ....................... .. .. ... ....
2. Choix du détecteur
Compléter le bon de commande du détecteur.
Constructeur
Désignation
~
Référence
[
J
1
Matière du corps : .. .... ... ............. ........... ......... .. .. .... ... .. ... ................... .. ..... .. .. ......... .... ....... .... .
Endurance mécanique : ......................... ........... ........... ........ .... ...... .... .. ............................. .. ...
Composition du bloc contact : ...... .. .................. ... ................................................................. .
Degré de protection : .................................................................. ....... ................................... .
Documentation
constructeur
(Schneider Electric)
xcKM
Interrupteurs cIa..Ic XCKM, mMalllques
3 entrN• de cibles com lets ►12100◄
•
· .:,
• Contact à action brusque : La vitesse de déplacement des contacts est indépendante de la vitesse de l'organe de
commande (adapté en cas de vitesses lentes < 6 m/ min).
•• Contact à action dépendante (rupture lente) : La vitesse de déplacement des contacts est proportionnelle à la vitesse de
l'organe de commande (inadapté en cas de vitesses lentes < 6 m/ min).
42
1th Principes d'automatismes
<")
Leçon
J
3. Mise en œuvre
Compléter le schéma afin qu'il réponde au cahier des charges.
24_:V__________ ____________________ _
ov
Tracer le schéma de câblage.
24V
.,
..,
H1
<.~/
.,. :,,
... ..,.,,
~
21
ov
4. Durée de vie
Déterminer le temps (théorique) de fonctionnement sans panne de ce capteur :
• Nombre de fonctionnements horaires : .. ...... .... .. ......................... ...... ... .... ... .................... ...
• Nombre de fonctionnements journaliers : ..... .... .......... ......... ...... ....... ....... ... ..... .... ....... .... ...... .
• Nombre de fonctionnements annuels : ....... ... ..... ................ ... .... ...... .. ....... .......... ... ...... .. .... .. .
• Endurance mécanique : .. ..... ..... .... .. ... .. .. ...... ...... ........ ... ..... ... .... ... ... ... ..... .. ....... .................. ..
• Durée de vie (en nombre d'années) : ..... ......... ... .. ....... .. ................. .. ....... .. .. .... ........ .. ..... .. .... .
3 L DÉTECTEUR DE PROXIMITÉ
Les détecteurs de proximité détectent à distance (sans contact) les objets. Ils fonctionnent sous de
larges plages de tension (de 12 V à 240 V) et peuvent être multicourants (continu, alternatif).
3.1 Technologie
Présentation
Co,ps cyliot q i fileté
Face sensible
Symbole (général)
Led de visualisation
de l'état de la sortie
1
,,
---;,..._ Sortie (par câble}
[ Étiquette signalétique
Écrous de fixation
Leçon 3 - Capteurs Tout Ou Rien (T.O.R)
ri•I 43
Constitution
Face sensible - - . .
Transducteur Oscillateur
Étage de
Étage
mise en forme de sortie
Sortie
L'étage de sortie est réalisé par un circuit électronique qui ne comporte pas de contact mobile. Dans
ce cas, on parle de sortie statique. Cela permet :
- une fréquence de commutation plus élevée (> 100 Hz),
- une très longue durée de vie,
- un courant de sortie de quelques centaines de milliampères,
- un appareil étanche résistant aux environnements industriels pollués (IP 68 ou IP 67 avec connecteur).
Portée du détecteur
Distance à partir de laquelle
le capteur détecte les objets
Portée utile (S)
Portée nominale (Sn)
Valeur servant à caractériser
le détecteur
Connexion
Le raccordement par câble ou par connecteur peut comporter 2, 3 ou 4 conducteurs.
Codification des couleurs de conducteur
+
Connecteur
Câble
BU= blue
Bleu
BN = brown
Brun (marron)
BK= black
Noir
WH= white
Blanc
YE/GN = yellow / green
Jaune/ vert
3.2 Sorties
Type 2 fils
Ces détecteurs sont équipés de deux conducteurs. Leur mise en œuvre est identique à celle d'un
détecteur à contacts secs. Leur fréquence de commutation est assez faible (< 500 Hz). Ils sont
multitensions et multicourants.
Type NO
2 fils"" NO
•
Symbole
Objet à détecter Oui 1 - I L .
Non
'v
'
'v
ON ~
Transistor de sortie
(charge) OFF
Mise en œuvre
44 llh Principes d'automatismes
Schéma équivalent
'
' '
Chronogramme
~
Leçon
J
Type 3 fils
Ces détecteurs fonctionnent uniquement en courant continu. Leur étage de sortie de technologie PNP
ou NPN permet des fréquences de commutation plus élevées(> 500 Hz). Ils peuvent être NO ou NC.
Technologie
PNP
NPN
Utilisation
Cette technologie est recommandée pour les
circuits fonctionnant en logique positive
Cette technologie est recommandée pour les
circuits fonctionnant en logique négative
$-
(TI-
p
Symbole
Schéma
équivalent (NO) et
mise en œuvre
br
~
N
Sortie (out)
g -
------<D
br
~
Objet à détecter Oui U I L
Non
►
Objet à détecter Oui U I L
Non
►
'
~
Type NO
Type NO
Chronogramme
Sortie (out)
'
'
'
ON i .
•
_
'
Transistor de sortie
(charge) OFF
►
ON i .
'_
'
Transistor de sortie
(charge) OFF
►
Type 4fils
Les détecteurs 4 fils fonctionnent en courant continu et disposent de deux sorties statiques.
Sortie NO / PNP et NPN
Sortie NO+ NC / PNP
Sortie NO + NC / NPN
3.3 Détection
Détecteurs de proximité inductifs
Les détecteurs de proximité inductifs réagissent au voisinage de métaux ferreux et non ferreux
(acier, aluminium, cuivre ...). Leur portée utile varie de O à 75 mm, ils sont peu perturbables.
Type 2 fils
--
La détection est obtenue par la modification du champ magnétique créé par l'objet métallique à détecter.
Après une mise en forme, l'étage de sortie commute, fournissant un signal de sortie de type T.O.R.
Matériau
, .
-►.
magnet1que
Champ magnétique
modifié
Remarque : Certains détecteurs peuvent être intégrés dans le support de fixation métallique (appareils
noyables), d'autres doivent être dégagés de tout support métallique (appareils non noyables).
Leçon 3 - Capteurs Tout Ou Rien (T.O.R)
rll) 45
Détecteurs de proximité capacitifs
Les détecteurs de proximité capacitifs réagissent au voIsInage
d'objets suffisamment volumineux et sont capables de détecter
tous les matériaux. Leur distance de détection est faible (de O à
60 mm). Leur fonctionnement est sensible à l'humidité.
~.,··1°i~I ~,.,.. 1°t~~
Exemple : Détection de la présence
d'eau dans un récipient en verre
ou plastique
L'entrée d 'un objet dans le volume de détection entraîne une variation des oscillations produites par
le transducteur. Après une mise en forme, l'étage de sortie commute, fournissant un signal de sortie
de type T.O.R.
r:
Champ électrique ~ :~::::
produit par
,,
-: ::::
1
le transducteur
:·y:::
.,
.
f ..
r:.t
Électrode
de terre
Champ électrique modifié
par la présence de l'objet
Critères de choix :
- nature du matériau à détecter,
- distance de détection,
- tension d'alimentation,
- nature de la sortie (NO/NC),
- type de connexion : 2, 3, 4 fils.
Application 4: On désire contrôler la présence de l'opercule (en plastique ou en aluminium) sur des
terrines de pâté après leur passage au soudage.
Cahier des charges :
- Le détecteur n'est pas en contact avec l'élément à détecter
- Le produit à détecter est fragile
- Masse d'une terrine : 0,25 kg
- Vitesse linéaire des terrines : 1 m/s, 3 000 terrines/h
- Industrie alimentaire: environnement gras, lavage au jet d'eau
- Distance opercule - détecteur : 0,8 cm
- Pilotage d 'un voyant en logique positive
- Alimentation : 24 V DC
1. Choix de la technologie
A l'aide des différents documents et du cours, répondre aux questions suivantes:
- Type de détecteur à utiliser : ....... ... ... .. ... ........ ........ .... ..... .................. ,..................... ............ .
Justification : ......................... .. .................... ...... ......................... ... .. ........ .......... .. ...... ........ .
- Technologie à utiliser :
- Sortie à utiliser : 3 fils
D PNP D NPN
- Matière du corps : .... . ..... ..... .. .... . .. .. .. . .. ... ... .. . ... .. .
Justification : .......... .. .... .. .... ........ ... .... ..
Justification : ...... .. ..... .. ... .... ...... .... ... .. ..
2. Choix du détecteur
Compléter le bon de commande du détecteur.
Constructeur
46 flh Principes d'automatismes
Désignation
Référence
- Portée utile : ..... .. .. ... ... .. ....... .. ..
D Oui D Non
- Est-il muni d'une protection contre les courts-circuits ? D Oui
D Non
- Est-il muni d'une DEL signalant l'état de la sortie?
- Alimentation : .. ..... .. .... .... .. .. .. ...... ..... ........ . Justification : ..... ............. ... ... ... ........ ... ....
Documentation technique
Détecteurs capacitifs
Portée Sn : 2,5... 22 mm
3flll :,, NO+NC
3flll :,, NO/NC
BN/ 1
PNP
21111 --., programmable NO/NC
BN
afll1 ..,_ ou ,,,
"-' I
~
1(1, 1 , m ½ (I,"' 1,,,,-Q-,c
port" nominale Sn à 20 •c (mm)
port" utile S (mm)
~, ~, ~, Il
•12
• 11
.1111...
•30
••
7
12
12
22
,5
0...98
Inox
0...118
P /Inox
0...2
non 11()'/ablt
o...98
0...S8
P /Inox
P / Inox
IP 88a
al/90 oonnecteur : IP 87
able
bottier P
p
IP 88
aveo oonnecteur : IP 87
Détecteurs pour applications sur circuit continu = (3 fils)
ra000rdem1nt
3 fils
olble PYA (2 m) 1) (3:!
PNP
Inox
plastique
fonction NO
fonction NO
fonction NC
X82128A""L2
X8212AA""L2
domaine de tension mini/ maxi (V)
ondulation oom rlse
X82118A""L2 4
X8211 AA""L2
X82L28A""L2
10... 38
10...58
10... 38
10...58
X82308A""L2
X8230AA""L2
10... 38
10...58
X84POl""340
X84POIPl340 1
10... 38
200
C2
sooo
Détecteurs multicourants / multitensions pour applications AC ou DC ;s;:; (2 fils) 20... 264 V
ra000rdem1nt
olble PYA (2 m) 1) a,,
21111 AC/OC non proteo••
oontre lea court1-clrcult1 (3)
Inox
plastique
fonction NO
fonction NO
fonction NC
X82308AMAL2
X8230AAMAL2
XB2188AMAL2
X8218AAMAL2
X84POIMA230
X84POIMl230
Mise en œuvre
- Compléter le schéma afin qu'il réponde au cahier des charges.
24V
s
H1
OV
- Tracer le schéma de câblage correspondant.
24 V
H1
OV
Leçon 3 - Capteurs Tout Ou Rien (T.0 .R)
riIl 4 7
4 7_ DÉTECTEURS PHOTOÉLECTRIQUES
Les détecteurs photoélectriques discernent les objets grâce à un faisceau lumineux infrarouge ou
laser. Ils sont constitués d'un module émetteur et d'un module récepteur. Leur grande distance de
détection est limitée par la nature de l'environnement (poussières). Ils sont sensibles à la chaleur et
peuvent interférer entre eux.
Principe
0 Démodulation
f) Étage de sortie
@ Oscillateur
Phototransistor
ou
Photodiode
Câble d'alimentation
+
.
Fa1sceau
lumineux
Câble de connexion -
LED
Module émetteur
Module récepteur
Statique ou à contact
Symbole
Module récepteur----.~
1i-1-
Module émetteur
Commutation
Il existe deux modes de commutation:
• La commutation claire : La sortie est activée lorsque le récepteur reçoit le faisceau lumineux.
• La commutation sombre : La sortie est activée lorsque le récepteur ne reçoit pas le faisceau lumineux.
4.1 Système barrage
Avec le système barrage, l'émetteur et le récepteur sont placés dans deux boîtiers séparés. L'objet à
détecter rompt le faisceau en passant entre l'émetteur et le récepteur. Seuls les objets opaques peuvent
être détectés. La portée peut aller jusqu'à 50 m mais l'alignement des boîtiers devient alors difficile.
Principe (commutation claire)
Récepteur
Faisceau infrarouge
interrompu
Émetteur
Émetteur
î
Faisceau
infrarouge
4.2 Système réflex
Avec le système réflex, l'émetteur et le récepteur sont placés dans le même boîtier. Un réflecteur
(catadioptre) renvoie le faisceau émis vers le récepteur. L'objet à détecter rompt le faisceau infrarouge en
passant entre le réflecteur et le détecteur. La portée peut aller jusqu'à 20 m mais les objets réfléchissants
(vitre, carrosserie de voiture, ...) peuvent être vus comme le réflecteur et ne pas être détectés.
Remarque : Les systèmes reflex à lumière polarisée permettent la non détection des matériaux
réfléchissants.
--~-
~ Réflecteur
Module émetteur récepteur
48 llh Principes d'automatismes
Principe (commutation claire)
Faisceau émis
--~ i
Détecteur
(émetteur,
récepteur)
..--- - -)-
,-
Faisceau l
interrompu
Réflecteur
---<:--f --+::~
Faisceau réfléchi
i~
4.3 Type proximité ou à réflexion directe
L'émetteur et le récepteur sont dans le même boîtier. La détection est obtenue lorsqu'un objet
réfléchissant renvoie le faisceau lumineux sur le récepteur. Ce principe permet d'éliminer le réflecteur
mais la portée maximale est inférieure à 2 m.
Remarque: la portée varie selon la couleur et le pouvoir de réflexion de l'objet et du fond.
(hïïl,PI
Principe (commutation claire)
Faisceau émis
~étecteur 1 1----i -)-__ _
(emetteur,
récepteur)
Faisceau émis
~étecteur 1 1- -)-J ._~ -:: . (: metteur,
-~ -r- ~ recepteur)
Faisceau réfléchi par
l'objet à détecter
Grâce aux nouvelles technologies, certains capteurs optiques sont capables de distinguer la couleur
des objets, d'effacer l'arrière plan, d'auto-apprentissage, ...
Application 5 : Signaler le passage d'un client à l'entrée d'un point de vente à l'aide d'un avertisseur sonore.
Cahier des charges :
- Masse d'un client : 70 kg
- Vitesse linéaire d'un client : 0,8 m/s
- Environnement s
- tension d 'alimentation : 230 V
- avertisseur sonore 230 V - 50 Hz
- largeur de l'accès : 2 m
1. Choix de la technologie
À l'aide des différents documents et du cours, répondre aux questions suivantes :
- Technologie de détecteur à utiliser : ..... .. ............ ....... ... ... .... .. ... .. ...... ... ..... ........ ... ... .......... ... .
Justification : ..... ........ ....................... ............. ....... ... ... ..... .. .. .... ... ... ............. ... ...... ... .. .... ..... .
- Système de détection :
D proximité D barrage D réflex
Justification : .... ..... ..... .... .. .............. .... .. .......... .. ....... ...... ..... ......... .. ........... ..... .... ....... .... ..... .
Type de commutation : Sombre
Contact à utiliser :
D NO
D NF
Justification : .......... .. ..... .... .. .... .. ... .... ...
Portée utile mini : ... ... ... ... .. ... . ..... .. ... .... .. .. ... ... ... ....
Justification : ...... ...... .... .. .................... .
Plage d'alimentation : ... ... ........ ..... ........ .. ..............
Justification : ....... ... ... ........ ... ...... ... ......
Leçon 3 - Capteurs Tout Ou Rien (T.O.R)
ri•I 49
2. Choix du détecteur
Compléter le bon de commande du détecteur réflex nécessaire.
Constructeur
Désignation
Technologie de la sortie :
D contact
□ NPN
Référence
□ PNP
Portée utile : ........................ ..
Possède-Hl une DEL signalant l'état de la sortie?
Doui
0Non
Possède-t-il une protection contre les courts-circuits ?
Doui
0Non
Alimentation: .... ... ........... ... ..... ..... ..... ............. ......... .
Documentation constructeur (Schneider Electric)
cUteotlon ob)el prê1tnl NO
barrage
oorll• active/ objet prêHnl
reflex
proxlmll•
(E/R)
(E/R)
j]-• Q J]-• i
(E)
(R)
cUteotlon ob)et ab1tnt NC
barrage
oortle activa / obJel 1baanl
reflex
proxlmlt,
(E/R)
(E/R)
D:;=i D-
J]-Q
(E)
j]~•
(R)
1◄
connecteur t.112
N llex pollrlH (l!/R)
AC/OC 1 'OF' relais
porlM (4)
type de aorlla OC 3 Ilia
Nllex (l!/R)
type de aortle OC 3 Ilia
,
NO
,.,
P;;;
NP
; -,---t-~ = m : ~- -+.i:':=::f.:E'::-:':-NPN
-t-:f.ii:i::':-:,:ffli;i'i:--
-
--+~~,:fà,i::i,:---
-
~
Pi:<
NP
: .--+~~:fr.~- --H;i~-=:~1-::--NPN
-+~~::F.r.ii";-- - - - t~:m::S,m-:~- -
AC/OC 1 'OF' relais
porlM(4)
NO
AC/OC 1 'OF' rtlIl1
oc
Ier an barrage (1)
N:;tOC
11!!1"" oommunee DC
lne da t1n1lon mlnVmaxl V ondulation oom rl11
1noa da oommutallon Hz
caractfrl1tlqu11 oommun11 ur la varalon OC
oommut6 maxi ~
) : 100
/
loaraodrl111q
domaine da tan■
fr• uence da oo
ondulI llon
3. Mise en œuvre du détecteur
Compléter le schéma en utilisant un capteur à système réflex.
PhN ----------------'-------------------------____________________________________________
PE
s
Légende:
S : interrupteur de position
H : avertisseur sonore
50 llh Principes d'automatismes
~
Leçon
J
Tracer le schéma de câblage correspondant.
Ph _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __
N _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __
PE
H
5 L AUTRES DÉTECTEURS
5 .1 Détecteur à ultrasons
Les détecteurs à ultrasons permettent de détecter, sans contact, les objets grâce à un faisceau
ultrasonique (de 100 à 500 kHz). La détection est obtenue par le calcul du temps écoulé entre l'émission
de l'onde et la réception de son écho (3 ms pour parcourir 1 m).
Ils détectent tous les matériaux, quelle que soit leur nature (solide, liquide, poudre, etc.), sauf les
absorbants acoustiques. Ils sont sensibles aux courants d'air, au bruit important, à la vapeur et aux
environnements poussiéreux.
Domaine de détection
))
0
"'
0
r
~ 0
::,
O générateur haute tension
e transducteur piezzo électrique (émetteur et récepteur)
C) étage de traitement du signal
8 étage de sortie
Leçon 3 - Capteurs Tout Ou Rien (T.0.R)
ri•t 51
Les détecteurs à ultrasons peuvent remplacer les détecteurs de proximité et les détecteurs photoélectriques.
4·15,&Mé&
Non
L'objet est il solide ?
T
►
Oui
Le contact du détecteur avec _N_
on
________"'I
l'objet est il possible ?
T
L'objet est il
liquide ou gazeux ?
Oui
Oui
L'objet à une masse> 500 g
T
L'objet est il métallique
Non
Oui
La vitesse de passage de
l'objet est elle < 1,5 mis ?
T
La distance objet détecteur
est elle "" 50 mm ?
Oui
La fréquence de passage de
l'objet est elle < 1 Hz?
Non
Non
Oui
Détecteurs de
prox1m1té inductifs
Détecteurs
photoélectriques
Pressostats
Vacuostats
1
1
e
5 .2 Détecteur de pression
Les détecteurs de pression, pressostats ou vacuostats, sont des appareils capables de réagir à la
pression d'un fluide. Ils sont utilisés dans des applications de contrôle ou de régulation de pression
de fluides.
Ils transforment un changement de pression en signal électrique T.O.R lorsque les points de consigne
affichés sont atteints. Leurs sorties changent d'état lorsque la pression dépasse la consigne (valeur
prédéterminée).
XML-A
0
@ 0
.,-1 - - - ' - - - w - ~ ~ -
••••••
PH 1
:1
········PB
Hystérésis
c..__
_,
O ~ - - - - -- -
:H
[H]
Le pascal (Pa) est l'unité internationale de pression
Le bar (bar) est une unité de pression très utilisée,
1 bar= 100 kPa
* 1 kilo pascal (kPa) = 1 000 Pa.
Exemples d 'application :
- mettre en service la pompe lorsque la pression du fluide dans le réservoir est inférieure à la consigne ;
- arrêter une pompe si la pression du fluide dans la canalisation de sortie est inférieure à la consigne
(marche à vide).
52
llh Principes d'automatismes
-
Matériel
Capteurs T.O.R_----1
Mise en situation : Votre professeur vous a fourni
un interrupteur de position électromécanique et un
détecteur de proximité ainsi que leurs documentations
techniques respectives.
J
Référentiel :
Savoirs abordés : S4-5 Acquisition de données
Compétences développées: C3-1, C2-6
Symbole : Représenter dans le cadre ci-dessous le symbole de vos capteurs (repérer chaque connexion).
Détecteur de proximité
Interrupteur de position électromécanique
Symbole
Fonction : un capteur Tout Ou Rien convertit une grandeur physique en un signal électrique logique.
L
ÉLÉMENTS DE CHOIX D'UN CAPTEUR T.O.R
Matière
de l'objet à détecter
Alimentation
de l'équipement
Vrtessede
lacement de l'objet
Environnement
Poids et
taille de l'objet
2 7_ CARACTÉRISTIQUES DES CAPTEURS
Pour les deux appareils dont vous disposez, compléter le tableau suivant :
Constructeur Référence
Désignation
Plage de tension
IP
Intensité commutable
Interrupteur
de position
Détecteur
de proximité
Portée nominale (mm)
Sortie
Type de sortie
Interrupteur de position
Qcontact
Qstatique
QNO
QNC
Détecteur de proximité
Qcontact
Qstatique
QNO
QNC
Matériel 3 - Capteurs T.O.R
riIl 53
7_ TEST DES CAPTEURS
a) Test hors tension: À l'aide d'un ohmmètre, tester la sortie de chaque capteur et noter son état dans
le tableau suivant.
Interrupteur de position électromécanique
-
Contact : ...... - ......
Détecteur de proximité
Contact : ...... - ......
Sortie N ... ...
Non détection
Détection
Peut-on dire si l'interrupteur de position électromécanique est en état de fonctionnement?
0 Oui O Non Pourquoi? ...... ... .............. ............................ .. ............... .. .... .. .. ... ... ... ..... ..... .. .. .. .
Peut-on dire si le détecteur de proximité est en état de fonctionnement?
0 Oui O Non Pourquoi? ...... ... ...... ..... ....... ..... ......... .... ...... ...... .... . .. .... ......... ... .... ........ ..... ..... .
b) Test sous tension : Réaliser pour chaque contact le montage suivant.
S ; - - - - - - - - - - - - - ;.,_ Capteur
,
24V
H1
,___I~ •-,,,,,,---~ ~ - - - - - -0...--------,1 0 V
1
1
~------------- ..
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Noter l'état du voyant H1 dans le tableau suivant.
Interrupteur de position électromécanique
Action
contact 13 - 14
contact 21 - 22
H1
H1
normal anormal
allumé
éteint
Absence d'objet à
détecter
□
□
□
acier
□
□
cuivre
□
plastique
Contact
avec l'objet
à détecter
Proximité
avec l'objet
à détecter
Détecteur de proximité
Sortie NO
normal anormal
allumé
éteint
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
bois
□
□
□
acier
□
□
cuivre
□
plastique
bois
H1
éteint
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
L'interrupteur de position électromécanique est-il en état de fonctionnement?
Le détecteur de proximité est-il en état de fonctionnement ?
54
l•h
Principes d'automatismes
normal anormal
allumé
Ooui 0Non
Ooui 0Non
Relais
Il
d'automatisme - ~ - 'T
Mise en situation : La partie commande des systèmes est
composée d'organes capables de réaliser les fonctions nécessaires.
Quels sont ces appareils? Comment fonctionnent-ils? Comment
les intègre-t-on dans un schéma? Comment les choisit-on?
À l'issue de la leçon, vous saurez choisir et raccorder un relais
d'automatisme.
Référentiel :
Savoir abordés : S4.6 Représentation des
ouvrages et des systèmes
Compétences: C1-3, C2-2, C2-12
Les appareils étudiés dans cette leçon sont utilisés dans l'unité de traitement en logique câblée. Ils fonctionnent en tout ou rien (T.O.R).
Énergies
Orgonos
do dialogue
t
Matière d'œuvre
Effecteur s
do traitement
actionneurs
GÉRER
L'ÉNERGIE
COMMUNIQUER
ET DIALOGUER
TRAITER
LES DONNÉES
Capteurs
AGIR SUR
LA MATIÈRE
O'OEUVRE
ACQUÉRIR ET
- - - t :~~N~N~::
Partie commande
Matière d 'œuvre
+ valeur ajoutée
Unité
de traitement
TRAITER
LES DONNÉES
Relais d'automatisme
- Relais auxiliaire
- Relais temporisé
}
- Relais bistable
1 7_ RELAIS OU CONTACTEUR AUXILIAIRE
Un relais ou contacteur auxiliaire est un appareil électromagnétique qui commute des signaux
électriques grâce à des contacts. Il ne dispose pas de pouvoir de coupure* (Pdc) et le courant
thermique conventionnel (/1h) est inférieur à 1O A.
Signal électrique T.O.R - -...i.,I Commuter
Relais
f---►
.. Signal électrique T.O.R
Les contacteurs auxiliaires sont utilisés pour:
- relayer les signaux (multiplier les contacts),
- amplifier les signaux T.O.R (tension ou courant),
- séparer les circuits (isolation galvanique),
- réaliser des fonctions logiques, .. .
* Pdc - pouvoir de coupure : capacité d'un appareil à éteindre les arcs électriques générés lors de l'ouverture des contacts.
Leçon 4 - Relais d'automatisme
rl•I 55
"
Leçon
,
-y
1 .1 Constitution
Index
Carter
Contact
Culasse ------.
mobile
Ressort
Bobine - - - - - 1
~=---- Culasse
fixe
1.2 Principe de fonctionnement
Un contacteur auxiliaire peut avoir deux états: repos ou activé. Sur cet appareil monostable, c'est
l'état repos qui est stable. Le relais reste ou revient à l'état repos tant que sa bobine n'est pas alimentée.
Repos
Repos
Activé
- Le ressort tient éloigné les
armatures.
- Les contacts sont dans l'état
logique O.
- Dès qu'il n'y a plus de courant
dans la bobine, le ressort éloigne
les armatures.
- Les contacts reviennent dans
l'état logique O.
- Le passage du courant
dans la bobine crée un champ
magnétique qui attire
les deux armatures.
- Les contacts sont dans l'état
logique 1.
13 21 l33 43
14 22 34 44
14 22 34 44
14 22 34 44
1.3 Repérage
Exemple d'un contacteur auxiliaire comprenant quatre contacts :
I;;
Repères
des connexions
de la bobioe
Numéro d'ordre
du contact
56 llh
Principes d'automatismes
~
~1~ 01
z
~
~
C')
!
~
+-Nature
du contact
•
~
.,.
A
1
r
Leçon
1.4 Bobine
La bobine, organe moteur du relais, est caractérisée par :
- la nature du courant (continu, alternatif),
- la tension.
Certains relais permettent l'adjonction d'un bloc supplémentaire additif pour obtenir :
2 ou 4 contacts instantanés
supplémentaires
2 contacts temporisés
Une fonction mémoire
Les critères qui permettent de choisir un relais sont :
- le nombre de contacts NO et NC,
- la nature des contacts (instantané, ...),
- la tension et la nature du circuit de commande (inscrite sur la bobine),
- le courant thermique conventionnel (1th),
- la tension assignée d'emploi (U8 ),
- le mode de raccordement (vis-étriers, ressort, cosse faston).
f.Ti~·•·
Raccordement
par cosse faston
par vis-étriers
Application 1 : On souhaite réaliser un avertisseur lumineux et sonore pour prévenir de la présence
d'une personne à l'entrée de l'atelier d'un menuisier.
Cahier des charges :
- Une action sur le bouton poussoir allume
le voyant et fait retentir l'avertisseur sonore
- S1 : bouton poussoir NO
- H1 : voyant lumineux (12 V - DC)
- H2 : avertisseur sonore (24 V - 50 Hz)
-Al: alimentation 24 V- 50 Hz/ 12 V - DC
1 Les protections ne sont pas à traiter J
Compléter le schéma afin qu'il répondre au cahier des charges. Placer les repères sur chaque connexion.
Ph 24 V
S1
r------------.
1
1
1
1
1
1
1
·-----------·
N
KA1
__Q_ H2
24 V AC ; - - - - - - - - - - - ; 12 V DC
1 - - - - - - - - '' Ph
'
,....:N
+L__
Al
'
-:-
·---- --- ----·
'
1
Leçon 4 - Relais d'automatisme
rl•I 5 7
Tracer le schéma de câblage correspondant.
Ph 24 V
S
N
==419
À l'aide de la documentation technique, répondre aux questions suivantes et compléter le bon de
commande.
Nombre de contacts utilisés: ....... NO ..... .. NF Justification : ... .... .................... .. ..... .. ..... ... ... ..... .
Tension bobine : ......................... ..... ... .... ... .... .. ... .... ..... .. ....... ..... .. ... ..... .. .......... ... ... .. ... ... ...... .... .
Justification : ........................... ... .. .. .... ... .... ... ...... .......... .. ........ ........................ .... .... ... .. .......... ...
Bon de commande du contacteur auxiliaire :
Désignation
Cocher la case du
schéma correspondant
à ce relais.
Référence
0
Documentation technique : Schneider Electric
r~
Contacteurs auxiliaires TeSys D
type
nomb<e de cootacts
référence de base à
compléter par le repère de
la tension (1)
r
raCCOfdement par vis-étriers
instantané
5
5
CAD50•• (2)
2
3
CAD32.. (2)
raCCOfdement par bornes à rassort
instantané
5
5
CAD503..
2
3
CAD323..
Tableau de choix des repères de tension bobine
courant alternatif
110
F7
115
FE7
220
M7
230
P7
240
U7
380
07
400
V7
415
N7
courant continu (boblnea 1ntlp1ra1lttea d'orlglne)
12
24
38
48
U de0,7à1 125Uc
JO
BD
CD
ED
80
ND
72
SD
110
FD
125
GD
220
MD
250
UD
440
RD
110h1,-.,
50/80 Hz
1/0hl ,:-:
58 flh Principes d'automatismes
24
B7
42
D7
48
E7
440
R7
Il
Leçon
~
2 7_ FONCTION MÉMOIRE
La fonction mémoire est une fonction capable d'enregistrer (sur sa sortie) un état fugitif de son entrée.
Enclenchement (E)
Déclenchement
(RAZ)
Sortie
(S)
Mémoire
Se~ut
ou
Rese~
Les fonctions mémoires sont aisément réalisables à l'aide d'un relais.
Mémoire à arrêt rioritaire
Mémoire à marche prioritaire
S1
S1
LU
1
1
UJ
UJ
S2
1
LU
Schéma
H1
K1
K1
S1 : mise à 1 de la mémoire
S2 : remise à O de la mémoire
K1 : mémoire (auto-maintien)
~
t
n C n [
1
n
s1 □
C
C
S2
'
Chronogramme
(à compléter)
S11
"'I
Équation
►
t
►
K1= S2. (S1+K1)
"1
t
►
K1= (S2.K1) + S1
Application 2 :
a. Réaliser une fonction mémoire à arrêt prioritaire b. Réaliser une fonction mémoire à marche prioritaire
d'après les critères suivants :
- S1 , S2 enclenchement de la mémoire,
- S3 déclenchement de la mémoire.
d'après les critères suivants:
- S4 enclenchement de la mémoire,
- S5, S6 déclenchement de la mémoire.
Leçon 4- Relais d'automatisme
ri•I 59
Application 3 : Question pour un rapide
Fonctionnement : Cet équipement est utilisé
sur les plateaux de jeux télévisés et met en lice
deux joueurs. L'animateur pose une question
aux participants. Le premier qui pense avoir la
bonne réponse « buzz » , allumant ainsi la lampe
située devant son pupitre et neutralisant tout
buzz de son rival. L'animateur remet les joueurs
en jeu en appuyant sur sa commande de remise
à zéro.
- SBO : BP « Animateur » (remise à zéro)
- S81 : buzz (BP) « Joueur1 »
- S82 : buzz (BP) « Joueur2 »
- H1 : voyant Joueur 1
- H2 : voyant Joueur 2
Compléter les cases rouges (avec les termes SBO, S81, K1 et K2) en fonction des renseignements fournis.
Compléter les cases bleues.
,
Remise à z é r o - - - - - - -•
1
'1
1
1
1
, ____
;
commande
- - -------,..---voyantJoueur1
Cl2
Cl2
Cl2
Mise à 1 de la
Mémoire Joueur 1
,
'1
1
1
1
1
1
1
: 1
Cl2
12
13
Verrouillage par _ __,.,
le Joueur 2
xs .................
OI
A1
•· •
A1
H1
,
Joueur 1
, ..
.
' .
60 llh Principes d'automatismes
Joueur 2
Voyant
J
oueur 1
K2
:
.:
Voyant
'J ·
oueur 2
.,.
A
leçon
Vu le succès remporté par l'émission, la société de production désire passer le nombre de joueurs
pouvant jouer simultanément à trois. Compléter le nouveau schéma.
Xl
01
01
01
12
13
14
S80
GJ□ .•
IO..Œ
wu
Application 4 : Porte de banque
Fonctionnement :
a. Le client qui désire entrer actionne la sonnette afin d'avertir
l'hôtesse de sa présence à la porte par une sonnerie.
b. L'hôtesse, après un contrôle visuel, appuie sur le bouton
poussoir« Entrez» qui provoque l'alimentation de la ventouse
magnétique et la libération de la porte.
c. Le client ouvre la porte qui actionne l'interrupteur de position
« Porte ouverte » désactivant l'alimentation de la ventouse.
- S1 : BP « Sonnette »
- S2 : BP « Entrez »
- S3 : interrupteur de position « Porte ouverte »
- M1 : ventouse magnétique
- K2: sonnette
- H1 : voyant « Entrez »
Citer la fonction nécessaire pour « gérer » l'ouverture de la porte . ... .. ..... .. ......... .. ... ............. .... .. ...
Pourquoi? ............. ..... ..... .... ....... .... ....... ... .... .. .. ... .... ....... ........... .................... ..... ........... ... ....... .
Leçon 4 - Relais d'automatisme
riIJ 61
Tracer le schéma comportant
l'avertisseur sonore, la ventouse magnétique ainsi que
S2 et S3 afin de compléter la
fonction mémoire à marche
prioritaire.
3 7_ CONTACTS TEMPORISÉS
Les contacts temporisés retardent d'un temps prédéfini la transmission d'un signal électrique T.O.R.
Signal électrique T.O.R
- - - --1 Retarder 1-I_____., Signal électrique T.O.R retardé
Relais temporisé
î
+--Temporisation -
Contacteur auxiliaire et son bloc temporisé
3.1 Temporisation « travail »
Les contacts temporisés au« travail» retardent l'apparition du signal T.O.R.
Symbole
Chronogramme
Contacts NC et NO temporisés
Commande (bobine)
~
et
r
□
:<T:
t
-
1
'
s:
T
►
3.2 Temporisation « repos »
Les contacts temporisés au« repos» retardent la disparition du signal T.O.R.
Symbole
Chronogramme
Contacts NC et NO temporisés
~
1()
ù=i
(0
0~
ffi]- ~
Commande (bobine)
et
62 llh Principes d'automatismes
Entrée li
. t·
(E) emponsa ,on
6
·~s
n
'
'''
''
'
1
·:
T
:
1:
t
►
1
Application 5: Afin d'éviter tout déclenchement intempestif de l'alarme
« Débordement cuve », on souhaite réaliser le montage suivant :
Le voyant H1 s'allume dès que la cuve est pleine. Si cette situation
perdure plus de 1O secondes alors un avertisseur sonore retentit tant
que le niveau n'est pas redescendu.
- S1 : détecteur de proximité capacitif 2 fils « Cuve pleine »
- H1 : voyant lumineux «Cuve pleine»
- H2 : avertisseur sonore «Débordement cuve»
- K1 : contacteur + bloc temporisé
Les protections ne
sont pas à traiter
H1
....
S1
Choisir la référence du bloc temporisé à associer au contacteur.
Compléter le schéma afin qu'il réponde au cahier des charges. Placer les repères sur chaque connexion.
Ph
51
..
1
1
1
1
-----------·
N
K1
_H_ H2
Documentation technique Schneider Electric
Blocs de contacts auxiliaires temporisés ►24505◄
références
montage
nombre de contac t s !.;.;;e.;.;.
m..:;.po
.;.;.r..;..;;
lsa
..;.;.;t.;..;
lo-'n_ _ __
par encliquetage
contacts
type domaine de réglage
raccordement par v1s-,trler1 (1)
(posslblllté maximale de montage par contacteur, voir page E111)
frontal
1 "F" + 1 "O"
travail _o.:...
,1_.._. 3_ s _ _ _ _L
;;.;A
..;,;D
.;...T""'o_ __
0,1... 30 s
LADT2
10... 180 s
LADT4
1... 30s
LADS2
repos 0,1... 3 s
LADRO
o,1... 30 s
LADR2
10... 180 s
LADR4
Leçon 4 - Relais d'automatisme
ri•t 63
A
leçon
-r
4 7_ RELAIS BISTABLE
Un relais bistable est un relais dont les deux états, repos et travail, sont stables. Il reste dans l'état où il
se trouve tant qu'il n'y a pas de commande. Ces relais sont utilisés pour réaliser les fonctions mémoires.
Bobine de mise à 0
(Reset)
Symbole
+
Bobine de mise à 1 (Set)
1 ~- ~C'),-1
, --
C\J
C')
Relais bistable
de la série RK
(Schneider Electric)
Système d'accrochage
Contacts (inverseurs) (Mémoire)
Chronogramme
~ î
t
1
►
~ î
1
t
►
32
~
34
î
1
..
t
1
Application 6: Compléter le schéma pour obtenir le fonctionnement suivant:
- une action sur le bp S1 provoque l'allumage du voyant H1 ,
- une action sur le bp S2 provoque l'extinction du voyant H1.
Ph
51
r---------,
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
N
KA1
r----- - -------
1
1
l
·-------- ·
~
52
.. -------- ..
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
·--------·
64
l•h
Principes d'automatismes
J PE
-------------
1
Découverte
~atéj
.
d'un relais auxiliaire _J • •
1
Situation : Votre professeur vous
fournit un relais auxiliaire et sa
documentation technique.
Référentiel :
Savoirs abordés : S4-6 Représentation des ouvrages et des systèmes
Compétences développées: C1-3, C2-2, C2-8, C2- 10
Symbole: Représenter dans le cadre ci-contre le symbole de votre
relais auxiliaire (repérer les différentes connexions).
Fonction : un relais auxiliaire commute les signaux électriques
grâce à ses contacts.
1 7_ ÉLÉMENTS DE CHOIX D'UN RELAIS AUXILIAIRE
Nombre et type
des contacts
2 7_ ÉTUDE DU MATÉRIEL FOURNI
À partir de votre relais et de sa documentaire technique, compléter le tableau suivant :
-
Constructeur
1
Nombre et type des
contacts
Désignation
Référence
1
1
1
Valeur de la tension de
commande
Nature de la tension de
commande
Courant conventionnel
(/ )
8
Durée de vie mécanique
(nombre de cycles)
1
Consommation moyenne à
Consommation moyenne
--l'azJ>= l_ _ _ ___ __.....:a:::
u~m:.:.::a::.:,
ln:.::
tl::::
en:.:-_
J 7_ TEST DU RELAIS AUXILIAIRE
'
b
Réaliser le montage suivant :
01 ____..J"V\-2___ 5.!:--___,4_ _~ a,---1Çlt--'-'e:i...___.__.
, ,~ 0 1
_,,.,.,.,--
24
D
-----1.
'(
la\ A1 et A2
~ soustension
~
À l'aide d'un ohmmètre, tester chaque contact et noter son état dans le tableau suivant.
Repère du contact
.. .... - ......
-
.... .. ......
-
.... .. ......
...... - ......
...... - ......
État du Relais au repos S1 = 0
contact Relais enclenché S1 = 1
Ce relais auxiliaire est-il en état de fonctionnement?
D Oui D Non
Matériel 4.1 - Découverte d'un relais auxiliaire
•t 65
~
~'f
Matériel
~f"
~
. ' :
24 V~
"
4 7_ CHOIX DE MATÉRIEL
sa,
Q.,...
Jb
a. Afin de réaliser l'équipement de la platine« Question
K1
(01-D)
l<2
(01-F)
,.
pour un rapide », surligner les différents organes du
relais auxiliaire K1.
œ
S82
,.
S83
e
K1
(01-D,j.
,.
œ
l<2
(01-F)
œ
K1
(01-0)
b. Choix du relais auxiliaire K1
~
Nature et nombre des contacts nécessaires :
Œ
.,
M
K1
l<2
~
H
""
~
)
,.
"
..
"
av
Nature et valeur de la tension de commande :
l<2
(01- F )
H1
"
""'
Déterminer la référence du relais auxiliaire K1 :
Constructeur
Désignation
Référence
Justification : ........ .. .... .. .. ... .. .. ...... ... ... .. .. ..... ............ ... ..... ... ..... ... ...... ........ .. ...... .. .... ... ... ..... .. ...... .
Exemple de référence :
CA2KN40V7
Documentation technique (Schneider Electric)
Contacteurs auxiliaires TeSys K pour circuit de commande en courant alternatif
circuit de commande
consommation
contacts
auxiliaires
raccordement par vis-étriers
4,S VA
~ ~
réf. de base
à compléter
par le repère
de la tension (1)
4
3
2
CA2KN40..
CA2KN31 ..
CA2KN22..
•
1
2
(1) Bobine pour relais auxiliaire
ccurant alternatif
wlls'v
24
50/60 Hz
~
42
œ
48
e
110
115
~
m
220
230
240
~
~
~
380
m
400
~
415
w
440
w
5 L CONCLUSION
Quelle est la fonction d 'un relais auxiliaire ?
Dans quelle partie d' un équipement peut-on trouver ce type de relais?
Les relais auxiliaires disposent-ils d'un pouvoir de coupure ?
66 llh Principes d'automatismes
Mise en œuvre
d'un relais auxiliaire _J •'Maté~
Situation : Votre professeur vous Référentiel :
fournit un relais auxiliaire et sa ' Savoirs abordés: S4-6 Représentation des ouvrage et des systhème
documentation
Compétences développées: C1-3, C2-8, C2-10
On souhaite réaliser une fonction mémoire à l'aide d'un relais auxiliaire afin de commander le voyant H1. Pour
chaque schéma, réaliser le montage puis faire l'essai et expliquer brièvement le fonctionnement constaté.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Schéma n° 1
Remarque : pour des
raisons de sécurité, il
est préférable d'utiliser
du matériel TBT.
w
Compléter le chronogramme suivant.
S1
S2
K1
H1
t D
t
t
1
r - -t
►
D
!
Ce fonctionnement est-il celui d'une mémoire?
~
t
►
1
t
1
t
►
►
D Oui D Non
Justifier : .. . .. .. ... .. ... . . .. .. ..... ... ..... ..... . ...... ... ... ... .. ..... .... ... ..... ... .... .... . ..... ..... .... ....... .... ...... ... ... ...... .
Schéma n° 2
Compléter le chronogramme suivant.
,------------------,
S1
~t-~□
_._____ ___,_[_ 7__.____ _ ~
K1 ~t- -H1
t
- - - - - - - - - - ---~
'
t
'
►
Matériel 4.2 - Mise en œuvre d'un relais auxiliaire
67
.,....
;f _(}I
Matene
Ce fonctionnement est-il celui d'une mémoire ? D Oui D Non
Justifier : .. ......... ......... ....... ... ........... ..... ... ... ........ .. .. ........ ......... .. .. .... .... .. ...... ..... ..... ..... .... ..... ..... ....
Schéma n° 3
~----- S1 ~ ~ - - - - ~ - - - .
1
w
Compléter le chronogramme suivant.
S1
t,...___,_C]
_.._______,C]
~_.__-□
--~
K1 ~t- - - - - - - - - - - - - ~
t
H1 _.t_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Ce fonctionnement est-il celui d'une mémoire ? D Oui D Non
Justifier : ... .... ... .. ..... ... ... ..... ..... ..... .... .. ... ... .... .... ....... ... .... .. ... ...... .... ..... ................. ...... .... ....... .... ...
Schéma n° 4
S2
.......__...._..__51~~~
LU
1
w
Compléter le chronogramme suivant.
S1
t._____.C]
_ __,___ _ _ ___.D
__~~
____.C
..____.____.__D
]
~~
S2 t 1...-_ _ _
~
K1 ....L
t _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _
~
H1 ....L
t______________
Ce fonctionnement est-il celui
D d'une mémoire à arrêt prioritaire?
D d'une mémoire à marche prioritaire ?
Justifier : ... .. .. .... ... ........... ........ ... ... .. ... ..... ... ...... ..... .... ... ..... ... ... ... ........ ...... .. ..... ....... ... ....... ..... ...... .
68 flh Principes d'automatismes
Situation : Votre professeur vous
fournit un relais auxiliaire avec son bloc
temporisé ainsi que sa documentation
technique
Référentiel :
Savoirs abordés : S4-6 Représentation des ouvrage et des systhème
Compétences développées : C1 -3, C2-8, C2-10
On vous demande pour chaque cas de compléter le schéma, de réaliser le montage, de procéder à un
essai et de répondre aux questions.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Schéma n° 1 : Temporisation travail contact NO
S2
s1--~...........~
1
....--............~
u.J
w
Remarque : pour des
raisons de sécurité, il
est préférable d'utiliser
du matériel TBT.
Oui
Non
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
Justifier : ....... ..... .. ... .. ...... ...... ........ ... ... ....... ............ ... ........ .. .... ..... .. .... ..... ... ..... .. .. ... ..... ....... .... .. ... .
Le voyant s'allume dès la mise sous tension
Le voyant s'allume dès une action sur S1
Le voyant s'allume après un temps préréglé
Le voyant s'éteint après une action sur S2
Le voyant s'éteint après un temps préréglé
Le fonctionnement est-il celui attendu ?
Schéma n° 2 : Temporisation travail contact NC
S2
......__....._ S1_--"--t----'
1
u.J
w
Le voyant s'allume dès la mise sous tension
Le voyant s'allume dès une action sur S1
Le voyant s'allume après un temps préréglé
Le voyant s'éteint après une action sur S2
Le voyant s'éteint après un temps préréglé
Le fonctionnement est-il celui attendu ?
--- ~
........
Oui
□
□
□
□
□
□
Non
□
□
□
□
□
□
Justifier : ..
Matériel 4.3 -Temporisations
ri•t 69
A _(),
Matene
rreJ
Schéma n° 3 : Temporisation repos contact NO
S2
~---- s1___..._.__,_...._
1
LU
,...__._...._.~
w
Le voyant s'allume dès la mise sous tension
Le voyant s'allume dès une action sur S1
Le voyant s'allume après un temps préréglé
Le voyant s'éteint après une action sur S2
Le voyant s'éteint après un temps préréglé
Le fonctionnement est-il celui attendu ?
Oui
□
□
□
□
□
□
Non
□
□
□
□
□
□
Justifier : .. ..... .... .......... .... ... ..... ... ........ ........ ... ........ ... ... ... ... .............. ... .... .. ..... .......... ... ..... .. .. ...... .. .
Schéma n° 4 : Temporisation repos contact NC
S2
~---- s1___...-,-....'
w
LU
Le voyant s'allume dès la mise sous tension
Le voyant s'allume dès une action sur S1
Le voyant s'allume après un temps préréglé
Le voyant s'éteint après une action sur S2
Le voyant s'éteint après un temps préréglé
Le fonctionnement est-il celui attendu?
Oui
□
□
□
□
□
□
Non
□
□
□
□
□
□
Justifier : ............ .... .. ... .. .... ........ ... .... ....... ........... .......... ... .... ... ... ... ....... .... .. ...... .......... ... ... ... ..... ... . .
70 llh Principes d'automatismes
Situation : Votre professeur vous demande
de réaliser à partir de l'implantation et du
schéma de principe, l'équipement du jeu
« Question pour un rapide » .
Référentiel :
Savoirs abordés : 84-6 Représentation des ouvrages et des systèmes
Compétences développées: C1-3, C2-2, C2-8, C2-10, C2-14
7_ PRÉSENTATION
La société de production QPR vous demande
de réaliser un équipement pour son prochain jeu
télévisé« Question pour un rapide».
Ce jeu met en lice deux joueurs. L'animateur pose
une question aux participants. Le premier qui pense
avoir la bonne réponse « buzz » allumant ainsi la
lampe placée sur son pupitre et neutralisant tout
buzz de son rival. Après la réponse, L'animateur
remet les deux joueurs en jeu en actionnant son
poussoir de remise à zéro.
Cahier des charges :
- SBO : BP « Animateur »
- S81 : buzz (BP) « Joueur1 »
- S82 : buzz (BP) « Joueur2 »
- H1 : voyant Joueur 1
- H2 : voyant Joueur 2
Il
Temps
prévu
Travail demandé
passé
1
Implanter le matériel
2
Réaliser le câblage
3
Effectuer la mise sous tension
4
Vérifier le fonctionnement
5
Remettre en état l'équipement
Note
Degré d'acquisition*
* Rouge : non acquis à retravailler ; Bleu : en acquisition, à revoir ; Noir : acquis
2 7_ IMPLANTATION
r- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7
1
1
1
1
1
1
Coller ici
l'implantation fournie par votre professeur
I
I
I
I
1
1
L _
1
____ __ __ _
_
__ ____ _
___ ____ __ ____________ _
__ _
Réalisation 4.1 - Question pour un rapide
J1
•t 71
3 L RÉALISATION
À l'aide du matériel mis à votre disposition, réaliser l'équipement« Question pour un rapide », suivant
l'implantation et les modalités indiquées par votre professeur.
Schéma de principe
A
B
D
C
E
F
H
G
J
K
24 V 50Hz
X1
····•
2
sso:
a-JO ··
RO.XlE
K1
( 01 - D)
K2
( 01 - F)
12
13
3
Cl2
Cl2
4
Q1
2A
E-
5
S81
Net
6
Cl2
Cl2
K1
( 01
-D)
K2
( 01-F )
œ
œ
7
K2
( 01 - F)
K1
( 01 - D )
8
0
9
OI
A1
10
H1
H2
Voyant
Joueur1
Voyant
Joueur2
11
72 llh Principes d'automatismes
(01-E) ( 01 -F)
( 01 - H )
(01-G) ( 01 - 0)
( 01 - J )
Joueur1
Joueur2
7_ MISE SOUS TENSION
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Action
Mesure de la tension en amont de Q1
Valeur mesurée
Valeur attendue
...................
...................
Valeur correcte
1
□ oui D Non
1
□ oui D Non
Fermeture de Q1
Mesure de la tension en aval de Q1
...................
•••••••••••••••••••
5 7_ CONTRÔLE DU FONCTIONNEMENT
a. Compléter en vert le chronogramme d 'après le fonctionnement attendu de H1 et de H2.
b. Sur votre équipement, réaliser les actions demandées et compléter (en rouge) le chronogramme de
H1 et H2 selon les indications des voyants.
Joueur1
(Bp S81)
Joueur2
(BP S82)
Animateur
(Bp SBO)
Voyant H1
Joueur1
Voyant H2
Joueur 2
:I D
D D
D
t
►
0
0
0
0
'
''
'
'
''
''
7_ CONCLUSION
Le fonctionnement de votre équipement est-il conforme au cahier des charges ? D Oui D Non
Sinon, quel(s) dysfonctionnement(s) présente-t-il ?
Réalisation 4.1 - Question pour un rapide
•t 73
FICHE DE MAINTENANCE
Le professeur aura provoqué une panne.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
CONSTATATIONS
- Essayer le montage.
- Identifier ce qui ne fonctionne pas correctement dans votre réalisation :
Sous tension
DIAGNOSTIC
- Localiser (en entourant) sur le schéma de principe, la partie responsable de ce
dysfonctionnement.
- Noter par ordre de probabilité les éléments susceptibles de provoquer la panne.
1. ····························································•························•···················································································
Hors tension
2. ······················•···•······················································································•···•·······"·················· ························
3. ··························· ···············•········•············•············································•···•···········"·""'""""'""'"""'"""'""" """"'""""'"""'""""
4. ·······················································•········•····················•·················································•·································
5. ·········································································································•·······························································
LOCALISATION DU DÉFAUT
Cause de la panne: ............................................................................... .......................................................
Sous tension
- Fonctionnement correct :
7 4 flh Principes d'automatismes
O oui
D Non
Situation : Votre professeur vous
demande de réaliser à partir du schéma de
principe et de l'implantation, un équipement
destiné à la signalisation routière.
Référentiel :
Savoirs abordés : S4-6 Représentation des ouvrages et des systèmes
Compétences développées: C1-3, C2-2, C2-8, C2-10, C2-14
7_ PRÉSENTATION
Le service de la voirie installe un équipement de
signalisation afin de prévenir les usagers de leur
vitesse excessive avant une courbe dangereuse.
L'équipement est constitué par deux détecteurs
inductifs placés dans la chaussée et espacés de
1O m l'un de l'autre. Lorsqu'un véhicule passe
sur les capteurs à une vitesse supérieure à la
vitesse autorisée, le panneau lumineux clignote
pendant 3 secondes.
Cahier des charges :
- S1 et S2 détecteurs inductifs
- H1 : panneau lumineux
Il
Temps
prévu
Il
Travail demandé
passé
1
Implanter le matériel
2
Réaliser le câblage
3
Effectuer la mise sous tension
4
Vérifier le fonctionnement
5
Remettre en état l'équipement
Note
Degré d'acquisition*
* Rouge : non acquis à retravailler ; Bleu : en acquisition, à revoir ; Noir : acquis
27_ IMPLANTATION
, - - - ---------- ----- ---------------- ---------7
Coller ici
l'implantation fournie par votre professeur
L- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~
Réalisation 4.2 - Signalisation routière
11 75
3L
RÉALISATION
À l'aide du matériel mis à votre disposition, réaliser l'équipement « signalisation routière », suivant
l'implantation et les modalités indiquées par votre professeur.
Schéma de principe
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
24V50Hz
2
'fi
KT2
(01-F)
3
œ
4
0-1
2A
5
..
6
'fi
KT1
(01-D)
$
7
.,
55
KT4
( 01 .J)
55
KT3
(01- H)
55
00
KT3
(01- H)
$
8
9
10
PREP,ER
CAPTaJR
OEIJXB'E
CAPTaJR
îEM'S
'TEM'S
ETEM'
AU.LM:
11
Alimentation
L
Détection de la vitesse
Clignotant
VCJ(N(r
SIGNAIJSAllON
Signalisation
MISE SOUS TENSION
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Action
Mesure de la tension en amont de Q1
Valeur mesurée
Valeur attendue
Valeur correcte
...................
•••••••••••••••••••
□ oui 0 Non
...................
...................
Ooui 0 Non
Fermeture de Q1
Mesure de la tension en aval de Q1
76 llh Principes d'automatismes
5 7_ CONTRÔLE DU FONCTIONNEMENT
a. Compléter en vert le chronogramme d'après le fonctionnement attendu de KT1 , KT2, H1.
b. Sur votre équipement, réaliser les actions demandées et compléter (en rouge) le chronogramme
(1 carreau = 0,5 s) de KT1, KT2, H1 selon l'état des appareils.
t
►
Relais auxiliaire
(KT1) 0 _.__ _ _ ____,____,__ _ _ _.....-,__..___.___ __ _;___ _ _- - - - - ' - - - - - - - - t
1
Relais auxiliaire
(KT2) 0 --'--+-- + - - - ~ ~ - ------ic---¾--..--~----'---------'---------'----'---__.
t
1
Voyant
H1 0 _._~ ~ - - - - - - ' ---'-- - - ~ ~ ~-'--- ' - - - - - - - - - - - - - - - - -.,_t
7_ CONCLUSION
Le fonctionnement de votre équipement est-il conforme au cahier des charges ? D Oui D Non
Sinon, quel(s) dysfonctionnement(s) présente-t-il ?
•· ·· ·· ·· ··· ·· · ··· ·········· ··· ·· ··· ······· ··· · ··· ·· ·· · ·· ·· ··· ·· ···· •·· · ···· ·· ···· ··· ··· ····· · ·· · ··· ·· ···· ···· ··· •·· ··· ··· ···· ··· · ··· · ··· ····· ·· · ·
······· · ················ ··· ·· ····· ····· ··· ····· · ·· · ··· · ······ · ····· · ·· •··• · ·•· ·· ·•·· ··· ·· ··· ··· ····· ··· ·· ···· · ·· ········ ··· · ·· ··· · ·· ··· ··· · ·· ··· ·
.. ... ... ... ............................ ... ... ..... ... ................................... ...................................... ........... ... .....
······· · ············•····· ··· ··•······· ········ ···· ·· ·· ·· ·· ·· ············ •··· ········· · ······· · ·· · ·········· · ·· ··· · ········ ···· ··················
Réalisation 4.2 - Signalisation routière
•t 77
FICHE DE MAINTENANCE
Le professeur aura provoqué une panne.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
CONSTATATIONS
- Essayer le montage.
- Identifier ce qui ne fonctionne pas correctement dans votre réalisation :
Sous tension
······•···•·····································•···································· .. ···········•································ ·································"······"·····
······················································································•···•···•······················· ······•········································•···•·········
··········•···•····························································································•·······································································
DIAGNOSTIC
- Localiser (en entourant) sur le schéma de principe, la partie responsable de ce
dysfonctionnement.
- Noter par ordre de probabilité les éléments susceptibles de provoquer la panne.
1. ··········································································•·································•···•···························· ..··························
Hors tension
2 . ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••·•···••···•···•······························· .. ······· .. ··········· .. ···············································•···
3 . ........................................................................................................................................................................ .
4. ·•·•···•··•···.. ······································•··················································································································
5. ·······•······················································· .. ·····································································•··································
LOCALISATION DU DÉFAUT
Cause de la panne : .................................................................................................................................... ..
Sous tension
- Fonctionnement correct :
78 llh Principes d'automatismes
D Oui D Non
Automatismes simples à base ~
d'automates programmables J j
Situation : De nombreux automatismes sont réalisés à l'aide
d'automates programmables industriels (API). Quel est l'intérêt
des API? Comment fonctionnent-ils? Comment les câble-t-on?
Comment écrire un programme en langage à contact ?
À l'issue de la leçon, vous saurez choisir, raccorder et programmer
un API en LADDER.
Référentiel :
Savoirs associés
programmables
S4.1 Automatismes
Compétences développées : C2-2, C2-6,
C2-7, C3-5
7_ AUTOMATES PROGRAMMABLES
Matière d'œvvre
t
--
CS.dialogue
AGIR SUR
U. MATit.RE
D'OEUVRE
COMMUNIQUER
ET DIALOGUER
L'opérateur intervient sur
le pupitre pour donner les ordres au système
+
Matièfe d'œuvre
+ valeur ajoutée
Unité
de traitement
, •
or<1ros ~
-
Les ordres
commandent des
pré-actionneurs
-
Les capteurs et détecteurs
fournissent des informations
sur l'état du système
~ ·
TRAITER
LES DONNÉES
Le système fournit à l'opérateur
les informations sur l'état du
processus (voyants, messages)
Le traitement des données peut être réalisé en logique programmée. L'unité de traitement se présente
alors sous la forme :
• d'un Automate Programmable Industriel (API). C'est un système informatique adapté à l'environnement
industriel. Il convient pour des équipements industriels réalisés en petites quantités.
• d'une carte à microcontrôleur pour les applications grand public réalisées en quantités importantes.
1.1 Logique programmée / logique câblée
Utilisation de systèmes à
base de microprocesseurs
(cartes électroniques
pour les applications
grand public, API pour les
applications industrielles)
Utilisation de relais
électromagnétiques et de
systèmes pneumatiques.
Les appareils sont
câblés entre eux et le
fonctionnement dépend
du câblage réalisé
- ·-- ·---1
LOGIQUEL '1
PROGRAM~
LOGIQUE
CÂBLÉE
Avantages : modification
aisée du fonctionnement,
câblage simplifié
Inconvénients : câblage
complexe et long, pas de
flexibilité, coût de la main
d'œuvre élevé
Inconvénients : coût
du matériel
Leçon 5 - Automatismes simples à base d'automates programmables ,.-----11■)
------------------------------------------------'
79
1 .2 Principaux types d'API
Les fabricants proposent deux types d'automates programmables: les API compacts et les API modulaires.
Les automates modulaires
permettent de gérer des
- - - - - ; automatismes complexes.
=---=--=-----1 Ils sont constitués
d'un rack contenant
l'alimentation et l'unité
de traitement auquel
il est possible d'ajouter des
modules séparés réalisant
des fonctions spécifiques.
Les automates compacts
sont généralement destinés
à la commande de petits 1 - - ~ -......~
automatismes. Toutes
les fonctions sont intégrées 1
dans le même boîtier. !
--~=~~~~:=::{~
Les automates programmables industriels sont conçus pour automatiser le fonctionnement des process
industriels. Ils doivent :
• supporter les ambiances industrielles (poussières, températures, vibrations, contraintes électromagnétiques ...),
• avoir un fonctionnement évolutif pour s'adapter aux demandes de la production,
• pouvoir être dépannés, entretenus par les techniciens de l'entreprise.
2L
ARCHITECTURE D'UN API
Adapte la tension
secteur en tensions continues
pour alimenter
les composants électroniques
Adapte les signaux issus de
l'unité centrale
en informations destinées aux
pré-actionneurs
Secteur
Automate Programmable Industriel
-
Alimentation
~
L..,.J
Module
d'entrées
Unité centrale
(microprocesseur
et mémoires)
Module
de sorties
uc
bus de communication
Interface de communication
Adapte les signaux des
capteurs en signaux
compréhensibles par l'unité
centrale
Assure la liaison entre
I'API et des équipements
extérieurs (PC, consoles,
autres API...)
80
th
Principes d'automatismes
Exécute le programme et
commande les sorties
PC
Terminal de communication
Autres API
Liaisons assurant la circulation
des données entres
les différents modules
2.1 Module d'entrées TOR
Le module d'entrées permet de mettre en forme les signaux issus des capteurs.
Carte entrées
-~
w..J
Filtrage
Interface
Isolation
galvanique
Mise en forme
Vers bus
communication
J7_
Visualisation
Signaux
compréhensibles
par l'unité centrale
Signaux issus des capteurs
et porteurs de parasites ~
et de rebonds
~
La plupart des modules d'entrée fonctionnent en logique positive.
Le commun des entrées est relié au O V et il faut envoyer du+ 24 V pour valider l'entrée.
so
OV
S1
S21~◊1s31~◊1
24 V
État capteur SO
. . 'Jt ----"'□
---1----___.
►
'
t
n
'
'
Potentiel présent
sur l'entrée 1 API ---1
_ _ __._
___
..___ __..
►
AUTOMATE PROGRAMMABLE
Application 1 : Raccorder sur le schéma ci-dessus :
• le capteur S1 sur l'entrée 3 de l'automate.
• le capteur S2 sur l'entrée 5 de l'automate.
• le capteur S3 sur l'entrée 7 de l'automate.
Certains automates fonctionnent en logique négative.
Principe:
□...____.....-
+24V~I
API
État capteur S
~ov
Capteur
Potentiel présent
sur l'entrée API
t D
t
Leçon 5 - Automatismes simples à base d'automates programmables
►
►
•t 81
2 .2 Module de sorties TOR
Le module de sorties permet à l'unité centrale de commander les pré-actionneurs.
Carte sorties
Interface
Isolation
galvanique
-0-
Circuit
de commande
des pré-actionneurs
{}-
Depuis bus
communication
-©St_
Visualisation
Signaux fournis
par l'unité centrale
Signaux envoyés
aux préactionneurs
Le module de sorties peut être à sorties relais ou à sorties statiques.
Sortie relais
Sortie statique
Pour valider une sortie, l'unité centrale enclenche un
relais miniature. On utilise son contact pour piloter un
pré-actionneur.
Pour valider une sortie, l'unité centrale commande
un interrupteur statique. On utilise le fait qu'il devient
passant pour piloter un pré-actionneur.
Interrupteur statique
~::~ ---~E?\,,=,H~2~: 9: 9; 9: ~i
•••••
du relais
C
2
3
u
- - - - - - KM1
4
®
H1
5
u
------KM2
Application 2 :
• Sortie relais
Surligner en vert le circuit de commande de KM1.
Tracer les raccordements de H1 (sur la sortie 4) et de 1D+ (sur la sortie 6).
• Sortie statique
Surligner en rouge le circuit de commande de KM2.
Tracer les raccordements de H2 (sur la sortie 3) et de 2D+ (sur la sortie 4).
82
t
h
Principes d'automatismes
®
H2
2.3 Adressage des entrées/sorties
L'adressage des entrées et des sorties en langage de programmation automate se fait de la manière
suivante:
j L:
Variable
automate
Entrée
(Input)
j L:
Sorties : % Q y . x
Entrées : % 1y . x
Numéro
de l'entrée
Variable
automate
Numéro
de l'automate/module
Sortie
Numéro
de la sortie
Numéro
de l'automate/module
Le tableau d'adressage ou d'affectation regroupe les adresses de raccordements des entrées et
des sorties sur l'automate et le nom des capteurs et des pré-actionneurs correspondants.
Exemple de tableau d'adressage :
Entrées automate
Le capteur SO est
raccordé sur l'entrée 1
du module 1
so
%11.1
Sorties automate
KM1
S1
H1
S2
1o +
%Q1.2 -
Le contacteur KM1 est
commandé par la sortie
2 du module 1
S3
Application 3 :
Complèter le tableau d'adressage ci-dessus à l'aide du schéma de raccordement des entrées de la
page 81 et du schéma de raccordement des sorties relais de la page 82.
L
AUTOMATES COMPACTS
Ils trouvent leur place dans les petits automatismes pour l'industrie et le tertiaire. Ils sont simples à
programmer et faciles à mettre en œuvre.
Critères de choix :
• Langage de programmation (GRAFCET, LADDER, ...)
• Nombres d'entrées/sorties
• Tension d'alimentation
• Taille mémoire
• Possibilité de placer des cartes d 'extension
• Vitesse de traitement
• Possibilité de dialogue avec d'autres équipements communicants
Leçon 5 - Automatismes simples à base d'automates programmables
11 83
~eçon - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
J
Application 4 :
Raccorder les différentes entrées/sorties sur un automate en respectant le tableau d'adressage. Cet
automate fonctionne en logique positive et dispose de sorties relais.
S1
%11.2
S2
%11.4
S3
%11.6
S4
%11.8
1YV+
1YV-
%01 .1
KM1
%01.3
KA1
%01.4
%01.2
S1 : capteur
de position
0
0
230
Alimentation API : 230 V AC
Entrées en 220 V AC
Pré-actionneurs en 24 V AC
S2 : capteur inductif
3fils PNP
S3: capteur
reflex 2 fils
S4 : capteur
photo électrique
V~
l
J
••••••••••
-ftRONl4le
17 1111
ZIOV
123•
BCDE
STOP LD
JEU 26 SEP 1' : •o
123'
0
0
24
A1
1YV+
V~
1YVKM1
84
l•h
Principes d'automatismes
KA1
...
Leçon
J
4 7_ LANGAGES DE PROGRAMMATION
Il existe cinq langages normalisés de programmation des automates (CEi 61131-3) qui permettent
de décrire le fonctionnement du système.
% 11.0
0
"-'----'""-'E"-"
% 11.1
BO_EXAMPLE
ElapsedTlme
%11~11D
var2
20
FBD : Function Bloc Diagram
C'est un langage graphique proche des schémas
électroniques. Il est constitué de blocs programmés
ou programmables (fonctions logiques, fonctions
mathématiques, fonctions de calculs, ...).
LO
AND
OR(N
AND
)
ST
LD : Ladder Diagram
C'est un langage graphique proche des schémas
électriques. Il est constitué de contacts, relais et
blocs fonctionnels.
IIF %MO THEN
SET %M18;
ELSE RESET %M18;
END_IF;
! (• RAZ application •)
IF RE %M21 THEN
SET %S0;
END_IF;
%11.0
%11.1
%11.2
%11.3
%O2.0
ST : Structured Text
IL : Instruction List
C'est un langage structuré proche
C'est un langage texte proche du
langage assembleur (programmation
des systèmes micro-programmés).
du langage PASCAL (programmation
des ordinateurs).
SFC : Sequential Function Chart
C'est un langage graphique proche du GRAFCET.
Les constructeurs d'API proposent des logiciels de programmation dédiés qui permettent de
simplifier le développement des applications d 'automatisme.
Ces logiciels permettent l'utilisation des différents langages suivant le type d'application et les
habitudes de programmation des utilisateurs. Ils assurent la mise au point et l'exploitation des systèmes
automatisés.
Leçon 5 - Automatismes simples à base d'automates programmables
•t 85
4.1 LADDER : Tableau des principaux symboles et blocs utilisés
Le LADDER est un langage très utilisé par les électriciens, car il ressemble aux schémas électriques.
BB
Contact NO : 1
Bobine : Q -( )-
Bobine inverse : Q -
---
Contact NC : 1
Bobine d'enclenchement : Q
Liaisons
Bobine de déclenchement : Q
Compteur : C
,i.ca
R
■
•
c.P : IGOO D
CU
IIIODH' : Y
CD
F
Temporisateur : T
Valeurs :
%Ci. V : valeur courante
¾ Ci.P : valeur de pr~lcction
-(s)-
Mode:
TON : tempo enclenchement
TOF : tempo déclenchement
TP : monottablc
(0 .. . 9999)
Valeur$ :
¾Tmi.V : valeur courante
%Tmi.P : valeur de pr~lcction (0 .. . 9999)
YIN: Tmi.P modifiable ou non par terminal
Armement (sur front montant):
CU : entri!c comptage : incrémente %Ci.V
CD : entri!c d~mptagc : d<!crérnente %Ci. V
R : remise Azéro (si R•l,on force ¾ Ci.V•0)
S : Présclcctîon ($i S•l, %Ci.V• %Ci.P )
Armement (IN):
s..- front montant pour TON ou TP
SIE front d=ndant pour TOF
SoniC$:
D k donc » pwe à 1 qd %Ci. V• %Ci.P
F : d6iordcmment comptage (> 9999)
E : débordement d~mptap;c ( <0)
__
Bits internes: M ,___,
-(
_.
Ils se comportent comme les sorties Tout Ou Rien, mais ne possèdent pas de contact électrique de sortie.
Ils permettent de mémoriser le résultat d' une équation logique. Ils pourront être lus chaque fois que cela
sera nécessaire.
4.2 Exemples de programme LADDER
Exemple de programmation de contacts :
Entrée 4 du module 1
Sortie 3 du module 1
+
+
% 11t--(-----toî ï - • 5 - - ~ - - - - 1 % Q>--7
t
Entrée 5 du module 2
% 11.2
Traduction en schéma électrique
K6
S1
S2
Application 5 : Complèter le tableau d'adressage
suivant.
S1
S2
S3
S3
K6
86 llh Principes d'automatismes
[eçon
Application 6 : Donner le programme LADDER des équations suivantes.
L2= S1.(S2 + S3)
L1= S1.S2 + S3
L1
%01 .1
L2
%01.1
S1
%11.2
S1
%11.2
S2
%11.3
S2
%11.3
S3
%11.5
S3
%11.5
S1
% 11.1
S2
% 11.3
S3
% 11.4
S4
% 12.5
KA2
% 01.1
Application 7: Donner les équations des programmes LADDER suivants.
% 11.1
% 11.3
r---1/
% 11.4
% 11.7
/f----i
%12.3
~~
S1
% 11.1
S2
% 11 .3
S3
% 11.4
S4
% 11.7
S5
% 12.3
KA1
% 01.2
%12.5
% 11.3 % 11.1
~/
% 11 .4
Application 8: Déterminer le chronogramme de KM1 d'après le programme LADDER suivant.
S1
% 11.1
S2
% 12.1
S3
% 13.1
KM1
% 01.1
r
rD
r
D ..
t
..t
□
KM1
Application 9 : Modifier le programme suivant pour que :
- 01 .3 soit active lorsque 01 .1 = 1 et 01 .2 = O.
- 01 .4 soit active lorsque 01 .1 = 0 et 01 .2 = 1.
% 11.1
% 11.2
% Q1.1
..t
% Q1.1
1~~/t----------11C
% 11 .1
% 11.3
% Q1.1
% Q1.2
1~~/t----------11C
%Q1 .3
- -(
%Q1.4
Leçon 5 - Automatismes simples à base d'automates programmables
87
l'.eçon - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - --
J
Exemple de programmation d'une temporisation
% 10.5 IN
Mode TON
retard à
l'enclenchement
%TMi.P
% TMi.V _ __,_ __ _ _..,._....__ _ _ _ _...,...._~-----ii---.1
% Q0.2 Q
% 10.5
% TM 1
IN
Q
% Q0.2
% 10.5 IN
ModeTOF
retard au
déclenchement
Mode: .....
TB: 1s
TM1.P: 8s
%TMi.Pt
% TMi.V - --
~ - - ; - ---1-
-"-....__ _ _ __
__,_
___.___
% Q0.2 Q
% 10.5 IN
Mode TON
monostable de
durée donnée
%TMi.P
% TMi.V ,c.___,_ ____,__ _.;<::-___....___ _ _ _....c:..._ ~ _ _ _ . ~
% Q0.2 Q
Exemple de programmation d 'un compteur
Le compteur CO compte le nombre d'impulsions sur
son entrée CU.
%CO
%11.0
1-----------iR
%Q2.1
S
D>--------<
%11.5
C.P. 9999
1-----------iCU
Le compteur CO peut être remis à zéro par une
impulsions sur son entrée R.
MODIF:Y
CD
E = 1 lorsque la valeur du compteur est égale à la
présélection.
4.3 Scrutation du programme
En fonctionnement, l'API exécute dans un ordre prédéfini un cycle de traitement des données et des
instructions. Le temps mis par l'automate pour exécuter tout le cycle s'appelle temps de scrutation.
Test interne de l'API
pour s'assurer de son bon
fonctionnement 1----+----+_ r
(mémoires, différentes cartes,...)
Traitement interne
Mémorisation de l'état
)
des entrées dans la mémoire ,____,ü,_,_ ~
de données pour toute la durée
o
de la scrutation
-6
Lit, exécute et traite 1----1,_: --+•
le programme API
c5'
deux états possibles de l'API:
Stop ._.._
__, RUN: il exécute le programme
STOP : il n'exécute pas le
programme
Met à jour l'état des sorties
en fonction des résultats 1----+---+-► Mise à jour des sorties
du traitement
Le dépassement du temps de scrutation ou une défaillance de l'API sont signalés par le chien de
garde « watchdog » (WD).
88
f-l---7 Principes d'automatismes
Une temporisation (-150 ms) légèrement supérieure au temps de cycle maximal autorisé est enclenchée
à chaque début de cycle. Si elle se termine avant la fin du cycle de scrutation, une alarme (chien de
garde) se déclenche provoquant :
• la signalisation par un voyant,
• la mise à 1 d'un bit interne dans la mémoire de l'automate,
• la mise à 1 d'une sortie automate spécifique, placée dans l'arrêt d'urgence du système,
• le passage de l'API en mode arrêt.
4.4 Exécution d'un programme
Mode RUN/STOP
Mode STOP : L'automate n'exécute pas le programme. C'est dans ce mode que s'effectue le transfert
de programme.
Mode RUN: L'automate exécute le programme par cycles de scrutation.
Dans un API, c'est le programme qui indique les interactions entre les entrées et les sortie. Ainsi pour
un même câblage, il est possible d'avoir des fonctionnements complètement différents.
S1
Programme 1
-
+
%11
% 13
% 01
%01
%02
~K
~~1
K
Fonctionnement obtenu :
KM1 sera enclenché si S1 et S2
sont activés.
H1 sera allumé quand KM1 sera
arrêté.
S1
Programme 2
-
+
Fonctionnement obtenu :
KM1 sera enclenché par une
impulsion sur S2 et sera arrêté
par une impulsion sur S1.
H1 sera allumé quand KM1 sera
enclenché.
Avantage d'un API : pour modifier le fonctionnement d'une installation, il suffit de modifier
le programme
Leçon 5 - Automatismes simples à base d'automates programmables
•t 89
5 7_ SÉCURITÉ DE FONCTIONNEMENT
L'automate programmable industriel est l'organe central d'un système automatisé. Son dysfonctionnement
peut entraîner des graves conséquences :
• sécurité des personnes,
• pertes financières dues à l'arrêt de la fabrication,
• coût d'intervention du personnel de maintenance.
5.1 Gestion de l'arrêt d'urgence
L'arrêt d'urgence ne doit pas être traité par l'automate. Il doit être réalisé en logique câblée. L'automate
doit cependant être averti pour le prendre en compte dans le programme.
Q1
Gestion de l'arrêt
d'urgence, des sécurités - - - - 1 - w
et du chien de garde (WD)
...__ Coupure de l'alimentation
des pré-actionneurs
KM2
Intégration du WD
dans la boucle --+- -•
de défaut
24V
Information de ____,
l'automate
La gestion de la sécurité des machines et des arrêts d'urgence est
faite à l'aide de:
• relais spécialisés (module Préventa par exemple), - - - - - - - - - • automates spécialisés. - - - - - - - - - - - - - - - - -
5.2 Réalimentation après coupure de l'alimentation en énergie
L'automate doit supporter les coupures d'alimentation et permettre d'assurer un fonctionnement
correct de l'équipement lors de la réalimentation.
• Reprise à chaud : reprise de l'application sans initialisation des données.
• Reprise à froid : reprise de l'application avec initialisation des données.
90 flh Principes d'automatismes
r-
Leçon
J
7_ EXERCICES
6.1 Gestion de l'éclairage d'un magasin
Un commerçant désire réaliser le contrôle de l'éclairage de son magasin à l'aide d' un nano-automate.
Le fonctionnement de son installation est destiné à évoluer régulièrement et il a choisi une solution
programmée. On vous demande de l'aider à choisir un automate correspondant à ses besoins actuels
et de compléter le programme LADDER.
Fonctionnement désiré :
• 1 point lumineux (L1 : local annexe) commandé en simple allumage par un interrupteur S1.
• 3 points lumineux {L2, L3, L4 : éclairage vitrine) commandés en double allumage par deux interrupteurs
S2 et S3. S2 commande L2, S3 commande L3 et L4.
• 2 points lumineux (L5, L6 : éclairage général du magasin) commandés en va-et-vient par deux
interrupteurs (S4 et S5).
• 1 point lumineux (L7 : accès porte arrière magasin) commandé en minuterie par deux boutons
poussoirs (S6 et S7).
Choix d'un automate :
L'ensemble de l'équipement (entrées et sorties API comprises) fonctionne en 230 V ~.
Déterminer le nombre d'entrées et de sorties minimum que doit contenir l'API.
Choisir un API dans la documentation technique . Référence : ... ........ .............. ......... ... ... ........... .... ..
Gamme compacte
li
.:
C012
C020
Sortie•
Aliment4ltion
Enm?e~
88970041
24VOC
8 TOR (dont 4 analogiques)
4 relais 8 A
88970042
24 V OC
8 TOR (dont 4 analogiques)
4 statiques 0.5 A (dont 1 PY-IM)
88970043
1oov ~ 240VAC
S TOR
4 relais 8 A
88970044
24 VAC
STOR
4 rolais 8 A
88970045
12VOC
8 TOR (dont 4 analogiques)
4 ralais 8 A
188970051
24 V OC
12 TOR (dont 6 analogiques)
8rolais 8 A
88970052
24 VOC
12 TOR (dont 6 analogiquas)
8 statiqu<>s 0.5 A (dont 4 PY-IM)
88970053
1oov ~ 240V AC
12TOR
8ralais 8A
88970054
24VAC
12 TOR
8 relais 8 A
88970055
12VOC
12 TOR (dont 6 analogique>)
8 rolais 8 A
Programmation LADDER : Compléter le programme afin qu'il réponde au cahier des charges.
S1
% 11.1
S2
% 11.2
S3
% 11.3
S4
% 11.4
S5
% 11.5
S6
% 11.6
S7
% 11 .7
L1
%01 .1
L2
% 01 .2
L3
% 01 .3
L4
% 01.4
% 11.1
% 01.2
(
(
(
% 01.4
(
(
% 01.8
% 11.5
r
%11.6
1--------'
1
L5
% 01.5
L6
% 01.6
L7
% 01 .7
1
1
1
1
1
1
1
1
% 01.7
(
1
., ____ ____ _
1
1
Leçon 5 - Automatismes simples à base d'automates programmables
11 91
6.2 Aquarium
Monsieur RENAUD possède un aquarium. Afin de pouvoir s'absenter, il désire automatiser l'éclairage,
le niveau et la température de l'eau.
Il prévoit d'installer un automate et vous demande de réaliser la programmation LADDER correspondant
à ses besoins.
Tableau d'adressage
S1 : niveau bas de l'eau
S2: niveau haut de l'eau
S3 : niveau température bas
S4 : niveau température haut
H1 : éclairage 1
% 11.1
% 11.2
% 11.3
% 11.4
% 01.1
H2 : éclairage 2
P1 : pompe de remplissage en eau
% 01.2
R1 : résistance chauffante 1
R2 : résistance chauffante 2
%01.4
%01.5
%01.3
Fonctionnement désiré :
• Éclairage 1 de 9 heures à 18 heures.
• Éclairage 2 de 11 heures à 20 heures.
• Pompage de l'eau dans la réserve si le niveau bas est atteint et jusqu'à ce que le niveau haut soit
atteint.
• Si la température de l'eau est inférieure au niveau bas de température alors les deux résistances
chauffent ; si elle est comprise entre le niveau haut et bas, alors seule la résistance 1 chauffe ; si elle
est supérieure au niveau haut, aucune résistance ne chauffe.
Programmation LADDER : Compléter le programme pour obtenir le fonctionnement désiré.
H1 (llh• 18h)
Bloc horloge 1
H2(11 h·2lh)
Bloc horloge 2
% Q1.1
Éclairage 1
%01.2
Éclairage 2
%11.3
%Q1.3
s
Enclenchement pompe
de remplissage en eau
% Q1.3
(
Déclenchement pompe
de remplissage en eau
% QU
(
Résistance chauffante 1
% Q1.6
(
Résistance chauffante 2
Pour certains types d'automate, la programmation des blocs horloge se fait directement au moment
de l'utilisation d'un contact de type« horloge». Dans ce cas, les deux premières lignes sont inutiles.
92 llh Principes d'automatismes
Découverte
r: 1
du langage LADDER __J Ja:riÎ
Situation : Vot re professeur a mis à votre
disposition un automate programmable connecté
à un PC contenant un progiciel de programmation.
Vous disposez également d'une possibilité de
raccorder des entrées/sorties.
1L
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes programmables
Compétences développées: C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
DÉCOUVERTE DE L'API
À l'aide votre automate et du catalogue constructeur (papier ou informatique) rechercher les informations
suivantes:
Constructeur
Référence
Nom du logiciel de programmation
Taille maximale de la mémoire
Tension et nature de l'alimentation
Nombre d'entrées
Tension maximale d'entrée
Nombre de sorties
Tension nominale des sorties
2L
Gamme d'API (compact/
modulaire)
Langages disponibles
Protocole de communication
Possibilité d'extension (O/N)
Fréquence de traitement
Logique des entrées
Courant nominal d'entrée
Technologie des sorties
Courant nominal des sorties
RACCORDEMENT DES ENTRÉES/SORTIES
Pour tester les programmes, il faut disposer d'entrées/sorties raccordées sur l'API. Dans cette étude
du matériel, vous devrez utiliser quatre boutons poussoirs et deux voyants.
À l'aide des documents constructeurs et du matériel mis à votre disposition, compléter le bornier de l'automate.
Tracer le raccordement des boutons poussoirs et des voyants en respectant le tableau d'adressage,
les consignes de votre professeur et les tensions.
0
0
0
-· - ·0
S1
S2
S3
S4
H1
H2
%11.1
%11.2
%11.3
%11.4
%Q1.1
%Q1.2
Matériel 5.1 - Découverte du langage LADDER
11 93
F :1
Matene1
JJa 1
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Réaliser le raccordement des entrées et des sorties suivant les modalités indiquées par votre professeur.
L
PROGRAMMATION ET TEST
À l'aide du logiciel de programmation et de son manuel d'utilisation, programmer, transférer et tester
les équations suivantes.
Programme
Équation
L1 = S1
Correct : 0
Oui
ONon
L2 = S2
Correct : 0
Oui
ONon
L1 = S1.S2
Correct : 0
Oui
0Non
L2= S3 + S4
Correct : 0
Oui
0Non
L1 = S1.S2 + S3.S4
Correct : 0
Oui
0Non
L1 s'allume 5 s après
une impulsion sur S1
Correct : 0
Oui
0Non
L2 s'allume après
3 impulsions sur S3
Correct : 0
Oui
0Non
-
94
Analyse du fonctionnement
-
llh Principes d'automatismes
Gestion de l'éclairage_ ,:até~
d'un magasin
Je/.
Situation: Situation: Vous disposez de l'exercice
corrigé de la leçon 5 page 91 , d 'un automate
programmable relié à un PC équipé d'un progiciel
de programmation, de la documentation et des
entrées-sorties adéquates.
Référentiel :
Savoirs associés: S4.1 Automatismes programmables
Compétences développées: C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
On vous demande de réaliser la mise en service de l'équipement de gestion de l'éclairage du magasin.
7__ RACCORDEMENT DES ENTRÉES/SORTIES
a. À l'aide des documentations constructeurs, compléter le bornier de votre automate.
b. Tracer le raccordement des différents interrupteurs, boutons poussoirs et des lampes en respectant
le tableau d'adressage et les tensions d'alimentation de l'automate et des récepteurs. Placer toutes
les protections nécessaires.
S1
S2
S3
S4
Q1
N
SS
S6
S7
L1
L2
L3
L4
LS
L6
L7
%11
%12
%13
%14
%15
%16
%17
%01
%02
%03
%04
%05
%06
%07
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
c. Réaliser le câblage des entrées et des sorties suivant les modalités indiquées par votre professeur.
Matériel 5.2 - Gestion de l'éclairage d'un magasin
i- fl
Matene1
J0/im
2L
PROGRAMMATION ET TEST
Programmer puis transférer le programme. Coller ci-dessous une impression du programme.
L
ESSAIS
li
Montage testé
Simple
allumage
Double
allumage
Actions à réaliser
Constatations
Action sur S1
Ooui
0Non
Nouvelle action sur S1
Ooui
0Non
Action sur S2
Ooui
0Non
Action sur S3
Ooui
0Non
Nouvelle action sur S2
Ooui
0Non
Nouvelle action sur S3
Ooui
0Non
Action sur S4
Ooui
0Non
Action sur SS
Ooui
0Non
Nouvelle action sur SS
Ooui
0Non
Nouvelle action sur S4
Ooui
0Non
Action sur S6
Ooui
0Non
Attendre un temps > tempo
Ooui
0Non
Action sur S7
Ooui
0Non
Action sur S6 avant la fin de tempo
Ooui
0Non
Attendre un temps > tempo
Ooui
0Non
Va-et-vient
Minuterie
L
Fonctionnement
correct?
MODIFICATIONS
Le propriétaire du magasin souhaite remplacer le simple allumage de L1 par une minuterie. Quelle(s)
modification(s) doit-on apporter sur le schéma de raccordement ?
Quelle(s) modification(s) doit-on apporter au programme? Tracer la partie modifiée du programme.
Réaliser les modifications du câblage et du programme. Transférer le nouveau programme et tester.
Le fonctionnement observé est-il conforme aux modifications souhaitées ?
96 ( l h Principes d'automatismes
0 Oui
O Non
.Automatisation
'd'une serre _ __
,. érJ1iel
- - J~
Mat
Situation : on vous demande d'automatiser le
1
Référentiel :
fonctionnement d'une serre avec un automate pour Savoirs associés : S4.1 Automatismes programmables
assurer l'arrosage des plantes, le maintien de la
température et du niveau d'éclairement.
Compétences développées: C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
Les plantes de la serre doivent être arrosées
deux fois dans la journée (de 8 h à 9 h et
de 19 h à 20 h) par une pompe équipée de
brumisateurs. Elle ne doit pas fonctionner si
une porte est ouverte.
Si la température de la serre est supérieure à
24 °C, un ventilateur démarrera.
Si la température est inférieure à 13 °c, il faut
mettre en service le chauffage.
De 7 h 00 à 21 h 00, si le niveau d'éclairement
est insuffisant, l'éclairage artificiel fonctionnera.
1 7_ RACCORDEMENT DES ENTRÉES/SORTIES
À l'aide des documents constructeurs et du matériel mis à votre disposition, compléter le bornier de
votre automate. Tracer le raccordement des capteurs et des actionneurs en respectant le tableau
d'adressage et les tensions d'alimentation. Les protections ne seront pas étudiées dans cet exercice.
0
0
0
0
S1 capteur porte entrée
S2 capteur porte arrière
S3 capteur température haute
S4 capteur température basse
S5 capteur éclairement
KM1 pompe 1
KM3 chauffage
KM4 ventilateur
KM5 éclairage
% 11 KM1 % 01
S2 % 12 KM3 %03
S3 % 13 KM4
%0;~
S4 % 14 KM5 %05
S5 % 15
S1
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Réaliser le câblage des entrées et des sorties suivant les modalités indiquées par votre professeur.
Matériel 5.3 - Automatisation d'une serre
97
_ M
jll , ,11= = -- - - - - - - - - - - - - - - - -- -aterie
J,-r Compléter le schéma de câblage de l'installation.
11
12
13
14
LJ
LJ
LJ
LJ
••••••••••
..,,_
HIZDll151en'8tl
230V
•
..... ILR
12H
BCDE
STOP LO
JEU 26 SEP Hl : •o
12H
8,
8
8
,,;,.;;;.
,.,;;;;,
.:_,;,.;;;.
--
'-
Zone 1
Zone2
~
8
,.-
'-
~
~
~
Zone4
Zone 3
On souhaite réaliser une extension de l'installation pour pouvoir commander le couloir d'accès (3 BP et
0 Oui
une zone de 5 luminaires). Est-ce possible avec le matériel dont vous disposez?
Justifier:
Quel matériel faudrait-il ajouter pour réaliser cette extension?
Référence
................ ...,
Modules logiques Zelio Logique ~ •
Sorties relais : 5 A
t •
1~: ,~ ' modulN ioglql,N oompocll
afflchour, alimentation'" courant ...,a,.,
tension d'aUmentatlon
12 V OC
24 V OC
120
nombred'entrées/sorUes
12
20
10
112
20
112
nombre d'entrées
TOR
8
12
6
18
12
16
dont entrées analoolques 0·10V 4
6
14
2
4 relala
s refais
4 relais
8 relais
nombre de sorties
71,2
X
59,5
X
107,6
124,6
X
59,5
X
107,6
71,2
X
59,5
X
107,6
124,6
X
59,5
X
107,6
encombrements Lx Px H (mm)
oui
oui
non
lou!
non
loul
ho<looe
SR28121JD
SR28201JD
SR2A10181l(1) JSR2812.Sll(Z) SR2A201Bll(1)JSR2820.Bll(Z)
rif,rences
--·
~ ~ oompocll
24 V Af;
12
tensk>n d'alimentation
nombre d'entrées/sorties
nombre d'entnles
TOR
nombre de sortie,
encombrements L x P x H (mm)
horlooo
références
-'"-100/240 V Af;
112
20
10
16
12
6
4 relafs
B relals
4 relals
71,2 X 59,5 X 107,6 124,8 X 59,5 X 107,6 71,2 X59,5 X 107,6
oui
oui
non
IOUI
SR28121 B
SR28201B
SR2A 101FU(1) ISR28121FU
e
]20
20
112
12
8 relais
124,6 X 59,5 X 107,6
non
loul
SR2A201FUl1) ISR28201 FU
-.... ••••••••
-·-
modulNd'-(1)
références
24 v N:;
100... 240 V Af;
1 00
l•h
Principes d'automatismes
~
1 r modules modulaires SR3S-..
14
6
10
4
e
2 relals
4 relala
6 relals
35,5 x 59,5 x 107,6
72 x 59,5 x 107,6
72 x 59,5 x 107,6
1
-"!!'"~'-'gë-'gé---+:;;:;::!e:~;,::"':!='~
' -- -+:;;:;:::e:~,;,;::.:c~;::
1!ë"~~ - = ::="!"'~=T::..::cc
:!
='~
' --
utiHsatlon
nombre d'entréee/1ortlea
TOR
nombre d'entrées
nombre de sorties
encombrementa Lx Px H-lmm\
SR3XTS18
SR3XTS1FU
SR3XT1018
SR3XT101FU
SR3XT141B
SR3XT1 41FU
- Jl
~ s- i·ethern~
11·
1-
35,5 x 59,Sx 107,6
-+-s=
R3=M=B~U~01=B=
D--:.-,~=
R=
3N=ET
=~
o1=e=o1,
I•
:::J
O Non
Situation : Votre professeur vous demande de
réaliser à partir du schéma de principe, l'équipement
du jeu « question pour un rapide » en utilisant cette
fois-ci un automate programmable.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes programmables
Compétences développées : C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
1 7_ PRÉSENTATION
La société de production QPR vous demande
de réaliser un équipement pour son prochain jeu
télévisé « Question pour un rapide » .
Ce jeu met en lice deux joueurs. L'animateur
pose une question aux participants. Le premier
qui pense avoir la bonne réponse « buzz »,
allumant ainsi la lampe placée sur son pupitre
et neutralisant tout buzz de son rival. Après la
réponse, l'animateur remet les deux joueurs en
jeu en actionnant son poussoir de remise à zéro.
Cahier des charges :
- SBO : BP « Animateur »
- SB 1 : buzz (BP) « Joueur1 »
- S82 : buzz (BP) « Joueur2 »
- H 1 : voyant Joueur 1
- H2 : voyant Joueur 2
Temps
~révu
Travail demandé
P-SSSé
1
Implanter le matériel
2
Réaliser le câblage
3
Effectuer la mise sous tension
4
Vérifier le fonctionnement
5
Remettre en état l'équipement
Note
Degré d'acquisition*
* Rouge : non acquis à retravailler; Bleu : en acquisition, à revoir; Noir: acquis
2 7_ IMPLANTATION
,---------------- ----------- ----------------7
1
1
1
1
1
1
1
1
Coller ici
l'implantation fournie par votre professeur
1
1
1
1
1
L __ __ ______________ _
1
1
_______ ___ __ _______ _
_ _ _ _ J1
Réalisation 5 - Question pour un rapide
rl•l 101
3 7_ RÉALISATION
À l'aide du matériel mis à votre disposition, réaliser l'équipement« Question pour un rapide», suivant
l'implantation et les modalités indiquées par votre professeur.
Schéma de principe
3-,
- - - - - - -- - - - -
.
1
1
1
1
1
~_'.! __
1
1
1
1
1
1
5-,
1
1
1
1
1
1
1
1
:s~20--1
4: l.x._1__
6~
1-----'---'-___J
PE
N
Ph
% 11.2
0 24V % 11.1
%01.1
X1.8
%01.2
% 11.3
%01.3
%11.4
API
X1.10
7_ MISE SOUS TENSION
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Valeur mesurée
Valeur attendue
Valeur correcte
. . . ..................
... .. . .. . .. . ........
Ooui
D Non
Mesure de la tension en aval de 01
.......... ... ... .. ...
•••••••• •• •• •• •••• • ••
□ oui
D Non
Mesure de la tension en amont de 02
. ... . .. . ..... . . . . .. ..
··· · ·· • · ······ ·· · · ·· ·
□ Oui
D Non
· ·· ···· ··· ········ •··
•····• ••••••• •• •••• ••
□ oui
D Non
Action
Mesure de la tension en amont de 01
Fermeture de 01
Fermeture de 02
Mesure de la tension en aval de 02
5 7_ TRANSFERT DU PROGRAMME
L'automate étant sous tension, transférer le programme LADDER « Question pour un rapide,, déjà réalisé,
fourni par votre professeur.
1 02 llh Principes d'automatismes
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -;~-~
-;r :i.·~.) Î
,~-,
-~. . .A
.\
6 7_ CONTRÔLE DU FONCTIONNEMENT
a. Compléter en vert le chronogramme d'après le fonctionnement attendu de H1 et de H2.
b. Sur votre équipement, réaliser les actions demandées et compléter (en rouge) le chronogramme de
H1 et H2 selon les indications des voyants.
Joueur1
Joueur2
t□
t
n
'''
'
□
□
□
□
t
►
□
t
►
Animateur
H1
'
'
'''
'
H2
Le fonctionnement de votre équipement est-il conforme au cahier des charges ? D Oui
D Non
Ï 7_ MODIFICATION (HORS TENSION)
On vous demande de modifier l'équipement pour ajouter un joueur supplémentaire. Tracer en rouge sur
le schéma de principe les modifications à apporter. Modifier le programme en conséquence.
Après accord de votre professeur, effectuer la remise sous tension et transférer le nouveau programme.
7_ CONTRÔLE DU FONCTIONNEMENT MODIFIÉ
a. Compléter en vert le chronogramme d'après le fonctionnement attendu de H1, H2 et de H3.
b. Sur votre équipement, réaliser les actions demandées et compléter (en rouge) le chronogramme de
H1, H2 et H3 selon les indications des voyants.
Joueur1
t□
Joueur2
t
n
□
□
□
t
►
□
t
►
Joueur 3
Animateur
'
'
''
H1
H2
H3
Le fonctionnement de votre équipement modifié est il conforme au cahier des charges ?
D Oui
D Non
Réalisation 5 - Question pour un rapide
rl•J 103
FICHE DE MAINTENANCE
Le professeur aura provoqué une panne.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s 'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
CONSTATATIONS
- Essayer le montage.
- Identifier ce qui ne fonctionne pas correctement dans votre réalisation :
Sous tension
................................................. ............................................................ .......................... ., ...................... ................... .
..
..
·•······ ··········•····•··············· ····.... ·... ·· ·...·.......... ..................................... ..................................................................... .
.................................................................................................. ........ ..................... ....................................................
·····························•················ ·····•···•··· •··························································•··.. ································• ··.. •••••••••••••••••••
······· ···································•···•······························· ································· ···············•······································· ·············
DIAGNOSTIC
- Localiser (en entourant) sur le schéma de principe, la partie responsable de ce
dysfonctionnement.
- Noter par ordre de probabilité les éléments susceptibles de provoquer la panne.
1. ·······•·················•···•··············.............................................................................................................................
Hors tension
2 ..........................................................................................................................................................................
3 ......................................................................................................................................... ................................ .
4. ·······················•····•···•·····················•······························•····•·····················•································•···•···················
5. ····················· ................................................................................................................................................... .
LOCALISATION DU DÉFAUT
Élément
à vérifier
Méthode
de vérification
Sous tension /
hors tension
Résultat
attendu
Résultat
dela mesure
Cause de la panne : ........................................... .................................. ............................................ ...........
Sous tension
- Fonctionnement correct :
1 04 llh Principes d'automatismes
Ooui
D Non
Correct
OuVNon
L
PRÉSENTATION
Fonctionnement (simplifié)
• Une action sur le BP «Ouverture» S1 entraîne
l'ouverture de la barrière. Lorsque la barrière
est ouverte, elle s'arrête et le voyant vert du
BP « Ouverture » s'allume.
• 30 s après son ouverture, la barrière se referme.
Lorsque la barrière est fermée, elle s'arrête et
le voyant rouge du BP «Fermeture» s'allume.
• Une signalisation visuelle (H 1) flashera lors
de tout mouvement de la barrière.
-
,_
-
arrière ouverte_ J
lash
~ - - - Boîte à boutons
Barrière fermée
Cahier des charges
-Schéma de commande en TBT: 24 V - 50 Hz
- Le voyant H2 s'allume lorsque la barrière s'ouvre
- Toute action sur le BP AU entraînera un arrêt - Le voyant H3 s'allume lorsque la barrière se ferme
d'urgence de tout mouvement
- Le contacteur KM1 commande l'ouverture de
- Le capteur de position Fdch arrête la barrière en
la barrière
position haute
- Le contacteur KM2 commande la fermeture de
- Le capteur de position Fdcb arrête la barrière en
la barrière
position basse
2 L_ ANALYSE FONCTIONNELLE SADT (voir page 110)
Quelle est la fonction de l'équipement complet ? .. .... ......... ..... ..... ..... .. ....... ... ... .... ....... ... ........ ... ......
Sous quelle tension est-il alimenté ? ....... .... .. ....... ... ......... ... ... ....... ........ ........ .. ...... .......... .. ............ .
L
CHOIX DES CAPTEURS FDCH ET FDCB (voir page 110)
Fdcb détecte sans contact la fermeture de la barrière métallique (distance barrière-capteur : 13 mm).
Son corps est en plastique pour la pluie. Fdch détecte par contact l'ouverture de la barrière (capteur à
attaque angulaire et action brusque).
D'après l'organigramme de choix (page 110), déterminer le type de détecteur pour :
Fdcb (NC) : .. .. .. ..... ..... ....... ... ....... ......... ... ... .... .. .... ... .. (surligner en rouge sur l'organigramme)
Fdch (NO-NC) : .. ...... ... ........... .. .......... ... ..... ............... (surligner en vert sur l'organigramme)
À l'aide des extraits de catalogue (page 110), choisir les capteurs Fdcb et Fdch. Surligner de la même
couleur sur les extraits de documentation.
Capteur
Technologie
Référence
Justification
Fdcb
Fdch
Synthèse 1 -Automatisation d'une barrière d'accès
r--l•t 105
" 7_ SCHÉMA ÉLECTRIQUE DE LA COMMANDE
Complétèr le schéma de principe de la commande, afin qu'il réponde au cahier des charges.
AU
KM2
S1 E-
KM1
KM2
K1
KM1
Montée
barrière
KM2
Temporisation
Descente
barrière
À partir du schéma ci-dessus, écrire les équations logiques des pré-actionneurs et des voyants.
KM1 = .... ........ .. ......... .. .... ...... ... ... ..... .. .. ....... .... . .. ... . .. ..... .... ... ..... ..... .... ... .. .... .......... .. .. ... ... .. ... .... .. .
KM2= .... .. .... ... .... .. ....... .... ..... ... .... ... ... .. ...... .... ...... ... ..... .. ... ... .. .. ...... ...... ........ ............ ........ .......... .
KA1 = .. ......... ........ ... .. ............. ... .. ... .. ; H1 = . .. . .. . . . . .. .. .. . . . . . H2 = . .. .. . . . . . .. .. . .. .. . . H3 = .. ................ .. .
Chronogramme à compléter
AU
S1
t
1 □
t 1
1
1
t
t
t
t
1
t
►
'
Fdcb
Fdch
KM1
KM2
KA1
H1
H2
H3
1 06 (11, Principes d'automatismes
□
' '
►
1
►
t
t
Durée 30 s
1
t
►
t
►
t
►
t
►
t
►
t
►
t
►
On souhaite compléter l'équipement :
• Un commutateur S2 permettra de maintenir la barrière en position ouverte.
• Un capteur S3 provoquera la réouverture de la barrière si la présence d'un véhicule est détectée
pendant la fermeture. La barrière offre une largeur de passage de 3 m lorsqu'elle est ouverte.
D'après l'organigramme de choix (page 110), déterminer le type de détecteur pour :
S3 : ..... ..... .... ... ...... .. .... .. ..... .... ..... ........... ....... .... ...... .. ......... .. .. (surligner en bleu sur l'organigramme)
À l'aide des extraits de catalogue (page 110), choisir le capteur S3. Surligner de la même couleur sur
les extraits de documentation.
Capteur
Technologie
Référence
Justification
S3
Modifier le schéma de principe de la commande, pour qu'il réponde au cahier des charges .
•
K1
KM1
KM1
- - - 30s
KM2
KM1
H
Montée
barrière
Temporisation
Détection
d 'un véhicule
Descente
barrière
Voyant
barrière en
mouvement
Équations:
KM1 = ......... ..... ..... ... .... .... ..................... .. ... .. .... .
K1 = ... ..... ... .. ..... ....... .... ...... .......... .. ............... .
KM2= .... ............. .. ......... ................ .. .. ...... .........
K2 = .. .................. ......... .... .... .. ... .. .... ... .... ... .....
H1 = .. .... ... .... ...... .. ... .... .... ..... .. ........ ...... .... .. ... .
Synthèse 1 - Automatisation d' une barrière d'accès
1 111 10 7
5 7_ UTILISATION D'UN AUTOMATE
On souhaite utiliser un automate programmable MILLENIUM de chez Crouzet pour piloter la barrière.
Le programme a été réalisé par un de vos collègues de travail en langage FBD (à base de blocs fonctions). On vous demande de le transcrire en langage LADDER.
BP ouverture S1
Fdcb
Fdch
S3
•
i
ê
01
KM1
11
T1
5x100
0x1 00
12
13
0 2 KM2
(J-1
CD
G
14
T2
40x100
2x100
2
D'après Crouzet
Donner le nom et le symbole français des fonctions suivantes :
A
.
~
•
ft .
~
-
V •··· ···················· ·· ···· W • ························ ··· ·· V • ···· · ····················· ··· V • ··· · ··· · ·····················
Donner les équations aux points 1, 2 et 3 du schéma :
Donner le programme LADDER correspondant aux équations de ces points.
1
2
3
108 (111
Principes d'automatismes
S1
Compléter le schéma de raccordement de l'API.
PE
% 11
WD
% 01
H2
%05
Fdcb % 14 KM1
%02
H3
%06
Fdch % 17 KM2
%03
S3
%04
% 1B
H1
N
0
Alimentation
24 vcc
Q1
- -
F1
+
·-•••••••••••••••••••
•
T1
•
11 1 13 1' 1!1 If 17 1' lt'tAiflC l O t0::f ÎG •
Remarque: La sortie 01 a été programmée en Watch Dog (WD). Le câblage des sorties doit permettre
une coupure de l'alimentation des pré-actionneurs en cas d'absence de 01, lors d'une surcharge (F1),
lors d'un WD ou d'un arrêt d'urgence.
Remarque : carte de commande électronique
Les automatismes de portail ou de barrière sont des produits grands publics. Les constructeurs
ont développés des cartes microprogrammées compactes permettant une mise en service rapide
et simplifiée.
Exemple de carte de commande :
Exemple de schéma de raccordement :
Motonsatlon
de portail coulleeant
_...........,.__.
____
__ ___
-..----1----•,_______ .. _,__,
..·----•-..-.•-.__.....,
.._
-............
---·----·
___
.,....
__.....
__
._ __
...,._...
Ai,,. y _ _ _ _ _ _ _ _
Ul _....,.., _ _ _ _
Synthèse 1 - Automatisation d'une barrière d'accès
1 l1l 109
..,
.c
"'a.
SADT
Choix d'une technologie de capteuri
(/)
0
.,
ê:
.,E
C
C
0
:g
C
.g
C
0
E
1
>
~
.,
(/)
,,.,
'ë
.,
Non
C
0
C
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C
0
"'
E
~
".,
(/)
.::
et:
0
:;::;
.,
C
,.,
~:,
C)
C
0
.,
."ë,.,"'
C)
a:
ru '
Accès
condamné
Libérer l'accès à
l'entreprise pour
les véhicules
Accès
libre
Barriere automatique
Choix de capteurs
Détecteurs de proximité inductifs
Interrupteurs de position
--
port. . nomina~ Sn 120 •c (mm)
•12
•11
o ...5.e
P/ k'lox
0...11 e
P/ino.
12
...
12
22
po1h•S(mm)
,.,.a
deg(t·
ôe ~ 1
(Nion IEC 80529)
-
0...176
"""
avKQOMlàlur:IP8
Détecteurs pour applications sur circuit continu ~ (3 fila)
l'IICOOtdlrnenl
3flll
cMMPYfl(21fl)t)Ck
PNP
lnol:
plHIIQUt
fonction NO
b'ICIIOII NO
X1212SAPAl.2
Xl212AAMU
-NC
NPN
dcmllnl m IMllon m1n11 mu M
.........
ccuranl(l()l'l"ffllJ!mul mA
conhoourt-drcult
1noc
* OELMal Ot.onil Cl
* Ill
06tecteura mulllcourants / multltenalona pour appllcatlona AC ou OC ,,;:; (2 f lls) 20... 264 V
~
2 n11 ,t;/OC non proWgN
c o n n l M ~ (' I
clbll,vtl(2ffl)11C»lnol(
plutlqul
tonct1on HO
klrlctlonHO
_,NC
XSlfllAMAU
XS211AAMAL2
Détecteurs photo-électriques
fonction de SOl'tle
~
(EIR)
, _ poloriN (EIR)
AC/OC 1 ·OF" relais
po,1N (4)
type do &Ortie OC 3 fil>
NO
;:;~;è~~;:;----t-;;;';~;i!i!E':-----i-ii:i~~iE~- --i-ii:i~.'i.ii~,:-----f;,;;;~ë,élS';~-
AC/OC 1 "OF" ratais
po,1N(4)
,_(EIR)
type de sortie OC3flls
NO
PNP
NPN
AC/OC 1 "OF" relais
po,1N
boff9go(R)
type de sortie DC3 1ils
NO
AC/OC 1 'OF" relais
11 0 t1ll Principes d'automatismes
PNP
NPN
Organisation de la partie 2
/
"
6 - Nature de l'information
\..
.J
1
-...,
/
7 - Capteurs industriels
\.
.)
l
/
'I
8 - Numération et conversion
\.
.)
1
/ 9 _ Automates programmables "K Matériel 9 - Entrées/sorties analogiques
modulaires
/
\.
Matériel 10.1 - Découverte du langage
GRAFCET
Matériel 10.2 - Barrière d'accès
Matériel 10.3 - Feux de carrefour
.J
1
/
~
-
)
"
\..
.)
10 - GRAFCETS linéaires
L__( Réalisation 10 - Perceuse automatisée
\.
.J
1
/
r
-...,
11 - GRAFCETS complexes
_,
\.
-
1
/
1
'
"
}--{ Matériel 12 - Transtockeur - ~tude du GEMMA
12-GEMMA
\.
1
r
13 - Réseaux locaux
industriels
\.
"
.J
l
/
14 - Bus AS-i
'
_,
\..
r
'
Matériel 11.1 - Langage GRAFCET
- Perfectionnement
Matériel 11.2 - Positionnement à l'aide
d'un codeur absolu
1
15 - Sécurité des machines
"
_,
\.
r
~
\.
Matériel 15 - Découverte d'un module
de sécurité
'
,.)
1
/
Synthèse 2 - Scie à ruban automatique
\..
'
Situation : Parfois l'information fournie par un capteur TOR n'est
pas suffisante pour piloter l'équipement. Dans ce cas, quels signaux
utiliser ? Quelles sont les informations transmises ? Comment
réalise-t-on les conversions entre les différents signaux ?
À l'issue de la leçon, vous saurez déterminer la nature du signal fourni.
Référentiel :
Savoirs associés
l'information
S4.3 Nature de
Compétences développées : C2-7, C3-2
Un capteur industriel fournit à la partie commande, l'image électrique de la grandeur physique mesurée*.
Matière
d'œuvre
t
Effecteurs
Unit6
de trnitemont
Organes
do dialogue
GÉRER
L'ÉNERGIE
AGIR SUR
COMMUNIQUER
TRAITER
LA MATIÈRE
ET DIALOGUER
LES DONNÉES
D'OEUVRE
Partie commande
Matière d'œuvre
+ valeur ajoutée
Signal électrique
normalisé
-
Convertir une grandeur
physique en un signal
électrique
* température, pression, lumière, son, débit, vitesse, .. .
Grandeur
physique*
Capteur industriel
1 L PRINCIPE D'UN CAPTEUR ET NATURE DE L'INFORMATION
Le principe de fonctionnement d ' un capteur industriel est le suivant :
Capteur industriel
Capteur
grandeur
à mesurer
Élément
sensible
Transducteur
grandeur
'--- -~--~intermédiaireL---~--__,
Réagit à la grandeur
à mesurer
Traitement
~ - -- - - ~
Traduit la grandeur
mesurée en un
signal électrique
signal électrique
bas niveau
Conditionnement
transmetteur
signal
de mesure
Convertit le signal électrique
(filtrage, mise en forme, amplification),
afin qu'il réponde aux normes de
standardisation du signal de sortie
Les capteurs délivrent des signaux électriques normalisés selon l'information à transmettre.
Signal fourni par le capteur
j_ _ _ _ __
~
Analogique
gique
------
Continu
Tout Ou Rien
h
Numérique
;i;-- - - - - = = , , , , , . d
Échantillonnage
1
o
C.
Ît+tttttf .
ho oc.
Leçon 6 - Nature de l'information
ri•t 11 J
2 L SIGNAL LOGIQUE
Le signal logique ou Tout Ou
Rien peut prendre deux valeurs.
Exemple : la sortie logique
d'un thermostat transmet deux
informations : la température
est supérieure à la consigne
(à la valeur attendue) ou
la température est inférieure
à la consigne
Température de l'enceinte 20 •c
0°C--'-- - - - l . . . - - - ' - - - - - -- --+
7'._ :
_J
Vrai
Signal délivré
7
__rFaUX --'-- - - -L...-+--L------,---- - - - +
e atteinte
e non atteinte
J L_ SIGNAL ANALOGIQUE
Un signal analogique varie
de façon continue dans le
temps. Il peut prendre une
infinité de valeurs dans une
plage donnée.
empérature de l'enceinte
Exemple : la sortie
analogique (0 / 10 V) d'un
thermostat transmet l'image
de la température de l'enceinte.
î
20 ·c
t
o ·c ~-'----------------►►
Signal délivré
Les signaux analogiques sont normalisés afin de faciliter l'échange des informations entre les différents
constituants. Ces signaux peuvent être modulés en tension ou en courant.
Principaux signaux analogiques normalisés
Il
Nature du signal
0/10V
Sortie
10V
Sortie
'
10V
7 _~
0
Caractéristique
0
Grandeur mesurée
Longueur de la
liaison
Sensibilité aux
parasites
+/-10V
[7 !
0 - 20mA
Sortie
20mA'
Grandeur •
mesurée
-10 V
0
"
,
7
0
4-20mA
Sortie
Grandeur
mesurée
20mA
-------------
4mA
100 %
0
Grandeur
mesurée
10 m maxi
10 m maxi
> 100 m
> 100 m
élevée
élevé
faible
faible
1
1
1
1
1
1
1
100 %
fournit une valeur
détecte la rupture de
nulle en cas de
la liaison
rupture de la liaison
fournit une valeur aléatoire en cas de rupture pas de détection de la
Inconvénient
moins précis
de la liaison
rupture de la liaison
U _ valeur mesurée x 10 U _ valeur mesurée x 10
U _ valeur mesurée x 20 U _ valeur mesurée x 16
Loi de conversion
s - étendue de la mesure
s - étendue de la mesure/ 2 s - étendue de la mesure
s- étendue de la mesure +4
Avantage
économique
précis
Application 1 : La sortie O/ 10 V d'un thermostat délivre le signal suivant: O 0 c-+- OV; 300 °c-+- 1OV.
À quelle tension correspond une température de 124,5 °c ?
À quelle température correspond un signal de 8,761 V?
· ··· ·· ··· •···· · ··· ····· · ·· ·· ··· ··· ·· ····•· · ····· · ···· ··· ·· ··· ·· ·· ·· ······· ··· ·· ······ ···· ··· ·· ·· ·· ·· ··· ··· · ·· · ··· ··· ·· ···· · ·· ··· ·· ·· ·· · ··· •·· ·· ··
114 llh Automatismes industriels
r
[eçon
'1L
"
SIGNAL NUMÉRIQUE
Un signal numérique est une suite d'infonnations logiques qui peuvent être transmises de plusieurs manières:
• en parallèle sur plusieurs bits
• en série sur un bit
bit 0
bit 1
,
temps
1 : Valeur numérique du signal
bit2 _ _~
bit3 _ _ _ _ _~
-----',' - - - - - - - - - - - _ .temps
0011 : Valeur numérique du signal
5 L CONVERTISSEURS
5 .1 Convertisseur numérique - analogique
Un convertisseur numérique - analogique (CNA), ou digital to analog converter (DAC), est un dispositif
qui transforme un signal numérique codé sur plusieurs bits en un signal analogique.
Principe
Symbole
tension de
référence
~ --~
Sortie
Entrée
~
----•t
Signal numérique
codé sur plusieurs bits
Signal
analogique
CNA
Caractéristique de transfert d'un CNA
Sortie analogique
717
Application 2 :
Détenniner la valeur de la sortie O-1 OV lorsque l'entrée vaut 101.
617
517
4/7
3/7
217
1/7
110 111
Entrée numérique
5 .2 Convertisseur analogique - numérique
Un convertisseur analogique - numérique (CAN), ou analog to digital converter (AOC), est un dispositif qui transforme un signal analogique en un signal numérique codé sur plusieurs bits.
Principe
Symbole
tension de référence
.,
"O
:ê
Entrée
Sortie
ëi
E
<(
Signal
analogique
Temps
Distance
ao
a,
-
~-a-""=·'
-
horloge
~
~
~
-----t
Signal numérique
codé sur plusieurs bits
Leçon 6 - Nature de l'information
ri•t 115
Caractéristique de transfert d'un CAN
Sortie numérique
111
Application 3 :
Déterminer la valeur de la sortie si l'entrée O - 20 mA vaut
14 mA.
110
101
100
0 11
0 10
001
,
000 ~-"""'"'="-=--=--=-~~--=-=--
on
1/7
2/7
3/7
4fl
sn
6/7
7/7
Entrée analogique
5.3 Éléments de choix d'un convertisseur
Étendue de mesure : plage de mesure comprise entre la valeur minimale et la valeur maximale mesurable.
l
Étendue de mesure = Valeur mesurable maxi - Valeur mesurable mini
Résolution : plus petite variation de grandeur mesurable par le capteur.
Résolution =
Étendue de mesure
Etendue du signal de sortie
Exemple:
Étendue de mesure
Étendue du signal de sortie
Résolution
Capteur analogique
Capteur numérique
400mm
400 mm
10V
1024 (10 bits ou 210)
400/ 10 = 40 mmN
400/ 1024 = 0,39 mm
Application 4 : Détecteurs de pression électroniques Schneider Electric
XML"-0203.
XMLE-31
XMLE-41
XMLo...021
XMLK
D'après la documentation technique du pressostat XMLG ... D21 , déterminer :
• La nature du signal de sortie : ..... ... .... ........ ........ ... ..... ......... ..... .... .... ... ..... ....... ..... ... ........ ..... . ..
• L'étendue de mesure : ...... ... ... .. ... ................. ............................ .... .. ..... ......... ..... .................... .
• L'étendue du signal de sortie : .... ........... .......... .................... ... ... ......... .................. ..... ...... ...... .
• La résolution : ········· ·· ····················· ···· ··· ·· · ····· ··· ············ ············ · ········ ·· ··· ·· ·•·· ·· · ·· · ······· · ·· ····· ··· · ·
116 llh Automatismes industriels
"!""!
Capteurs industriels _J 1°"
Situation : Comment mesure-t-on une grandeur physique
dans un équipement? Quels capteurs utiliser? Comment
fonctionnent-ils? Quel signal fournissent-ils? Comment les
intègre-t-on dans un schéma ? Comment les choisit-on ?
À l'issue de la leçon, vous saurez choisir un capteur
industriel.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.5 Acquisition de données
Compétences développées: C2-1 , C3-1 , C3-2,
C4-2, C5-1
Un capteur industriel fournit à la partie commande l'image électrique de la grandeur physique mesurée*.
Matière
d'œuvre
Effec:teurs
Unlt6
do traitement
t
COMMUNIOUER
ET DIALOGUER
TRAITER
LESOONNtES
AGIR SUR
LAMATltRE
D'O€UVRE
L¼uipement
commu,lquant
Matière d'œuvre
+ vateur ajoutée
Partie commande
p
Convertir une grandeur
physique en un signal
électrique
Signal électrique
normalisé
* température, pression, lumière, son, débit, vitesse, . ..
Grandeur
physique*
Capteur industriel
Une chaîne de mesure est un ensemble de constituants qui fournit à l'unité de traitement du système l'image
d'une grandeur physique. Elle est constituée d'un capteur, d'un convertisseur de mesure et d'un module API.
Chaîne de mesure
Capteur industriel
Grandeur_ _ _;
_ _C
_ a_p-te_u_
r --
physique
8
,...l~-8-=
c -on-v-ertl
~-sse
-U-/l .,.,I '
U/1
-~ -
i.7
Module
► ' - - -A_u_to_m_a_te_ __,1---'--___.L : _ J
-.........-J
Le capteur fournit une
image électrique de la
grandeur physique
Le convertisseur de
mesure traduit le signal
mesuré en une grandeur
électrique standard
Le module automate
transforme le signal
analogique en un signal
numérique
î
L'automate gère
le processus
de fabrication
1 L MESURE DE TEMPÉRATURE
Les mesureurs de température transforment la température
d'un fluide ou d'une enceinte en un signal électrique 0/1 0 V,
4-20 mA, ....
Câble
de liaison
Ils utilisent une sonde à résistance métallique (Pt100) ou un
thermocouple (TC) comme élément sensible.
Élément sensible
t
Doigt de gant
Fixation
Leçon 7 - Capteurs industriels
ri•t 117
-,
Leçon
i
Exemple : transmetteur de température intégré dans
les sondes (Endress & Hauser)
Sortie (courant)
20 mA
Caractéristiques
- Entrée : Pt100 ou TC
- Plage de fonctionnement : O à 600 °c
- Type de sortie : 4 - 20 mA
: Caractéristique
:
de transfert
1
1
1
4mA
------------------,---
- + - - - - - - - - ~'- • Entrée (8)
1
0 °C
600 °C
1 .1 Sondes à résistance métallique
Symbole
lf
Une sonde à résistance métallique utilise la propriété de la variation de la résistivité
du métal avec la température. La plus connue est la sonde Pt100, ainsi appelée car sa
résistance est réalisée avec du platine (Pt) et vaut 100 ohms à O °C.
La résistance électrique d'une sonde Pt100 varie (pratiquement)
linéairement avec la température selon la relation simplifiée
suivante:
R 0 ~ R0 X (1 + a X 8'J
Caractéristique de sortie
400
~
300
g
/
200
Q)
(.)
C
tl
avec a = 3,850 x 10-3 0 c -1 (selon la norme DIN 43760)
et R 0 = 100 Q
100
ëii
Q)
a:
0
/
/
-100
-300
300
0
600
900
Température (0 C)
Application 1 : Calculer la température du fluide lorsque la sonde PT100 présente une résistance
de 300 Q .
........ ... .......... .. .. .... .. ... .... ......... ............. ................ ... .... ... .. ... .... ...... .. ... ............... .......... ...... ... .. .. .
La température trouvée est-elle cohérente avec la caractéristique de la sonde Pt100 ?
0 Oui O Non
Justifier : ......................... ... ........................... .... ....... .... ..... ....... .... .. ............................... .... .... .. .
Principe de la mesure :
Le système de mesure injecte un courant de 1 mA dans la sonde
Pt100 et mesure la tension à ses bornes.
1 mA
Système
de
mesure
Les conducteurs de la liaison sonde - instrument de mesure introduisant des erreurs de mesure, trois
montages sont utilisés, selon la précision souhaitée.
le plus simple
2 fils
Montage
le plus utilisé
3 fils
le plus précis
4fils
1
Principe
u
Système
de
mesure
2
Précision
Liaison
mauvaise
faible longueur
Pt10
Îu
Système
2 de
mesure
3
bonne
moyenne longueur
îu
2
Système
de
mesure
3
4
très bonne
grande longueur
Les Pt100 sont des sondes très utilisées dans l'industrie car elles sont simples à mettre en œuvre
précises et économiques.
118 llh Automatismes industriels
1 .2 Sondes à thermocouple
Un thermocouple est une sonde constituée par la soudure de deux conducteurs de matériaux
différents. Cette soudure est mise en contact avec l'élément à mesurer.
+
t
métal de nature 1
=>, -î
Symbole
~
=>
soudure chaude
métal de nature 2
Jonction de
référence ou
soudure froide
Un thermocouple produit une force électromotrice (fem) liée à la
différence de température à laquelle sont soumises la soudure chaude
et la soudure froide.
Métal A
Métal B
enceinte
Soudure chaude
Caractéristiques des thermocouples les plus utilisés :
Polarité
Symbole
Plage d'utilisation
(OC)
Code couleur IEC 584 - 3
+
-
J
Fer
(Fe)
Cuivre-Nickel
(Cu-Ni)
- 210 à+ 1 200
~~
K
Nickel-chrome
(Ni-Cr)
Nickel Aluminium
(Ni-Al)
- 270 à+ 1 370
~~
T
Cuivre
(Cu)
Cuivre Nickel
(Cu-Ni)
-270 à+ 400
~~
N
Nickel-Chrome
Silicium
(Ni-Cr-Si)
Nickel-Silicium
(Ni-Si)
- 270 à+ 1 300
C]g ~
Force électromotrice produite selon la composition du thermocouple :
!5CIO
1000
1!500
2000
2500
Temperatun, 'C
Application 2 :
Quel est le symbole du thermocouple ci-contre ? ... ....... ... ... .... .. ... ... ....... .. .. . .
Justifier : .... ... ...... .... ... .. ...... .. .... ... ............. ...... ...... ... ..... .... ...... .... .. ........ .... .
Indiquer le matériau de chaque conducteur : ...... .. ..... .. .................. .. .... ...... .
Déterminer la fem produite lorsque la différence de température entre la
soudure chaude et la soudure froide est égale à 750 °C : .... .... ... .. ... ... ......... ..
Leçon 7 - Capteurs industriels
Leçon
I
Compensation : Lorsque le thermocouple est éloigné de l'instrument de mesure, l'utilisation de
conducteurs ordinaires pour réaliser les raccordements peut engendrer des erreurs. Pour éviter ces
erreurs, on réalise la liaison avec un cordon de compensation utilisant des conducteurs spécifiques
selon le type de la sonde.
Exemple de raccordement d'un thermocouple avec un cordon de compensation
Conducteur de nature 1
Instrument
de mesure
Cordon
de compensation
Conducteur de nature 2
Protection : Les thermocouples peuvent être protégés ou non par un doigt de gant. Le thermocouple
peut dans certains cas être connecté à la masse par l'intermédiaire de la protection.
Désignation
SCA (Apparente)
SCI (isolée)
SCM (Masse)
thermocouple sans
rotection
thermocouple protégé et
isolé
thermocouple protégé et en
contact avec la masse
Montage
Caractéristique
de la sonde
Le choix d'un thermocouple s'effectue selon:
- la plage de température à mesurer ;
- le milieu de mesure et la précision souhaitée.
Les thermocouples sont des sondes très utilisées dans l'industrie car ils sont robustes, précis,
économiques et fonctionnent sur de larges gammes de température.
1.3 Bilan des capteurs de température
Domaines d'utilisation
w
0
0
~
0
0
..'....
0
0
0
+
....
0
0
+
1\.)
+
(,)
+
.s:,.
0
0
0
0
0
0
+
01
0
0
+
0)
0
0
+
-..J
0
0
+
CO
0
0
+
<O
0
0
+
....
0
0
0
:!:.
+
....
:!:.
:!:.
:!:.
:!:.
1\.)
(,)
.s:,.
0
0
0
0
0
01
0)
0
0
0
0
0
0
....
0
:!:.
:!:.
-..J
CO
0
0
0
0
q
Pt100
1
lype de sonde
Avantages
Inconvénients
Résistance métallique
durée de vie (6 000 h)
précision
pratiquement linéaire
réaction lente
Thermocouple
grande plage de mesure
réaction rapide
durée de vie (1 000 h}
non linéaire
gestion de la soudure froide
120 llh Automatismes industriels
___
.,
Application 3 : Contrôle de la température d'un four industriel
Schéma de principe
B1 (sonde TC type k)
t
A1 (transmetteur 4 - 20 mA)
Bruleur à gaz
Four
Automate
~
Terminal opérateur
Extraits du cahier des charges :
- Installation hors zone Ex (zone explosive).
- Température de fonctionnement du four : 1 100 °C.
- Transmetteur de mesure intégré à la sonde à réglage spécifique pour
les thermocouples et étalonné par Endress + Hauser.
Choix du transmetteur de mesure
À l'aide de la documentation technique de la page suivante et du cours, déterminer et justifier le
choix de chaque critère.
- Agrément : ... ... .. ... .... ..... ..... .. ....... ... ..... ..... .... ... ........ .... .. .... ... ... .. .. .. ... ..... ... ... ... ........... ... .... ..... .
- Type de raccordement : ..... ...... ... .... ......... .... ..... ....... ...... .... .... ........... .. ..... .... ... .. ... ... .. ............. .
- Type de sonde : ......... ... ..... ....... .. .................. ..... .. ... .... ... ..... ... ..... ..... ......... ................ ..... ... ..... .
- Réglage: .. ..... .... ..... ... .... ... ..... .. ........ .. .... ..... ... ......... ... ... .. ..... ... ...... .. ..... ... .... .... ....... ....... ... ..... .
- Marquage : ... ........ ... ........ .... .. ..... ...... ... .. ... .. ......... ..... ... ........ ... ................... .... ........... .... .. .... . .
Mise en œuvre
Compléter le schéma afin qu'il réponde au cahier des charges.
A1
B1
r--------------.
:~:
1
Thermocouple
Ü 24V
,
Q 3
Q 4
o+- z►
Os
CO
~~
4-20 mA
o ~ G)
Q 6
Q ov
------------Transmetteur
Module analogique de l'API
Leçon 7 - Capteurs industriels
ri•f 121
Leçon
------------------------------
J
Documentation constructeur (Endress + Hauser)
Transmetteur de température
iTEMP PCP TMT 181
Certificats, agréments
A - Version pour zone non Ex
B - ATEX Il 1 G EEx ia IIC T6/5/4
C - FM IS, Classe 1, Div. 1+2, Groupe A, B, C, D
D - CSA IS, Classe 1, Div. 1+2, Groupe A, B, C, D
E - ATEX 113G EEx nA IIC T4/T5/T6
F -ATEX 113D
G -ATEX 111G EEx la IIC T6, 113D
H - ATEX 113G Eex nA IIC T6, 113D
Type de raccordement
3 - thermorésistanœ 3 fils
4 - thermorésistanœ 4 fils
2 - thermorésistanœ 2 fils
1 - thermocouple (TC)
Type de sonde
(-200 •c ....850 •c,. min.. 10 K)
(-60 •c ....180 •c,. min.. 10 K)
(0 •c ... 1820 •c,. min. 500 K)
(-200 °C. ...915 ' C.. min.. 50 K)
(-200 •c ... 1200 •c,. min.. 50 K)
(-200 •c ... 1372 •c,. min.. 50 K)
(-270 °C ... 1300 °C,. min.. 50K)
(0 •c ... 1768 •c,. min. 500 K)
(0 •c ... 1768 •c,. min. 500 K)
(-200 °C. . ..400 °C,. min.. 50 K)
1 - Pt1 00
2 - Ni100
B - Type B
E - Type E
J -Type J
K- Type K
N- Type N
A- Type R
S- Type s
T - Type T
Réglage
A- Réglage standard (Pt100/3fils/0-100°C)
B - Gamme de mesure spécifique au client
C - Réglage spécifique pour TC
(voir Questionnaire)
D - Réglage spécifique pour RTO
(voir Questionnaire)
Marquage
A - Exécution standard
B - Certificat d'étalonnage en usine,
6 points de test
• Compléter
la référence --•TMT 1a1-
<= Réf. de commande complète
-------''---'---'----'---'--.I....------------
Raccordement transmetteur de mesure
Sonde 1----------- - - - - - - - ~
4 fils
2 fils
3fils
1
Sortie courant
.@
'{J§o
4...20mA
2 L MESURE DE PRESSION DES FLUIDES
La pression (p) est une grandeur physique (p=FIS) mesurée en pascals (Pa) mais le bar (bar) est une
unité encore largement utilisée, ainsi que le millibar (mbar), 1 bar = 100 000 Pa.
Domaine d'utilisation des capteurs de pression
Vide absolu
+
O mbar
122
l•h
Automatismes industriels
Pression atmosphérique standard
Dépression
Vacuostats
+
1013 mbar
Pression
Pressostats
~
Leçon
~
2 .1 Pressostats
Les pressostats transforment la pression d 'un fluide en un signal électrique standard.
Exemple: Pressostat Schneider Electric (série XML E)
Exemple de caractéristique de sortie
Plage de fonctionnement : 1 à 10 bars
Type de sortie: 4 - 20 mA
Sortie
20 mA
1
1
'
1
--~--------------- --1
Type de sortie : 4 - 20 mA
Indice de protection: IP 65
Température d 'utilisation : -15 °C à + 80 °C
'
1
4mA
1
1
--I _---------------,--_ _ _ _ _.;....
' ___.Pression
1
-l-1
1
1 bar
10 bars
La pression exerce une force sur l'élément sensible qui se déforme. Le transducteur* fournit l' information
au circuit électronique qui la traduit en un signal électrique.
éllilla.41l1<!11..cc-cc;.:
.:.i
•e--- - Carte Électronique
1-N----
- Élément sensible
(corps en céramique)
' - - - - - Joint
Le choix d'un capteur de pression s'effectue selon:
• le type et la température du fluide,
• la plage de réglage,
• la nature du signal de sortie,
• la tension d'alimentation,
• l'IP.
• Transducteur : Élément qui convertit une grandeur physique en énerg ie électrique
2.2 Vacuostats
Les vacuostats fonctionnent sur le même principe que les pressostats.
3 L MESURE DE LA VITESSE OU DE LA POSITION
Dans un équipement industriel, la mesure de vitesse ou de position d'un mobile est réalisée à l'aide
d ' un codeur et d'un module API.
Exemple de chaîne de positionnement
Leçon 7 - Capteurs industriels
riIl 123
~
Le~on
J
Les codeurs transforment la position d'un mobile en un signal électrique numérique. Les systèmes
de traitement de l'information peuvent par calcul, en déterminer la vitesse ou l'accélération. La plupart
des équipements utilisent des codeurs optiques.
Tête de lecture
Codeur optique rotatif
Codeur optique linéaire (règle optique)
Ces capteurs sont utilisés dans l'emballage, la découpe, la robotique, les grues, la manutention, les
magasins automatiques, l'imprimerie, les process en continu, le convoyage, ...
3.1 Codeurs optiques rotatifs
Constitution
Principe
Boîtier et connexion - - - - -
Axe sans butée
entraîné par le
mobile à contrôler
Récepteurs IR*
transformant
les signaux IR*
en signaux électriques
Gravures (succession
de parties transparentes
et opaques)
Masque-- --...a::,-._--.J
Led émettrice IR*- - - -oi!ll
* IR : infrarouge
3.2 Codeurs incrémentaux
Les codeurs incrémentaux sont des capteurs utilisés pour contrôler la vitesse et le sens de déplacement
d'un mobile.
Principe du masque
Masque
Piste intérieure
(Z)
1
124 flh Automatismes industriels
...,
.
Signaux caractéristiques
- deux séries d'impulsions en quadrature (déphasées de 90°)
fournissent la position du mobile.
i
VoieA
Voie B
Le~on
J
~
so·
- u,n 'top zéro' permet une resynchronisation à chaque tour7_
d axe du codeur.
voie z
so·
' Top zéro" de synchronisation
Le déphasage des impulsions permet une détection aisée du sens de rotation de l'axe du codeur.
~
Voie A~
Sens 1
Sens 2
Voie B~
~
B en avance sur A
A en avance sur B
La résolution d'un codeur incrémental est égale au nombre d'impulsions ou de points fournis par tour.
Application 4 : Calculer la résolution angulaire (nombre de points/ 0) d'un codeur incrémental
1O 000 points/tour... ........ ... ..... ..... .. .... ...... ..... ... ......... ....... ... ...... .... ... ..... ... ... ..... ....... ..... .... ... ... .
···· ····· ··· · ···· ··· ·· · ·····• ··· ·· ··· · ··· •··· ····· ·· ·· ··············· ···· ·· ····· ··················· ··· · ······· · ··· ·· ····· · ···· ······ · ·· ···· ·· · ···
La fréquence élevée fournie par la sortie du codeur impose pour l'automate l'utilisation d'un module
spécifique appelé module de comptage rapide.
Module de comptage rapide
ou de positionnement autonome
3.3 Codeur absolu
Le codeur absolu est un capteur de position angulaire dont la sortie électrique représente sous forme
numérique la position angulaire de l'axe. Ces capteurs sont utilisés pour contrôler la position des mobiles.
Principe
Capteurs photo
sensibles
Masque fixe
Émetteurs IR
Disque secondaire
indiquant le nombre
de tours
-
- - Train d'engrenages
7
Codeur multitours
Codeur monotour
Disque principal
indiquant la position
dans le tour
Disque indiquant la
position dans un tour
Leçon 7 - Capteurs industriels
rl•I 125
Exemple de disque
Piste 01 _., bit O . . f U U U 1 . J l . f i J l
Piste 02 _., bit 1 ~
Piste 03 - . . bit 2 ~
Piste04_., bit3 ~
La résolution d'un codeur absolu est égale à 2n avec n = nombre de bits.
Application 5 : Calculer la résolution d'un codeur absolu monotour disposant de 10 bits.
Calculer sa résolution angulaire .. ...... .. ... .... ........ ......... ..... ........... ........ ....... .... ............ .... ..... .. .. ... .
Les codeurs absolus utilisent des disques codés en binaire
naturel ou en binaire réfléchi (code Gray - voir leçon 8).
Disque binaire
Disque gray
Application 6 : Déterminer sur le disque binaire :
- le nombre de bits : ... .. .. ... .. .. .. .. ..... . .. ... .. .. .. .. ..... . ... ... .
- la résolution : ... ... ... ...... .. ... ...... .......... .
- la résolution angulaire : ... ....... .. .......... ....... ...... ..... .... .... .. .. .. .... ........ ....... .. .............................. ..
Module d'entrée TOR
La fréquence moins
élevée fournie par les
sorties d'un codeur
absolu à sorties parallèles
peut être généralement
traitée par un module
d'entrée TOR classique.
%012
%013
%014
%015
J
Code do oomb,e
-ide tours
3 .4 Règles optiques
Les règles optiques fonctionnent sur le même principe que les codeurs rotatifs, le disque étant
remplacé par une règle graduée.
Principe d'une règle optique linéaire
Règle
1
Lecteur mobile
Application 7 :
Combien de bits possède la règle ci-dessus ?
Quel est le code de la position B ? .... ............ ...... ... .... ... .. ..... .... .. ............ ...... ... ...... ...... .............. .
126 flh Automatismes industriels
~
Leçon
.I
3.5 Bilan des codeurs de position
Absolu
'-
Codeur
Incrémental
Application
détection d'angles, de sens de rotation
et de vitesses exigeantes
Signal
suite d'impulsions (position relative
par rapport à la position de référence
- top zéro)
position absolue dans
le tour de 0° à 360°
Avantages
- économique
- construction rustique
La valeur de la position est disponible dès la mise
sous tension
Inconvénients
- nécessite une course d'initialisation
après chaque perte de réseau
- sensible aux parasites en ligne
donne une position sur
un seul tour
multitours
monotour
détection de positions, d'angles
- position absolue dans
le tour de 0° à 360°
- indique le nombre de
tours grâce un système
de disque secondaire
mécanique complexe
4 L CODEURS COMMUNICANTS
Les codeurs communicants intègrent un protocole de communication. Les différents signaux sont
mis en forme et transmis à l'unité de traitement par l'intermédiaire d'un bus de terrain.
Exemple de codeur communicant
Connexions et configurations (Canopen)
Configuration
de l'adresse
du codeur
Configuration de la
vitesse de transfert
du réseau
Gamme Osicoder Schneider Electric
Connecteur
Bus entrant
Connecteur
Bus sortant
t
Connexion cordon d'alimentation
5 L CODEURS MAGNÉTIQUES
Les codeurs magnétiques conviennent aux applications fonctionnant dans des ambiances difficiles.
Ils sont insensibles aux atmosphères humide, graisseuse ou poussiéreuse. Ils peuvent fonctionner à
l'extérieur.
Principe d'un codeur incrémental magnétique
Leçon 7 - Capteurs industriels
rilt 127
- - - - ,
Synthèse : Contrôle de la longueur
de cisaillement d'une tôle
Une cisaille automatique découpe des tôles à une
longueur prédéfinie par l'opérateur. L'avancée de la
tôle est mesurée par un ensemble codeur, galet.
Choix du codeur
À l'aide de la documentation constructeur et du cours,
déterminer et justifier le choix de chaque critère.
• Technologie :
0 incrémentale
Extraits du cahier des charges :
- longueur de découpe : entre 50 et 400 mm
- précision : ± 5 mm
- diamètre galet : 150 mm
- codeur : diamètre axe 12 mm, codage
Gray, relié à un module d 'entrées API de
type push-pull
O absolue
Justifier .. ..... ....... .. .... ... ... .. ....... .. ... ... ..... ......... .
Déterminer la longueur mesurée en un tour de galet :
•Technologie:
0 monotour
O multitours
Justifier ....... ........ ..... .. .. ... ..... ... .. .... ..... ........ ... .
Cod~
Galet eotcalne"'
Compléter le bon de commande du codeur.
Désignation
11
Référence
Justifier votre choix :
7
Principe: l'avancée de la tôle fait tourner
le galet qui entraîne le codeur.
Lorsque le codeur fait un tour (360°),
la tôle a avancé de L = TI x O avec D
diamètre du galet entraîneur.
Validation du choix
Résolution du codeur :
Exemple : si le diamètre du galet est de
100 mm, lorsque le codeur a réalisé un
tour, la tôle a avancé de :
L = TI x 100, L = 314 mm.
Précision linéaire obtenue : ... .. ..... ..... ... ....... .. ... .
Le codeur satisfait-il au cahier des charges ?
Documentation
constructeur
(Schneider Electric)
Codeurs
absolus monotour
o du boîtier (mm)
ode l'axe mm
4096 points/
8192 tours
8192 points/
4O96tours
t
,., 90
"'58
,., 90
06
o 12
axe leln
6000
100
o 10
axe leln
6000
100
012
axe leln
6000
100
9000
tension
d'alimentation
raccordement
détecteurs
résolU1ion
... 8192 points
absolus multltours
"' 58
axe leln
128 llh Automatismes industriels
Mesure d'un mouvement de translation
par galet entraîneur
100
11 ...30V
connecteur radial M23 mâle
éta de sortie code
push-pull
binaire XCC25O6PS81KB XCC2912PS81KBN
ra
XCC25O6PS81KGN XCC2912PS81 KGN
SSI, 13 bits
binaire XCC2506PS81S8N XCC2912PS81 SBN
XCC2506PS81SGN XCC2912PS81SGN
SSI, 25 b~s (5) gray
•
SSI, 25 b~s (5) .::;bi::..::na:.::.i=+-•
re - - - --+- - -ra
XCC351OPS48SGN -
- +X
:.:..:C:..:C:.=.
35
c..:1.=.:0P,..::S:.=.84.:.:::S:.=:
B:..:.
NFX.::.CC::..:3==.91.:.:::2":PS::..:8:..:.
4S
::..:Bc:.:i
N
XCC3510PS84SGN XCC3912PS84SGN
Numération
O
et conversion - ~ - -
[eçon
Situation : Les capteurs industriels numérique codent la valeur mesurée
pour la transmettre à la partie commande du système. De quoi est fait ce
signal? Qu'est-ce que la numération? Quelles sont les bases utilisées en
automatisme? Comment passe-t-on d'une base à autre?
À l'issue de la leçon , vous saurez coder l 'information dans
différentes bases.
Référentiel :
Savoirs associés
l'information
S4.3 Nature de
Compétences développées: C2-7, C3-2
Certains capteurs industriels fournissent à la partie commande une image numérique de la grandeur
physique mesurée. Nous allons voir comment les systèmes traitent les données numériques.
..
CAPTEUR
INDUSTRIEL
vers traitement numérique
du signal (API, centrale
de mesures, ...)
~ - - - - ~ - - - - T e m p s ou
Distance
Valeur numérique
transmise sur 4 bits
Signal mesuré
1 7_ SYSTÈMES DE NUMÉRATION
'
,.
- RAPPEL SUR LE SYSTEME DECIMAL
Les systèmes de numération associés aux opérations (addition, soustraction, ... ) permettent de
compter. Il existe une grande variété de bases que nous utilisons quotidiennement.
Le système décimal, ou base 10, utilise 10 symboles: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 pour représenter
les nombres.
Exemple : N = 8 421 (10).__ __
Nombre~
Base du nombre
Un nombre est une succession de chiffres dont chacun est affecté d'un poids*.
Exemple d'écriture du nombre 8 421 en base 10:
Rang du chiffre
N (10) =
Poids du rang
Poids du chiffre
soit
On peut écrire :
3
8
2
4
103
8 X 103
8 000
102
4 X 102
400
1
1
2
1
10
2 X 101
20
0
1
10°~
1 X 10°
1
1
Rang du chiffre
Base du nombre
N = 8 421 (1ol -> N(1oJ = 8 000 + 400 + 20 + 1
* Poids : coefficient attaché au rang d'un chiffre dans un système de numération
Leçon 8- Numération et conversion
ri•t 129
0
Leçon
u
Application 1 :
Écrire le nombre N = 2 345<10) à l'aide de puissances de 1O.
Écrire le nombre N<10l = 5 x 103 + O x 102 + 7 x 101 + 9 x 10° sous la forme classique.
Citer un « système de numération» utilisant :
- la base 12 : ... ... .... .. .... .. .... ... ...... .. ... .. .... .. ... ... ... .. ... ....... .................... ... ... ...... ........ ..... ........... ...
- la base 60 : .... ... ... .. ..... ...... .. .. ....... .... .. ... ... ........ ... ... .... ... ... .... .. ... .... ..... ...... ........... .... .......... .... .
Citer la base du système horaire : .... .. .. ... ... ... ...... .. .... ..... .. .... ..... .... .... ........ ........ .... .... .. .... ......... . .
2 L SYSTÈMES BINAIRES
Les systèmes binaires utilisent 2 symboles, O et 1, pour représenter les nombres. Ces systèmes sont
employés, sous diverses formes par les équipements automatisés.
Les plus répandus sont :
• le binaire naturel,
• le binaire DCB (BCD en anglais),
• le binaire réfléchi.
Le bit (valeur O ou 1) est l'information élémentaire d'un système binaire.
Exemple : 1 = lampe allumée, 0 = lampe éteinte.
L'octet (byte) est une information codée sur 8 bits.
Exemple:
Bit de plus fort poids (MSB)
(most significant bit)
Bit de plus faible poids (LSB)
(less significant bit)
Le mot ou word est une information codée sur deux octets.
2.1 Binaire naturel
Le binaire naturel est la représentation numérique, sans codage particulier, des nombres en base deux.
Exemple de nombre : N = 10100111 <2l
La conversion binaire - décimal est l'opération qui consiste à coder un nombre écrit en base 2 en
base 10.
10100111 - - - • I l .
(2>
►
Conversion
binaire - décimal
Principe : À chaque chiffre du nombre, on affecte son poids dans la base de départ (base 2).
130
l•h
Automatismes industriels
0
Leçon
Exemple : Convertir N = 10100111 (2l en décimal :
Poids du rang en base 2
ou
····· I
.....
N!2i=
Poids de chaque chiffre
N (lO)=
d'où N =
1
27
2s
2s
24
23
22
21
20
128
64
32
16
8
4
2
1
1
128
0
64
1
32
0
16
0
8
1
4
1
2
1
1
1 X 128 + 0 X 64 + 1 X 32 + 0 X 16 + 0 X 8
"
+ 1X4 + 1X2 + 1X 1
128 + 32 + 4 + 2 + 1 soit N = 167(1oi
Application 2 : Convertir N = 10010001 (2) en décimal.
La conversion décimal - binaire est l'opération qui consiste à coder un nombre écrit en base 10 en base 2.
Conversion
décimal/ binaire
Principe: La conversion d'un nombre décimal en binaire s'obtient par les restes successifs de divisions par 2.
22~
o
F~
~~~
1 ?
1
1, -
Application 3 : Convertir N = 145(,o) en binaire.
2.2 Code BCD
Le code BCD (Binary Coded Decimal) ou code DCB (Décimal Codé en Binaire) est un système de
numération qui code chaque chiffre décimal ou digit en binaire naturel sur 4 bits.
Équivalence décimal - binaire
Décimal
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
binaire
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
Leçon 8 - Numération et conversion
riIl 131
0
Leçon
~
Exemple: Codage du nombre 45(10) en BCD
N(1oi:
Code BCD
donc:
Application 4 : Convertir N = 167(10) en BCD.
Convertir le code N = 00110111 (BCD) en décimal.
2.3 Binaire réfléchi ou code Gray
Le binaire réfléchi ou code Gray est un système de codage binaire. Il a la particularité d'avoir un seul
bit qui change d'état sur deux lignes consécutives. Ce code ne peut pas être employé pour les calculs.
valeur
0
lncrémentation
de la valeur
binaire naturel
Codage Gray
000
000
-G)
@
2
011
100
101
110
111
3
2 bits changent d'état
(les valeurs 000
ou 011 pourraient
apparaître de
façon passagère)
4
5
6
7
1
010
110
111
101
100
1 seul bit
change d'état
(pas d'aléa)
Le code peut se 'refermer' sur lui-même en gardant ses propriétés.
Ce code est principalement utilisé pour des codeurs de position absolue. Il évite les états intermédiaires
qui pourraient apparaître et perturber le système lors des changements de valeur.
Exemple de masque de codeur optique
2
16
16
Princ ipe de lecture
•• 5
13 .. .
• •• 5
12
12
0011
9
Disque « code Gray »
132 llh Automatismes industriels
MSB._J
Most significant Bit
4
LSB
Less significant Bit
.
9
8
Disque «binaire naturel »
Application 5 : Pour chaque disque précédent, compléter la table de vérité.
Disque cc binaire naturel »
Disque cc code Gray »
G3
0
0
Pos n°
1
2
3
4
5
6
G2
0
0
G1
0
0
GO
0
1
Pos n°
1
2
3
4
5
6
83
0
0
82
0
0
B1
0
0
BO
0
1
7
8
9
7
8
>----9
10
10
11
12
13
14
15
16
11
12
13
14
15
16
Dans chaque table, entourer en rouge les changements simultanés de plusieurs bits.
Disque« code Gray», nombre de changements simultanés: ....... .. .... ....... .. ......... ...... .. ... .... .. ... .. . .
Disque «binaire naturel », nombre de changements simultanés : ....... ...... ...... .. .. ....... ... ...... ... ... ... . .
Quel est d'après vous le codage qui crée le moins de risques d'aléas ? ...... ... .... .. ..... .... ... .... .... .. ...
La conversion binaire naturel - binaire réfléchi code un nombre binaire naturel en binaire réfléchi.
11 001
---"'•
<2)
"
...
Conversion
binaire naturel/binaire réfléchi
,. 10101 (Gray)
Principe:
Coder N = 11001 (2l en code Gray
B4
Binaire ~
naturel
r--- Ou exclusif
B3
B2
l ~;-"' XOR ~ XOR~
Code ±
Gray ~
G4
î _ BO
XOR ~ XOR ~
B1
"tJ "tJ "tJ "tJ
G3
G2
G1
GO
donc : 11001 (2) = 10101 (Gray)
Application 6 : Convertir N = 1011 (2) en code Gray.
Leçon 8 - Numération et conversion
ri•t 133
0
Leçon
"
La conversion binaire réfléchi - binaire naturel code un nombre binaire réfléchi en binaire naturel.
10101
Conversion
binaire réfléchi/binaire naturel , - . - - · 1100\2)
---•Ill.
►
(G,ayJ
Principe
Coder 10101 (Gray) en binaire naturel
G4
fJ p
t1 t1 t1 tJ
Code
Gray
G3
G2
r0
r8
XOR
Binaire
naturel
1
B4
XOR
B3
G1
XOR
B2
GO
XOR
B1
BO
donc : 10101 (Gray) = 1100\2)
Application 7 : Convertir N = 111 0(Gray) en binaire naturel.
l 7_ SYSTÈME HEXADÉCIMAL
Le système hexadécimal (base 16) utilise 16 symboles : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F,
pour représenter les nombres. Ce système est employé pour simplifier l'écriture des nombres codés
en binaire naturel.
Exemple de nombre hexadécimal : N = A29F(, 6)
Tableau d'encodage
Décimal Binaire Hexadécimal
0
0000
0
1
0001
1
2
0010
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
134 flh Automatismes industriels
(0011J
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
Chaque symbole hexadécimal
correspond à un code binaire
naturel de 4 bits
0
leçon
"
Application 8 : Convertir N = A29F(16l en binaire
N = A29F(16J = N (2l : 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
La conversion hexadécimal - décimal transforme un nombre codé en base 16 en base 1O.
Conversion
hexadécimal/décimal
A29F(161
,. 41 63\ 101
Principe:
Rang du symbole
4
3
2
1
0
Poids du rang
164
163
162
161
16°
Équivalent décimal
65 536
4 096
256
16
1
N (161=
A
2
9
F
Valeur décimale du symbole
10
2
9
15
Poids du symbole
4 096
256
16
1
N110,=
soit A29F(161 =
10 X 4096
+
2 X 256
+
9 X 16
+
15 X 1
41 6311101
Application 9 :
• Convertir E17(16l en décimal.
• Convertir 125(16l en binaire et en décimal.
L
coDEASCII
Le code ASCII (American Standart Code for Information lnterchange) est le code alphanumérique le
plus utilisé pour les échanges d'informations entre ordinateurs.
Il permet de coder 128 symboles (lettres, chiffres et caractères spéciaux) à partir de 7 bits.
Table ASCII (voir page suivante).
Leçon 8 - Numération et conversion
rl•l 135
0
leçon
"
b
0
b
~
0
;
0
0
0
0
5
b4
b3
b2
b1
~
Hexa
0
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
2
4
5
Char
1
1
1
0
1
6
7
0
0
0
0
0
NUL DLE
SP
0
@
p
0
0
0
1
1
SOH DC1
!
1
A
Q
a
q
0
0
1
0
2
STX
"
2
B
R
b
DC2
p
NUL
Null
SOH
Star! of heading
STX
Star! of text
ET)(
End of text
EOT
End of transmit
ENQ
Enquiry
ACK
Acknowledge
BEL
Audible bell
BS
Backspace
r
HT
Horizontal tab
LF
Une feed
0
0
1
1
3
ETX
DC3
#
3
C
s
C
s
VT
Vertical tab
0
1
0
0
4
EOT DC4
$
4
D
T
d
t
FF
Form feed
CR
Carriage return
so
Shift out
SI
Shift in
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
5
ENQ NAK
%
5
E
u
e
u
6
ACK SYN
8
6
F
V
f
V
7
0
BEL
ETB
CAN
BS
'
7
(
0
0
1
9
HT
EM
)
1
0
1
0
A
LF
SUB
*
1
0
1
1
B
VT
ESC
+
1
1
0
0
C
FF
FS
D
CR
1
0
1
GS
1
1
1
0
E
so
RS
1
1
1
1
F
SI
us
Exemple : codage du c hiffre 8
Bit n°
/
Device contrai 1
DC2
Oevice control 2
DC3
Device control 3
X
h
X
1
y
i
y
z
SYN
Synchronous idle
J
j
z
ETB
End trans. black
K
[
k
{
CAN
Cancel
EM
End of medium
<
L
\
1
1
SUB
Substitution
ESC
Escape
=
M
'
-
w
g
Data link espace
DC1
H
9
'
w
G
8
1
1
>---
DLE
m
l
}
>
N
/\
n
~
?
0
-
0
DEL
DC4
Device control 4
NAK
Neg. acknowledge
FS
File separator
GS
Group separator
RS
Record separator
us
Unit separntor
SP
Space
Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit 2 Bit 1
0
binaire
1
1
1
1
1
3
Hexa
1
0
1
0
1
0
8
Remarque: Une extension du code utilisant 8 bits permet d'adresser 256 caractères alphanumériques.
Application 10: Déterminer le code binaire reç u par l'ordinateur si un opérateur compose le mot
Ciel sur son clavier.
Caractère Bit 7 Bit 6 Bit 5
Bit 4
Bit 3 Bit 2 Bit 1
C
e
Que signifie le code ASCII suivant ?
Code
binaire
hexadécimal
136 llh Automatismes industrie ls
ASCII
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
20
3A
07
Symbole
1
0
1
1
0
0
0
0
0
1
0
1
Situation : Les systèmes sont souvent commandés
par des automates programmables industriels
modulaires. Comment sont-ils constitués ? Quels
sont les différents modules ?
À l'issue de la leçon, vous saurez choisir, en fonction
d'une application, un module d'API.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes programmables
Compétences développées : C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
1 7_ AUTOMATES PROGRAMMABLES MODULAIRES
Un automate programmable modulaire est constitué d'un ensemble de modules raccordés à un
bus interne. La modularité permet de configurer l'API en fonction des besoins de l'utilisateur, de
dépanner et diagnostiquer facilement un dysfonctionnement.
Les modules sont installés sur le fond de panier (ensemble de connecteurs reliés par bus) et sont raccordés
avec l'extérieur soit en liaison filaire, soit en liaison communicante.
API
Emplacement
pour module avec
connecteurs sur bus
Unité centrale - ~ ~
Communication
Carte mémoire
-~ :..-,-,--",--
Application 1 :
a. Dans ce coffret, entourerl'API modulaire.
Bornier
de raccordement
filaire
b. Sur cet API, identifier, par le numéro correspondant :
l'unité centrale O, le fond de panier 8 , les liaisons de
communication 0 , les borniers de raccordement filaire O.
Leçon 9 - Automates programmables modulaires
reçon
J
2 L PROGRAMMATION DES API
Les API se programment à partir d'un ordinateur équipé d'un atelier logiciel.
L'ordinateur est relié à l'API par un câble (liaison locale) ou par un réseau via un coupleur ou un
module de communication intégré.
....-.........
,..,:
l!i..:.-1.i:- ·;
Programmation en langage LD, FBD,
SFC, ST ou IL
:n
liaison locale
-++-~-•~• ~f r
Coupleur
L'atelier logiciel permet, en conformité avec la norme CEi 61131 :
• de configurer l'API,
• d 'effectuer la programmation,
• d'implanter le programme dans l'API,
• de mettre au point le programme,
• d'observer les évolutions du fonctionnement,
• de compléter le dossier technique.
Exemples d 'ateliers logiciels :
Schneider Electric : Unity pro, PL? Pro, PL? Micro, Zelio soft, ...
Siemens : STEP 7, Totally Integrated Automation , ...
Omron : CX-One.
Chaque atelier logiciel est généralement dédié à une gamme d'API d'un constructeur.
Exemple : PL? micro
l!o1•1 m 1e 1
i!, . ._
!§,__,"
--gtg"'t;.;-:...
T6ctltFNI
,_e.::-
l s~
E('llnfd'~
~
1-
• ··· = -
m~-;;C
~
Tll'iltd'-..ori
~~~~
.
Tlbled'......-on
=8~IMIIMII
Configuration matérielle
Structure de l'application
Programmation
Il existe aussi des ateliers logiciels universels qui ne sont pas dédiés à un automate ou à une
marque : Automgen, Cadepa, Alograf ...
138 tlh Automatismes industriels
w
Matériels raccordés sur un module
de sorties TOR
Matériels raccordés sur un module
d'entrées TOR
,.
,
r
;::,::::,
Électrovannes
Relais
Contacteurs
••
Voyants
Matériels raccordés sur un module
d'entrées-sorties analogiques
e
Va' fUffi
Capteurs
~
~
0
;::,::::,
0
m
A;
~
~
m
z
--1
Boutons poussoirs,
commutateurs
0
Sondes PT100
ou thermocouple
Détecteurs
Dynamos
tachymétriques
m
Cl)
~
~
m,
;::,::::,
r-
~
,r')
0
::s
Matériels raccordés sur un module
de sécurité
Matériels raccordés sur un module
de communication
~
1
)>
C:
ô
3
r ~
""-
fi
❖-=
·~
--
I~API
Ill
,;-
..
0
OQ
ii.l
3
3
Ill
a~
"'3
0
Q.
C:
~
:;·
~
"'
~
w
~
...
•
~
"
C:
z
Signalisation
Matériels raccordés sur
un module de comptage
PC
Codeurs
1
Positionnement
Détecteurs
Cl)
;::,::::,
l
Arrêt d'urgence
"'
"C
r-
C:
€~
,,. ~
m
CI)
Détecteurs
Capteurs
►
-0
t:eçon
J
3.1 Module d'entrées/sorties TOR
Les modules d'entrée TOR informent l'unité centrale de l'état logique des entrées.
eurs lim
trées à 1
età l'éta
Les modules de sortie TOR permettent à l'unité centrale d'agir sur les actionneurs via les pré-actionneurs.
re des
8, 16...
Les entrées et sorties TOR sont câblées en filaire (fil à fil).
Application 2 :
Un équipement automatisé est géré par un API Modicon M340. On veut ajouter 40 entrées TOR
(24 V DC logique positive) et 12 sorties TOR statiques pour piloter des pré-actionneurs en 230 V AC.
Choisir un module d'entrée et un module de sortie. Surligner sur la documentation constructeur les
différents critères qui ont guidé votre choix.
Module d'entrées (documentation Schneider}
16
Bonw dMlrochable
20 c:onlads à rneort
20 ~ i renort
ouhls
ouhls
24 V
125 VDC
3,5 mA
Logique
Ar6tal 1
Positive (slnk)
lenslon .t11 V
Courant >2 mA
(pour U .i:11 V)
Arétal 0
R6Mrencea
140 llh Automatismes industriels
1enslon
<SV
Courant .t1,5 mA
Négative (source)
.t34V
.t11 V
.t15V
.t14 V
~mA
~ mA
~ mA
~mA
(pour U .i:34 V)
(pour U il:11 V)
(pour U .t5 V)
(po<r U il:15 V)
<10 V
l
.i:o.s mA
BMXDDl1802 BMX DOi 1803
<5 V
.i:1.5 mA
BMX DOi 3202
:t0.5 mA
BMX DOi 6402~ BMX DAI 1802 1BMX DDl1eo4(1)
"
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - = [eçon
J
Modules d' entrées courant alternatif
Type de module
Nombre d'entrée•
Raccordement
Valeur■ nominale■ d'entrée•
Valeur■ llmltea d'entr6H
Banler d6brochable 20 oonlacll 6 reasort ou 6 vis
24VAC
l 48AC_ _ _ ____....:..:.::.:.:.:..;.::.::...cc...:.::..
l 100...120VAC _ _ l 200...240 VAC
.:. :Ten::;.slon;.:. :. c_ _ _ _ _ _ _+..:....:..:=-----.L..:..:..:..::.
4
J 10.4 mA
Coura,t
3mA
50/80 Hz
Fréquence
~59V
:t74V
:t34 V
Tlllllon :t15V
A r6ta1 1
=
Tlllllon
ArétalO
:temA
S40V
:t2,5 mA
Counint :t2mA
S10V
S5V
S20V
1
1
1
S4mA
Counint S1 mA
1BIIX 1W 1803
BIIX DAI 1802
Réf6renc:H
-1
1BIIX DAI 1604
1BIIX DAI 0805 (2)
Référence: .... ... ... ...... ... .. ..... Limites de la tension d'entrée à l'état 1 :
Limites de la tension d'entrée à l'état O:
Module de sorties (documentation Schneider)
Type de module
Nombre d'entrée■
Banler d6brochable 20 oonlacll à reaaort ou à vis
Raccordement
Tenalon I1rn•e d'emploi
Tempa de riponN
Continue
Altemallve
Endenchement
10...34 VDC
24... 125 VOC (chwge rélllslive)
10...264 VAC
200... 284 VAC (Cosq> • 1)
06detlchemenl
<8ma
100...150 VDC
<10ma
Pulnance dlaalpêe
2,7Wmax
<12 ma
3W
Réf6renc:H
BIIX DRA 0805
1BIIX DRA 1805
Type de module
Modules de sorties à triacs
Nombre d'entrée■
18
1BIIX DRA 0804 (1)
Boml« d6brochable 20 oonlacll • reaaort ou • vis
Raccordement
Tenalon d'emploi
Nominale
Umtte
Courants
Maxlrrum
100...240VAC
85...288VAC
0,8 par voie, 2,4 p.- cxmlTAln, 4,8 pou- r ~ des 4 corrmim.
25mAh 100V, 25mAh 240V:
Mlnmnn
Courant d'appel maxi
s 20'cycle
Réf6rence
BIIX DAO1805
Référence : ... ........... .... ..... ..... .. ... .
3.2 Module d'entrées/sorties analogiques
Module de sorties analogiques
Module d'entrées analogiques
Conversion
analogique
numérique
Signal
analogique
Isolation
galvanique
BJ
Unité
centrale
lnter1ace
Interface
API
TRAITEMENT
NUMÉRIQUE
DES DONNÉES
Isolation
galvanique
r 1""1 BJ
01101001
Mot numérique
codé sur n bits
Le module d'entrées analogiques permet de
fournir à l'unité centrale une information numérique
à partir d'un signal analogique reçu des capteurs
(sonde de température, capteur de vitesse, ...).
Conversion
numérique
analogique
et mise en
forme
l""m•Soo
codé sur n bits
Le module de sorties analogiques permet de
fournir un signal analogique aux pré-actionneurs
à partir d'une information numérique fournie par
l'unité centrale.
Leçon 9 - Automates programmables modulaires
•t 141
Critères de choix :
• Le type et la nature des entrées/ sorties (courant-tension ; 0-1 0 V, -10/+ 10 V, 0-20 mA, 4-20 mA).
• La résolution (nombre de bits utilisés pour coder l'information analogique).
• La rapidité de traitement.
Précautions de cablage : Pour protéger le signal des contraintes électromagnétiques (CEM), il faut :
0
@
Utiliser des paires torsadées
blindées d'une section i - - - - -minimal de 0,28 mm2
Éloigner au maximum les fils
de mesure, des câbles d'entrées/
sorties TOR (notamment des sorties
relais) et des câbles qui véhiculent
des signaux de puissance
Application 3 : {d'après Bac 2007)
Une usine de distribution d'eau utilise des groupes surpresseurs. Elle fournit aux consommateurs
d'un quartier une eau à une pression constante de 3 bars. La pression est régulée grâce au contrôle
de la vitesse de la pompe par un variateur et un automate programmable.
Cette variation de vitesse est gérée de la façon suivante :
Le variateur reçoit
une consigne (0-10 V)
provenant d'un module
de sorties analogiques
de l'automate (voie O).
~
ALIMENTATION TRIPHAS~E
Informations provenant
du capteur de pression
4-20 mA +-(4 - 20 mA) sur le module
d'entrées analogiques
(voie 0).
pression
Module de
sorties
analogiques
Variateur de vitesse
t
~
1 ,,~
-
Module
entrées
API
J analogiques
0-10 V
--"
lm
.:.::•:it•= -•:.:.:
ite
=s::::
:se:..::d::c.
•.=
l•..::
D.:...
T ,::.
0 ·..:.
10
:....:.;__
_ __ _,._- ,
D: J : l _
La dynamo tachymétrique
informe le variateur
de la vitesse du moteur.
Le variateur envoie
l'information sur la vitesse
du moteur sous la forme
d'un signal 0-10 V vers
le module d'entrées
analogiques de I'API
(entrée voie 2).
Choisir pour cette application une carte d'entrées analogiques et une carte à sorties analogiques.
Documentation constructeur
W+lr:H·MM Entrées
ii?-1=1::H·MM Sorties
liUfH Ili? nt?:n ASYB00
(1) uniquement en cas de l'ulillsallon du 24 V Interne, (0 mA si r allmentation externe est utilisée).
(2) + 20 mA par vole active
142 llh Automatismes industriels
l'.eçon
J
Référence Entrées : ..... ... ... .
Référence Sorties : .............. ..... .............. .
Justification : .. ..... . ........ .. .
Justification : ....... .
Tracer le raccordement du capteur pression et du variateur sur les cartes.
AJimentatSon
CoMecleu<
commande
de-
Module entrées
analogiques
Module sorties
analogiques
FU1 à 4
OF
API
• • KM2
OF
KM 1
DMV 2322 / DMV 2342
f .::::·:::::::::::::::·::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::·,
!
1
Sertie 4 - 20 mA
Information
Copteurde
av
vitesse
pressloo
24V
0V
1
1
Alimentalion
capteur
24V
l
1
(!>/
1
Extrait de la documentation technique API
Bornier TSX BLY01 (sorties analogiques)
<:>
6
_,.&"'
<:>
_,.i,~ .~q,.0$
~
~
if
.,
•
"
#
.iif
,§"" ov
~_,.a ov
._...
<J' ,1' ~v ,1'
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~
,e,'f'
..._,tt·
'l,
~
~
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c,O
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•
~_,.o
~
0®®0®@@@@@)
ov
,1'
j:>"' J'"' «-"l cf'~ «-~~ cf'~., J'"' «-,1 cf'~~ «-,1
~
Connecteur Sud-D (entrées analogiques)
~<:>
&
f
"
"
~
&.J} ~,f.> y..,,, ~ ~
~
~
~
~
@@@@@@)@@@@@@
G)@3©@®0®®@@
NC : Broche non connectée
+IVx : Entrée tension pôle + de la voie x
+ICx : Entrée courant pôle + de la voie x
COMx : Entrée tension ou courant pôle - de la voie x
STD : Le « strap » entre les broches 3 et 13 permet la détection
du débrochage du connecteur.
Note : Les brochures COM0, COM1, COM2 et COM3 sont
reliées en interne dans le module.
3.3 Module de comptage
Dans certains automatismes, il est nécessaire de compter les informations
issues de capteurs.
Critères de choix :
• Nombre de voies.
• Fréquence maximale.
• Type d'entrées acceptées.
Leçon 9 - Automates programmables modulaires
Détecteur de passage
Exemple : détection
de passage de bouteilles,
de boîtes, de voitures ...
Détecteur de proximité
ENTRÉES
COMPTAGE
API
Exemple : Comptage des
impulsion d'une roue dentée
Impulsions issues des capteurs
(fréquence variable)
Codeur
Exemple: positionnement
d'un robot
/
Possibilités de raccordement :
entrées de comptage intégrées :
pour un signal de fréquence élevée ~
(quelques dizaines de kilohertz)
entrées TOR ordinaires :
=~-- pour un signal de fréquence faible
modules de comptage :
pour un signal de fréquence très élevée
(quelques centaines de kilohertz) - - - - - - ~
(quelques centaines de hertz)
Précautions de câblage :
Pour éviter les problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM), les câbles transmettant les
signaux doivent:
- être éloignés des câbles véhiculant des énergies élevées,
- être blindés avec le blindage relié à la masse mécanique, côté automate comme côté codeur,
- ne jamais transporter des signaux autres que les signaux de comptage et alimentations relatives aux
capteurs de comptage.
Le câble de raccordement automate/codeur devra être le plus court possible.
Application 4 - Codeur absolu (d'après Bac)
Un chariot déplace du carrelage du point A vers le point B.
La poulie d'entraînement de la chaîne de transmission est accouplée à un motovariateur piloté par
un API. La position du chariot est contrôlée par un capteur de position de type absolu.
Synoptique du système
,. _______ _ ~~t~v~ri~t~u:_ ________ ~
1 --consigne I
1
Variateur .........-
de vitesse
• - - - - - - - - Distance total à parcourir: 25m
A
......
O
1
- - - - - - 1..i
/
chariot - - - - -
§
f- -
'Q,./)-
t ..... J ..=.. ~R~
Niveau sol fini /
/
· · · · · · ··········:,.:411"············ :
Chaîne de/
transmission
~
Poulie
d'entraînement
Codeul'
Indication de la position du chariot
h
144 11
Les sorties du codeur absolu (6 bits)
sont raccordées aux entrées TOR de !'API
TSX 3722.
La vitesse de rotation de l'axe du codeur est
de 200 tr.min-1.
Calculer le nombre d'impulsions fournies
par le codeur en une minute.
Automatismes industriels
Calculer le nombre d'impulsions fournies
par le codeur en une seconde.
Calculer la fréquence des impulsions envoyées à l'API.
.... . .. .... .... . ............ ..... ..... .. .. ..... ... . ... ...... ........ ........... ... ...... ..... ...... . ········· ··· ······ ···· ···· ······ ····· ·······
Conclusion : le raccordement du codeur absolu sur le module d'entrées/sorties TOR est-il possible?
0 Oui
O Non
Justifier:
Documentation constructeur
Modlcon TSX Micro
détecteurs, interrupteurs de position
codeurs incrémentaux Totem Pôle
détecteurs, interrupteurs de position
codeurs incrémentaux Totem Pôle
fréquence
temps de réponse
nombre de voies
références
500 Hz
10kHz
Bms
Bms
2 (1)
2(2)
TSX37 (3)
TSX3722(3)
(1) Su, les 4 premières fflIO.S dos modules 28, 32 ou 64 E/S "Tout ou Rien".
(2) Plus 2 voles sur les E/S "Tout ou Rien".
(3) Réf6ronces VOlr page C29, c:onllguratlOn dt base TSX37.
Application 5 - Codeur incrémental
Un transtockeur se déplace sur 3 axes pour aller chercher des palettes.
Sa position sur l'axe horizontal est fournie par un codeur incrémental.
Les informations A, B, Z issues du codeur sont envoyées à l'automate
programmable TSX 3722 (documentation ci-dessus).
La fréquence maximale émise par le codeur lors des déplacements est
de 5 kHz.
Automate programmable
~
~
Variateur
de vitesse
Ir
• Peut-on utiliser les entrées intégrées?
{ }-
Codeur
JlDfl
l-HJ
Moteur
• Tracer le schéma de raccordement du codeur incrémental sur le connecteur des entrées de
comptage intégrées (Voie 1).
Tableau des signaux 5 V CC :
A
B
z
Codeur
incrémental
ov
+24V
API
0
®
® @
® @
© @
© @
® @
0 @
®
Tableau des signaux 24 V CC :
Broches
Signaux 24 VCC
Broches
Entrée IA (voie 1)
1
Entrée IA (voie 1)
9
Entrée IA (voie 2)
2
Entrée IA (voie 2)
2
Entrée IB (voie 1)
10
Entrée IB (voie 1)
3
Entrée IB (voie 2)
11
Entrée IB (voie 2)
11
Entrée IZ (voie 1)
4
Entrée IZ (voie 1)
12
Entrée IZ (voie 2)
5
Entrée IZ (voie 2)
5
Signaux 5 VCC
Alimentation codeur
Alimentation
+ svcc
15
+ 24 V CC
7
-avec
8
-avec
8
Leçon 9 - Automates programmables modulaires
11 145
L'évolution de l'équipement va amener la fréquence à 30 kHz. Choisir une carte de comptage
permettant de répondre à la nouvelle demande.
Référence : .. .... ..... .. .. .... ..... ... ... .. .. ... .... .. .. ... .. .... .. ... . .. ... ... .. ... .... .. .... ...... ... ... ......... ...... ... .... .
1
Justification: ... ........ .... .... .... ... ... ....................... ............ .... .. ... .. ....... ... .... .... .. .. ..... ..... .... .... .
Documentation constructeur
Modules métier comptage/positionnement
type d'entrées pour
codeurs incrémentaux 5 V OC RS 422, 1o... 30 V DC Totem P6Ie
40 kHz
40 kHz
500 kHz
5ms
5ms
2
TSXCTZ1A
TSXCTZ2A
TSXCTZ2AA
fréquence
temps de ré nse
nombre de voies
références
codeur absolu SSI
ou parallèle
5 V OC, 10... 30 V OC
200 ou 1000 kHz
5ms
TSXCTZ1B
3.4 Module de gestion des sécurités
Ces modules permettent d'assurer la gestion des sécurités et des
arrêts d'urgence de l'équipement en toute indépendance de l'API. Ils se
comportent comme des entrées TOR.
Module
de sécurité
TSX DPZ 1002A
1
S5
se
S7
Redondance
S3
S2
Informations sur
,,.._ l'état des sécurités
transmises à l'unité
centrale de l'API
S1
4 7_ ENTRÉES-SORTIES DÉPORTÉES
Dans les automatismes récents, les unités de traitement ne sont plus centralisées. Les modules
d 'entrées/sorties sont déportés au plus près des besoins. Cela permet de :
• simplifier l'architecture des machines,
• diminuer la taille des armoires,
• diminuer les coûts de câblage,
• diminuer les erreurs de câblage,
• dépanner facilement,
• diminuer le temps de mise en service des inst allations.
146 flh Automatismes industriels
4.1 Borniers déportés
Ces borniers se substituent aux borniers d'automates et aux blocs de jonctions. Ils facilitent le câblage.
~ - - - - - Coffret principal
Cordons préformés
munis de connecteurs
aux deux extrémités
Coffret déporté
Bornier de raccordement-.-~:,,,,:::...
déportés
Schneider
4.2 Entrées/sorties communicantes
Ces modules communiquent avec les autres fonctions intelligentes placées sur le bus. Ils peuvent
assurer des fonctions complexes.
~ - - - - Coffret principal
A P I - - ----;:
Liaison par bus
(paires torsadées,
fibres optiques ..)
Entrées sorties déportées
(TOR, analogiques, comptage..) :
'11-"-----a::-----'-- elles permettent le raccordement
de capteurs/actionneurs
disposant d'un diagnostic
Schneider
5. 7_ API DANS L'ENTREPRISE
Les automates programmables sont intégrés à tous les niveaux de l'entreprise et communiquent avec:
• les capteurs et actionneurs intelligents,
• les variateurs, les démarreurs, les modules d'entrées/sorties déportés,
• les autres automates,
• les écrans de contrôle/pilotage,
• la supervision,
• les navigateurs Web.
Pour cela, l'entreprise est structurée en plusieurs réseaux de communication permettant des échanges
de données en toute transparence.
Leçon 9 - Automates programmables modulaires
•t 147
STRUCTURE DES RÉSEAUX D'UNE ENTREPRISE
PC industriel
+ supervision
Réseau Ethernet
'l (i '-------.,,
--------=-------'-------=:
E/S décentralisées
API
API
:::
......
,. ...
..--:
.
--------
-::- ---.
-·~- - - ~
• ♦ '!.
Réseau local
industriel
Console
-~ IJ~~!!~
Coupleur
maître
ASi
.•
••••
API
Alime ation
~~~8iiaiil
~
- ~ ~ = = = ~ , , , ; ,,
API
E/S distribuées
VariateurE/S déportées
'
1
(:::Jfillid1i!~
·o
·
•j~ lnt ~rface capteurs
Bus de
terrain
:3 actionneurs
i= classiques
Les API sont équipés de modules de communication spécifiques pour dialoguer avec leur environnement
via des réseaux.
Quelques réseaux de communication parmi les principaux seront détaillés dans les leçons suivantes:
AS i ; Ethernet, ...
148 llh Automatismes industriels
Entrées/sorties
___ 0.1
analogiques ___
J
Situation : Vous êtes en présence d'un équipement
comportant un moteur dont la vitesse est gérée par un
API, associé à un variateur de vitesse.
Le système est en fonctionnement (le programme est présent
dans l'automate) et vous disposez du dossier technique.
Référentiel :
Savoirs associés
programmables
S4. 1 Automatismes
Compétences développées : C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
Cet équipement permet de commander
trois fréquences du moteur par
impulsion sur un bouton poussoir :
S0: 0
S1: 20 Hz
S2: 50 Hz
Sorties
analogiques
Entrées
analogiques
API
Réseau
lma e de la
fréquence
Les voyants H1 et H2 seront utilisés
pour indiquer la fréquence en sortie du
variateur:
H1 : allumé si f > 40 Hz
H2 : allumé si f < 30 Hz
H1
H2
Commandes déverrouilla e
variateur
Variateur de
fréquence
Consignes vitesse
1 7_ ÉTUDE DU MODULE DE SORTIES ANALOGIQUES
Nombre de voies : .. ..... ..... ... ... ....... .. .... ..... .. .... .
Référence : .. ..... ... ..... ..... ..... .... ...... ........... ....
Nature du signal de sortie : .. .... .... .... .................
Résolution : ......... ........ .. .. .... ....... .. ............. ..
Registre à utiliser: ...... .... ......... ... ... ...... ..... .. ....
Type de raccordement : .... ... ... ........... ..... ... ..
Valeur à donner au registre pour obtenir une fréquence nulle : ... ... ......... ....... ... ... ....... ...... ... ... .... . ..
Valeur à donner au registre pour obtenir la fréquence de 50 Hz :
Valeur à donner au registre pour obtenir la fréquence de 20 Hz : ............ .. ..................... ............. ..
Exemple de structure d'écriture d'un registre de sortie : le bouton poussoir S1 commande la
fréquence de 20 Hz.
~/~
~/1--I
82
-
------'I Registre fréquence= xxx 1
xxx valeur permettant d 'obtenir la fréquence souhaitée
Recopier la ligne du programme de l'API qui correspond à cette action.
Pour chaque cas, lire dans le programme la valeur inscrite dans le registre et en déduire la fréquence
attendue, mesurer la valeur de la sortie analogique et la fréquence réelle.
Commande
Valeur registre
Fréquence
attendue
Sortie analogique mesurée
Fréquence
mesurée
so
S1
S2
Les résultats obtenus sont-ils corrects ?
D Oui
D Non
Matériel 9 - Entrées/sorties analogiques
•t 149
O I
Matene
,,.,
,._)
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Vous devez ajouter un bouton poussoir S3 qui permettra d'obtenir la fréquence 35 Hz. Proposer une
modification du câblage et du programme pour répondre à cette demande.
Ligne de programme ajoutée :
Les résultats obtenus sont-ils corrects?
D Oui
D Non
2 7_ ÉTUDE DU MODULE D'ENTRÉES ANALOGIQUES
Référence : . .... .... .... .. .. ... ... ... ... .... ...... .... ... .. ..
Nombre de voies : .. .. ... ....... ................. ... ..... .....
Résolution : .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. . .. ... . ..... .. .. .
Nature du signal de sortie : ... .. ....... .. .... .. . ... ... ..
Type de raccordement: .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
Registre à utiliser: .. .... ...... ...... ... .... .... .. ........ ... .
Valeur du registre lorsque le module reçoit la consigne minimale : ................... ........... ............... .. .
Valeur du registre lorsque le module reçoit la consigne maximale : .............................................. .
Exemple de lecture d'une entrée analogique: si la fréquence est inférieure à 30 Hz alors H1 sera allumé.
[fréquence < 30)----------------------------------------( H1 )-------Recopier la ligne du programme de l'API qui correspond à cette action.
Pour chaque cas, mesurer la valeur de l'entrée analogique sur l'API, relever sur le variateur la valeur de
la fréquence et indiquer l'état des voyants.
Commande
Entrée analogi~ue mesurée
Fréauence mesurée
so
État des voyants
S1
S2
S3
Les résultats obtenus sont-ils corrects?
D Oui
D Non
Vous devez ajouter un voyant H3 qui permettra de signaler une fréquence comprise entre 30 et 40 Hz.
Proposer une modification du câblage et du programme pour répondre à cette demande.
Ligne de programme ajoutée :
Les résultats obtenus sont-ils corrects?
150 flh Automatismes industriels
D Oui
D Non
Situation : De nombreux automatismes réalisés à l'aide
d'automates programmables industriels sont programmés à
partie d'un GRAFCET. Quel est l'intérêt du GRAFCET? Comment
fonctionne-t-il ? Comment décrire un fonctionnement à l'aide
du GRAFCET ? À l'issue de la leçon, vous saurez décrire un
fonctionnement séquentiel linéaire à l'aide d'un GRAFCET.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes
programmables
Compétences développées : C2-2, C2-6,
C2-7, C3-5
Matière
d'œuvre
Ènerg"5
- - - - - - '-===c... lil '-'-'---"'=~~:::::;=
t
Pfi~
AcùonnMws
actlonneun
CONVERTIR
L': !; :~IE
L'tNERGIE
COMMUNIQUER
Capteurs
ET OIAlOGUER
=;:::~ ~ ïl
Effecl aun
r....._.
- -7
AGIR SUR
LA MATIÈRE
D'OEUVRE
ACQUtRIR ET
TRANSMETTRE
LESOONNtES
p ,,
il!
,, ,. ,
Matière d'œuvre
+ valeur ajoutée
Unité
de traitement
TRAITER
LES DONNÉES
lL
L'unité de traitement fonctionne
en logique programmée à partir
d'un GRAFCET
cRAFCET
Le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande Etape Transition) est un outil graphique de
description du fonctionnement des systèmes automatisés séquentiels.
Depuis 2002, la norme IEC 60848 et sa traduction française NF EN 60848 définissent les principales
structures utilisées dans les GRAFCETS.
Le GRAFCET permet de décrire (à l'aide de symboles graphiques normalisés) la chronologie des
tâches à réaliser.
Le langage Sequential Function Chart (SFC) ou chart permet de programmer les GRAFCETS.
M1 : Rot ation foret
M2 : Montée/descente foret
S2
Position initiale
S3
S1
Marche
Pour comprendre les différents aspects du GRAFCET, nous
utiliserons comme support la « perceuse automatisée».
Fonctionnement désiré :
L'opérateur actionne le bouton marche:
• Le foret tourne et descend jusqu'en position basse.
• Il remonte toujours en tournant jusqu'en position haute puis
s'arrête.
Remarque : il s'agit bien d'un fonctionnement séquentiel (suite
d'actions cycliques respectant une chronologie précise). Le
GRAFCET peut être utilisé pour en décrire le fonctionnement.
Leço n 10 - GRAFCETS linéaires
ri•t 151
1.1 GRAFCET point de vue partie opérative
Ce GRAFCET ne tient pas compte des contraintes technologiques du système. Il décrit de façon
littérale et compréhensible par tous, le fonctionnement du systéme.
1
2
Perceuse en attente
Position initiale
Action sur le bouton « départ
cycle » et perceuse en position
initiale
L'opérateur
demande le départ
du cycle de
perçage à partir de
la position initiale
Descente de la
tête de perçage
La tête de
perçage descend
et le foret tourne
Rotation du
foret
Tête de perçage en position basse
La tête de
perçage a fini son
déplacement vers
le bas (la pièce est
percée)
Montée de la tête Rotation du
de perçage
foret
La tête de perçage
remonte, le foret
tourne
La tête de perçage
est revenue en
position initiale
152 ( l n Automatismes industriels
----------------=======le
1.2 GRAFCET point de vue partie commande
Dans ce type de GRAFCET, les choix technologiques ont été effectués. Les boutons po ussoirs,
capteurs, détecteurs, commutateurs, pré-actionneurs
et voyants utilisés dans le système sont d éfinis.
0
• Bouton poussoir« départ cycle,, : Sî
• Capteur position haute : S2
• Capteur position basse: S3
• Rotation foret: contacteur KMî
• Descente tête de perçage : contacteur KM2
• Montée tête de perçage : contacteur KM3
-Î
-Étape initiale
~
~
-
KM1
•
1
1
--
Réceptivité
KM2
•l
Actions
associées
à l'étape
S3
1
Liaison orientées
2
-
j
~
KM1
KM3
Transition
S2
1.3 Principaux symboles du GRAFCET
[l]
GJ
.,._
~
t
t
-
ÉTAPE INITIALE
Début du cycle. Cette étape est
activée lors de la mise en marche.
ÉTAPE
Elle marque un état stable du
système. Elle peut être activée ou
non activée.
ACTION ASSOCIÉE À L'ÉTAPE
Elle est exécutée lorsque l'étape
est active .
TRANSITION
C'est la condition de passage entre
deux étapes. Elle peut être validée
ou non validée.
----
~
RÉCEPTIVITÉ
...
l
LIAISON ORIENTÉE
L'état de la transition dépend de
la réceptivité. Si la réceptivité est
vraie, la transition est validée.
Elle relie les étapes entre elles.
Sans fléche, elle est parcourue de
haut en bas.
Leçon 10 - GRAFCETS linéaires
rilt 153
1.4 Règles d'évolution du GRAFCET
• Règle 1 : Situation initiale
Un GRAFCET comporte toujours au moins une étape initiale qui caractérise la situation du système
en début de cycle. Elle est représentée par un double carré et est active au début du fonctionnement.
L'évolution du cycle commence toujours à partir de ces étapes.
• Règle 2 : Franchissement d'une transition
Une transition correspond à une barrière qui autorise l'évolution du GRAFCET d'une étape vers
une autre. Elle peut être validée ou non validée. Une transition est validée lorsque toutes les étapes
immédiatement précédentes sont actives. Un • indique qu'une étape est validée.
Une transition est franchie lorsqu'elle est validée ET que la réceptivité qui lui est associée est vraie
(égale 1).
Transition non
franchissable
S1. S2
Transition non
validée
S1. S2 =0
Transition validée mais
réceptivité non vraie
S1. S2 = 1
Transition non
franchissable
Transition validée
et réceptivité vraie
• Règle 3 : Évolution des étapes actives
Le franchissement d'une transition entraîne :
- l'activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et reliées à cette transition,
- la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes et reliées à cette transition.
Activation de
l'étape 11
non possible
S1. S2 = 0
S1. S2
Étape 10 non
active
Transition non
franchissable
S1. S2 = 1
Activation
de l'étape 11
possible
Transition
franchissable
Application 1 : Suivant les situations proposées, donner l'état logique des étapes ou des actions.
Une étape est repérée X (exemple : étape 3 = X3).
X3 = .. . .. . .. ; X4 = ...... .. .
X3 = .... . ... ; X4 = ........ .
H1 = .. .. ... ; KM2 = ...... .
H1 = ... . ... ; KM2 = ...... .
154 llh Automatismes industriels
Y a-t-il passage à l'étape 4 ?
X3 = ........ ; X4 = ........ .
H1 = ....... ; KM2 = .. .. . ..
- - - - - - - - - - - - - - - - - - 1e
En tout endroit du GRAFCET, l'alternance étape - transition et transition - étape doit être respectée.
Deux étapes ou deux transitions ne doivent jamais être reliées directement par une liaison orientée.
,_
_
__,1 11 ne peut pas y avoir deux
transitions qui se suivent
Réceptivité: Une équation de réceptivité est constituée généralement par les variables d'entrée:
capteurs, boutons poussoirs, commutateurs et détecteurs.
Actions associées : les actions associées aux étapes sont constituées généralement par les
variables de sortie : pré-actionneurs et voyants.
Application 2
S1
Marche
Cycle 1 : Perçage avec débourrage
La perceuse descend jusqu'en S3,
remonte jusqu'en S4, redescend jusqu'en S3
puis remonte jusqu'en position de départ.
Pour améliorer le fonctionnement de la perceuse, on
vous demande de compléter les GRAFCETS suivants :
ltll
Cycle 2 : Utilisation de 2 vitesses
Descente jusqu'en S4 en GV puis
jusqu'en S3 en PV, remonte en PV
jusqu'en S4 puis redescend en PV puis
remonte en GV jusqu'en position de départ.
PV
Grande Vitesse :
contacteur KM4
Petite Vitesse :
contacteur KM5
Leçon 10- GRAFCETS linéaires
rl•I 155
1.5 Temporisation
Syntaxe d'écriture d'une temporisation
55/X3 -
La temporisation travail est lancée lors de l'activation
de l'étape 3. Elle dure 5 secondes.
L'étape 3 reste activée 5 secondes puis le GRAFCET évolue vers l'étape 4.
Application 3 : Modification du fonctionnement
On souhaite pour améliorer encore la qualité du travail de perçage que :
• lors du premier passage, le foret reste en position basse 2 secondes avant de remonter.
• lors du deuxième passage, il reste en position basse 3 secondes avant de remonter.
KM1
KM2
KM4
KM1
KM2
KM5
KM1
. - - ~ ~ - Compléter le GRAFCET pour qu'il réponde
:===::::;::::==::::::;==-~
au nouveau fonctionnement demandé.
KM1
KM3
KM5
KM1
KM2
KM5
KM3
KM5
KM1
KM1
Remarque : La notations X3/5s décrit une temporisation repos lancée à la désactivation de l'étape 3.
156 llh Automatismes industriels
=------------=====le
Application 4 : Ouvre-boîtes
Une conserverie souhaite installer une chaîne de conditionnement de salade de fruit. Cette salade
de fruits est composée de plusieurs fruits disponibles en boîtes de conserve de 10 kg.
Pour réaliser la salade, il faut ouvrir les boîtes de conserves de différents fruit, les vider et les mélanger.
On vous demande de compléter le GRAFCET de production normale de l'équipement.
Présentation de la machine « Ouvre-boîte »
Vérin de découpe
1C : Vérin double effet
Distributeur 5/2 1D1
1D0
des boîtes vides
2C : Vérin simple effet
Distributeur 3/2 2D1
KM1 : Rotation gauche de M1
KM2 : Rotation droite de M1
VM : Ventouse magnétique
Évacuation des boîtes vides
Évacuation des fruits
>
S1 O actionné
3C : Vérin double effet
Distributeur 4/2 3D1
3D0
>
S9 actionné
Fonctionnement :
Dès l'arrivée d'une boîte:
• Elle est amenée sous le poste de découpe par le vérin 1C.
• 1C maintient la boîte pendant que 2C découpe le couvercle.
• 1C et 2C rentrent puis 3C pousse la boîte vers le poste de vidage. La ventouse magnétique
maintient la boîte dans la pince du moteur M1.
• 3C rentre.
• Le moteur M1 fait pivoter la boîte (pendant 5 s) pour renverser les fruits puis pivote dans l'autre
sens pour évacuer la boîte vide.
• La ventouse libère la boîte qui tombe (2 s après). Le bras est ramené en position centrale.
• Un nouveau cycle peut recommencer.
Leçon 10 - G RAFCETS l inéaires
rl•I 157
Tracer le GRAFCET de production normale de l'équipement du point de vue partie commande.
158 flh Automatismes industriels
------------======le
2 L PROGRAMMATION D'UN GRAFCET EN LANGAGE LADDER
Certains automates n'intègrent pas le langage SFC, proche du GRAFCET. Il est alors possible d'écrire
les équations de fonctionnement du GRAFCET en langage LADDER.
2.1 Fonctions mémoires
Les étapes du GRAFCET peuvent être
considérées comme des fonctions
mémoires. Ces mémoires disposent
d'une condition d'activation (CA) et
d'une condition de désactivation (CD).
Condition
de désactivation
Auto
maintien
Etape
Condition d'activation
Les fonctions mémoires utilisées pour décrire un GRAFCET sont à marche prioritaire.
Condition d'activation : Une étape sera activée si l'étape immédiatement précédente est active ET
que la réceptivité liée à la transition est vraie.
CA1
Marche ET position haute
CA1 = XO. (marche• position haute)
Condition d'activation de l'étape 1
Position basse
CA2 = X1 . position basse
Condition d'activation de l'étape 2
Position haute
CAO = X2 . position haute
Condition d'activation de l'étape 0
CA2
CAO
Condition de désactivation : Une étape sera désactivée si la condition d'activation de l'étape
suivante est validée.
2.2 Mise en équation d'un GRAFCET
Équation d'une étape :
Étape X= condition de désactivation . étape X+ condition d'activation
Exemple: Équation de l'étape 1
Condition d'activation : CA1
Condition de désactivation : CA2
X1 = CA2 • X1 + CA1
Leçon 10 - GRAFCETS linéaires
rl•I 159
Application 5 : Traduire en équations, puis en langage LADDER, le GRAFCET point de vue partie
commande de la perceuse automatisée (voir le paragraphe 1.2).
Équations d'activation des étapes
Équations d'évolution du GRAFCET
CA1=
X1 = ..... ... .......... .... ..... .... .... ..... . ....... .... .
CA2 =
X2 = ... .. .... ......... ... . ... ........ ....... ... .. ........ .
CAO=
xo = ··················· ········ ··· ······· ··· ·· ... ... ... .....
Équations des pré-actionneurs
KM1= .
KM2 = ...... . ...... ...... .
KM3 = .. ... ......... ...... ... ... .......... ... ...... .. ... .. .
Programme LADDER
160 llh Automatismes industriels
Découverte
O1
du langage GRAFCETJ M
u;ei
Situation : Votre professeur a mis à votre disposition
un automate programmable connecté à un PC de
programmation. Vous avez la possibilité de raccorder
les entrées/sorties utilisées dans cet équipement.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes programmables
Compétences développées : C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
Présentation
Ce poste permet de transférer les pièces vers un autre tapis.
Capteur Vérin
1C sorti
k
Vérin 1C piloté par
un distributeur
Vérin 2C piloté
par un distributeur
bistable (2D +)
Capteur Vérin
1C rentré
Départ cycle -
~
u.J
l 7_ DÉCOUVERTE DE l'API
À l'aide votre automate et de la documentation constructeur, compléter les informations suivantes.
Constructeur
Gammed'API
(compacV modulaire)
Référence
Langages disponibles
Nom du logiciel
de programmation
Taille maximale de
la mémoire
Tension et nature
de l'alimentation
Protocole
de communication
Nombre d'entrées
Logique des entrées
Tension maximale d'entrée
Courant nominal d'entrée
Nombre de sorties
Technologie des sorties
Tension nominale des sorties
Courant nominal des sorties
Possibilité d'extension (OIN)
Fréquence de traitement
Matériel 10.1 - Découverte du langage GRAFCET
~o 1
Matériel
P}d
2 --i__ RACCORDEMENT DES ENTRÉES/SORTIES
a. À l'aide des documents constructeurs et du matériel mis à votre disposition, compléter le bornier
de l'automate ci-dessous.
b. En respectant le tableau d'adressage et les tensions, tracer le raccordement:
• du bouton poussoir « départ cycle » Dey,
• du capteur« présence pièce»,
• des capteurs de position associés aux vérins,
• des électrovannes des distributeurs.
Dey
%11.1
1D+
%01.1
S1
%11.2
2D+
%01.2
S2
%11.3
2D-
%01.3
S3
%11.4
S4
%11.5
S5
%11 .6
0
0
0
-·- ·0
-----
-
--,----
1D+
L..L.J
-------- -------- --------
-
API
2D+
2D-
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Réaliser le raccordement des entrées et des sorties suivant les modalités indiquées par votre professeur.
162 (lh Automatismes industriels
1n 1
/Ylatene 1
1V, 1
J L PROGRAMMATION ET ESSAIS
À l'aide du logiciel de programmation et de son manuel d'utilisation, on vous demande pour chaque
exercice de :
• compléter le GRAFCET de fonctionnement,
• écrire le programme en langage API,
• transférer le programme,
• tester le programme.
Exercice 1
Une action sur le bouton poussoir dey provoque :
• la sortie du vérin 1C,
• la rentrée du vérin 1C.
GRAFCET
Programme après vérification du fonctionnement
Exercice 2
Une action sur le bouton poussoir dey provoque :
• la sortie du vérin 2C,
• la rentrée du vérin 2C.
GRAFCET
Programme après vérification du fonctionnement
Matériel 10.1 - Découverte du langage GRAFCET
•t 163
, - - - - - -
Exercice 3
Une action sur le bouton poussoir dey provoque, dans l'ordre :
• la sortie du vérin 1C,
• la sortie du vérin 2C,
• la rentrée du vérin 2C,
• la rentrée du vérin 1C.
GRAFCET
Programme après vérification du fonctionnement
1
Modification
Proposer une modification du GRAFCET pour insérer une attente de 3 secondes avant la rentrée
des deux vérins. Tracer uniquement la partie modifiée.
164
t•h
Automatismes industriels
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - /Via
i 01ene
,1
1
IUd
Exercice 4 : Poste de transfert complet
• Proposer un programme permettant, lors de l'arrivée d'une pièce et après action sur le bouton
poussoir « dey », de la transférer vers le départ pièce.
GRAFCET
Programme après vérification du fonctionnement
7_ MAINTENANCE
Le poste de transfert est défectueux. On vous demande de déterminer le dysfonctionnement.
Conseils de maintenance pour le tests des entrées/sorties
Vérification d'une entrée à logique positive
Si le voyant ne s'allume pas
0 Actionner le capteur relié
6 Tester l'alimentation des
sur l'entrée et vérifier que
le voyant correspondant
s'allume sur l'API
entrées avec un voltmètre 7
,- ____ _
0 Tester le capteur avec un , ' - ',
ohmmètre (après l'avoir ,,
décâblé)
V
0 Tester l'entrée en la court-
',
circuitant à l'aide d'un
shunt (elle doit s'allumer)
Vérification d'une sortie à relais
0 Activer par programme la sortie
et vérifier que le voyant correspondant s'allume sur l'API
Ei
•4 •5 •6
3
6 Tester l'alimentation des sorties uavec un voltmètre (idem pour les
entrées)
• -----~
0 Tester le pré-actionneur en
court-circuitant la sortie. S'il
s'enclenche, c'est l'interface de
sortie de I' API qui est défectueuse
M atériel 10.1 - Découverte du langage GRAFCET
•t 165
FICHE DE MAINTENANCE
Le professeur aura provoqué une panne.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
CONSTATATIONS
- Essayer le montage.
- Identifier ce qui ne fonctionne pas correctement dans votre réalisation :
Sous tension
DIAGNOSTIC
- Localiser (en entourant) sur le schéma de principe, la partie responsable de ce
dysfonctionnement.
- Noter par ordre de probabilité les éléments susceptibles de provoquer la panne.
1 . .........................................................................................................................................................................
Hors tension
2. ······································································•············•·······•········"··················"·················•························"···
3 . ........................................................................................................................................................................ .
4. ···········································································································"····························································
5. ·········································································································································································
LOCALISATION DU DÉFAUT
...
~
';
à,vêriflèr
Méthode
dé vérfflcatlon
Sous tension /
hors tension
Résultat
attendu
.-
Résultat
delameaure
Cause de la panne : ..................................................................................................................................... .
Sous tension
- Fonctionnement correct :
166 llh Automatismes industriels
D Oui D Non
•
.
Correct
Oui/Non
Situation : Votre professeur a mis à votre disposition
un automate programmable connecté à un PC de
programmation. Le raccordement des entrées/sorties
est effectué. Un fichier contenant le programme de
fonctionnement est présent dans l'ordinateur.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes programmables
Compétences développées : C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
Présentation
Fonctionnement
• Une action sur le BP «Ouverture» entraîne l'ouverture de la barrière. Lorsque la barrière est ouverte,
elle s'arrête et le voyant vert du BP «Ouverture» s'allume.
• La barrière reste ouverte 30 secondes puis se referme.
• Lorsque la barrière arrive en position basse, elle s'arrête et le voyant rouge du BP « Fermeture» s'allume.
• Une signalisation visuelle (H1) flashera lors de tout mouvement de la barrière.
Cahier des charges :
- Circuit de commande en TBT : 24 V - 50 Hz
- Arrêt d'urgence : AU
- Bouton poussoir ouverture barrière: S1
- Capteur barrière en position haute : Fdch
- Capteur barrière en position basse : Fdcb
- Voyant barrière ouverte : H2
- Voyant barrière fermée : H3
- Contacteur montée barrière: KM1
- Contacteur descente barrière : KM2
1 L GRAFCET
En utilisant le programme présent dans l'ordinateur, établir le GRAFCET de fonctionnement de
l'équipement et le tableau d'adressage.
Matériel 10.2 - Barrière d'accès
ri•t 167
1" (\
Matériel
1u...
2 L
ESSAIS
On vous demande de transférer ce programme puis d'effectuer les essais suivants.
Situation de départ: Équipement en position initiale
Situation
Étape active
Action observée
Il
Fonctionnement
correct?
Position initiale
Ooui
DNon
Action sur S1
Doui
DNon
Arrivée en position haute
Ooui
DNon
30 s après l'arrivée en
position haute
Ooui
DNon
Arrivée en position basse
Doui
DNon
J L MODIFICATION
On souhaite modifier l'équipement et on vous demande d'adapter le câblage et le programme pour que :
• Un commutateur S2 permette, lorsqu'il est actionné, de maintenir la barrière en position ouverte.
• Si S2 n'est pas actionné, la durée d'immobilisation de la barrière en position haute soit de 45 secondes.
Parties du GRAFCET et du câblage modifiées
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Après autorisation de votre professeur, modifier le câblage et le programme puis transférer le
programme modifié.
Le fonctionnement obtenu est-il correct?
168 llh Automatismes industriels
D Oui
DNon
Situation : Votre professeur a mis à votre disposition
un automate programmable connecté à un PC de
programmation. Le raccordement des entrées/sorties
est effectué. Un fichier contenant le programme de
fonctionnement est présent dans l'ordinateur.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes programmables
Compétences développées: C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
Présentation
L
GRAFCET
En utilisant le programme présent dans l'ordinateur, établir le GRAFCET de fonctionnement de
l'équipement et le tableau d'adressage.
Matériel 10.3 - Feux de carrefour
rl•I 169
101
Matériel
! V,,J
2 7_ ESSAIS
On vous demande de transférer ce programme puis d'effectuer les essais suivants.
Situation de départ : Contact de l'interrupteur horaire ouvert
Tracer le chronogramme correspondant au fonctionnement de l'équipement.
lnterr~ir:~;
--+i---'---;-i --;-i ---;ir-----.►
_.J___t - - - - - , i - - ; - i
''
''
''
''
Rouge A
Orange A
Vert A
Rouge B
Orange B
Vert B
7_ MODIFICATION
Pour adapter le fonctionnement du carrefour au trafic, la voie A est considérée comme prioritaire.
On vous demande de modifier le programme pour que :
• La durée du feu vert sur la voie prioritaire A soit plus longue de 20 secondes.
Après autorisation de votre professeur, modifier le programme puis transférer le programme modifié.
Partie du programme modifiée
Le fonctionnement obtenu est-il correct ?
1 70 flh Automatismes industriels
D Oui
DNon
Perceuse
automatisée
Situation : Situation : On vous demande de
réaliser l'équipement d'une perceuse automatisée.
Le programme de fonctionnement a déjà été
réalisé et vous est founi.
L
_ _·;!,isQ •.
,·I \1:
------J
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes programmables
Compétences développées: C2-2, C2-6, C2-7, C3-5
PRÉSENTATION
Position initiale: la perceuse est arrêtée en position haute.
Fonctionnement désiré :
Une action sur le bouton poussoir marche provoque :
1. La rotation et la descente du foret jusqu'en position basse.
2. Le remontée du foret (toujours en rotation) jusqu'à la position haute.
S1
@
Marche
Il
Temps
~révu
Il
Travail demandé
passé
1
Implanter le matériel
2
Réaliser le câblage
3
Effectuer la mise sous tension et
vérifier le fonctionnement
4
Modifier le fonctionnement
5
Remettre en état l'équipement
Note
Degré d'acquisition*
* Rouge : non acquis à retravailler; Bleu : en acquisition, à revoir; Noir: acquis
2L
IMPLANTATION
,-------------------------------------------7
Coller ici
l'implantation fournie par votre professeur
L __ __ _________ _____ ______ ___ ___ ____________ _
Réalisation 10- Perceuse automatisée
ri•I 171
J L
SCHÉMA DE CÂBLAGE
À l'aide du matériel mis à votre disposition, réaliser l'équipement « Perceuse automatisée », suivant
l'implantation et les modalités indiquées par votre professeur.
r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7
1
1
1
1
1
1
1
1
Coller ici
Le schéma fourni par votre professeur
L- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
4 L
ESSAIS
On vous demande de transférer le programme puis d'effectuer les essais suivants.
Situation de départ : Équipement en position initiale
Situation
Action prévisible
d'après le GRAFCET
Action observée
Il
Fonctionnement
correct?
Position initiale
Doui
DNon
Action sur le bouton
poussoir marche
Ooui
DNon
Arrivée en position
basse
Doui
DNon
Arrivée en position
haute
Ooui
DNon
1 72 llh Automatismes industriels
5L
MODIFICATION
Pour améliorer la qualité du perçage, on souhaite effectuer un cycle de débourrage des copeaux.
Cycle avec débourrage désiré
S1
©
Marche
On vous demande de :
• Modifier le GRAFCET.
• Modifier le programme pour répondre au nouveau fonctionnement désiré.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
• Installer et raccorder un capteur S4 supplémentaire.
• Effectuer les essais de mise en service.
Le fonctionnement obtenu est-il correct ?
D Oui
DNon
Réalisation 10 - Perceuse automatisée
ri•t 173
FICHE DE MAINTENANCE
Le professeur aura provoqué une panne.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
CONSTATATIONS
- Essayer le montage.
- Identifier ce qui ne fonctionne pas correctement dans votre réalisation:
Sous tension
········ ·································· ··························· ··········································•········································•··························
·································································•·················· ············································································ ·········· ·········
........................... ......................................................................... .......................... .....................................................
········································ ································· ··············"·'··············································•·········································
··················"·'"•·········· .. ··· .. ··· .. ··...................................... ............................................... ............................. ................
DIAGNOSTIC
- Localiser (en entourant) sur le schéma de principe, la partie responsable de ce
dysfonctionnement.
- Noter par ordre de probabilité les éléments susceptibles de provoquer la panne.
1. ·········································•···•···············································································•···································•·······
Hors tension
2. ·•·•·······•····•···•····················································································································································
3. ··················································•··········································································•····•···•··•···•········ ···················
4. ················································································································································· ...·.,-..,..............
5 . .........................................................................................................................................................................
LOCALISATION DU DÉFAUT
Cause de la panne : ......................................................................................................................................
Sous tension
- Fonctionnement correct :
Lh
1 74 flh Automatismes industriels
D Oui D Non
Situation : Le GRAFCET peut gérer des application complexes.
Quelles sont les différentes structures disponibles ? Comment
rendre le GRAFCET principal plus lisible et plus compréhensible?
À l'issue de la leçon, vous saurez décoder des GRAFCETS
hiérarchisés.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes
programmables
Compétences développées : C2-2
Depuis 2002, la norme IEC 60848 et sa traduction française NF EN 60848 définissent les principales
structures employées dans l'utilisation des GRAFCETS.
Pour répondre aux différentes situations, il faut faire appel à des notions plus complexes que celles
présentées dans la leçon précédente.
Les« Feux de carrefour» nous serviront de support pour les applications de cette leçon.
L
SÉQUENCES PARALLÈLES
Lorsque plusieurs étapes doivent être actives
en même temps, on parle de séquences
parallèles ou séquences simultanées.
Début de séquences parallèles- -- -(divergence en ET)
~
Les séquences
.,__ _ _ _ _ _ parallèles débutent
toujours sur une
réceptivité unique
Le GRAFCET évolue
>- -- - en passant dans les
Fin de séquence parallèle _ _ _ _ _~
(convergence en ET)
deux branches en
même temps
Les séquences
___ _ _ _ _ _ parallèles se terminent
toujours sur une
réceptivité unique
Leçon 11 - GRAFCETS complexes
ri•t 175
1.1 . Lancement de séquences parallèles
1 : L'étape est active et la
transition n'est s franchissable
2 : L'étape est active et la
transition est franchissable
S1 = O
3 : Les étapes suivantes
sont activées
S1 = 1
S1 = 1
ÔJ
ÔJ
Les étapes suivantes ne sont pas
activées
Les étapes suivantes sont activées
L'étape de départ est désactivée
1.2 Fin de séquences parallèles
1 : Une des deux étapes est active 2 : Les deux étapes sont actives
et la transition est franchissable et la transition est franchissable
3 : L'étape suivante est activée
S2 = 1
L'étape suivante n'est pas activée
L'étape suivante est activée
Les étapes finales des séquences
simultanées sont désactivées
Application 1 : Fonctionnement jour (S1 = 1)
En fonctionnement jour, les deux voies de circulation fonctionnent simultanément selon les
chronogrammes suivants :
S1
...1
H2
H3
S1
~11
C
29 s
î
Feu
orange_
~r
rouge
1
'
!;s
~
!1
VOIEA
1 7 6 llh Automatismes industriels
H4
vert
44s
►
'
►
H6
50 s
,~1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ►
1
HS
' '
,,.. I
Nuit
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 ►
Nuit
H1
1
~
orange
Feur
,~î
rouge _
35s
►
VOIEB
►
r.
1
Tracer le GRAFCET correspondant au fonctionnement jour (une séquence par voie).
r----------1
5
2
6
3
7
8
VOIEA
VOIE B
Surligner en rouge le début de la séquence parallèle.
Surligner en vert la fin de la séquence parallèle.
Dans quelle étape le feu rouge (voie A) est-il allumé ? ..... ..... ..... ... ...... ... .. ..... ... ......... ..... .. ........... .
Dans quelle étape le feu vert (voie B) est-il allumé? ........... ............ .. ........... ..... .. ........ ....... .. .... ... .
Quelle est l'équation de la réceptivité qui permet de passer du feu orange au feu rouge (voie A) ?
Leçon 11 - GRAFCETS complexes
ri•l 177
2 7__ SÉLECTION DE SÉQUENCES
Lorsqu'on veut effectuer un choix entre plusieurs séquences, on parle de sélection de séquences.
Début de sélection de séquences- - - -- ~ - - - ~ - - ~
{divergence en OU)
Le GRAFCET évolue
en passant par une
seule des branches
Fin de sélection de séquence- - - -- ~ - - - ~ - - ~
(convergence en OU)
2 .1 Lancement du choix de séquences
1 : L'étape est active et aucune
transition n'est franchissable
S1 = 0
2 : L'étape est active et une
transition est franchissable
S1 = 1
S2 = O
Les étapes suivantes ne sont pas
activées
S2 = O
L' étape suivant la transition validée
est activée
3 : L' étape suivante est activée
S1 = 1
L'étape de départ est désactivée
2 .2 Fin du choix de séquences
1 : Une des deux étapes est
active et la transition n'est pas
franchissable
S6 = 1
S5= 0
L' éta
1 78
l•h
2 : Une des deux étapes
est active et la transition
est franchissable
as activée
Automatismes industriels
L' éta e suivante est activée
3 : L'étape suivante est activée
Application 2 : Fonctionnement jour/nuit
Le fonctionnement jour/nuit est sélectionné grâce au contact inverseur S1 de l'interrupteur horaire.
Le fonctionnement jour reste identique à celui étudié dans l'application 1, le fonctionnement nuit
consiste à faire clignoter les feux oranges de chaque voie.
Tracer le GRAFCET correspondant en utilisant le choix de séquences.
,----
r
S1
.
1
-
H1
5
-- 29s/X1
2
-
-
H6
- - 35s/X5
H2
6
-
-
H4
-- 5s/X2
-
-
H3
7
-
-- 50s/X3
-
-
5s/X7
4
8
3
9
44s/X6
H5
JOUR
NUIT
Surligner en rouge le début de sélection de séquence parallèle.
Surligner en vert la fin de sélection de séquence parallèle.
Quelle condition permet de sélectionner le fonctionnement « nuit » ?
Dans quelle étape les deux feux oranges sont-ils allumés, en fonctionnement« nuit » ?
Leçon 11 - GRAFCETS complexes
rl•l 179
].7__ SOUS-PROGRAMMES
Pour simplifier l'écriture des GRAFCETS, lorsqu'une même séquence se reproduit plusieurs fois sur un
cycle, on utilise des sous-programmes.
GRAFCET principal
Sous-programme« SP1 »
Numéros des étapes
du GRAFCET principal
où le sous-programme
est lancé
Numéro de l'étape
finale du sousprogramme (elle
permet au GRAFCET
principal de poursuivre
son cycle lorsque
le sous-programme
est terminé)
Numéros des étapes
du GRAFCET principal
qui remettent à 0
le sous-programme
4 7__ AUTRES STRUCTURES
4.1 Action conditionnelle
S1
KM2
L'action associée à l'étape 3 sera exécutée si l'étape 3 est active ET si la condition
S1 est vraie.
4.2 Saut et reprise d'étapes
Ce sont deux cas particuliers de sélection de séquences.
Le saut d'étapes permet de ne pas exécuter
un certain nombre d'étapes si elles sont
inutiles pour le cycle en cours.
S1
S2
S3
S4
180
l•h
Automatismes industriels
S5
Saut d'étapes
1,f
Leçon
1 1
La reprise de séquence permet de répéter
une même séquence jusqu'à ce que la
réceptivité de fin de séquence soit vraie.
S1
S2
-
Reprise d'étapes
S5
S3
S4
4.3 Variables internes
Il existe des variables internes qui sont des variables binaires ou numériques utilisées pour compter,
temporiser ou tester.
4.4 Comptage
Dans les automatismes industriels, il faut parfois connaître le nombre d'actions effectuées, de produits
fabriqués, ... Pour cela, il faut intégrer des instructions de comptage dans les GRAFCETS.
1
1
n
~
~
-Remise à zéro du compteur C1
à l'activation de l'étape
1
1
1
2
C1 :=C1+1
-1ncrémentation du compteur C1
C1 :=C1-1
-
Décrémentation du compteur C1
7
Test sur la valeur du compteur
4
t=51
[C 1
[C 1 < 51
~ - - - -- - - - - - - - - - - ~ C1=5ouC1<5
L'instruction permettant de tester une variable numérique est placée entre crochets.
Les notions de forçage des GRAFCETS et d'encapsulation ne sont pas abordées dans
cet ouvrage.
Leçon 11 - GRAFCETS complexes
ri•t 181
Application 3 :
1 ••• • • • •• • • • •• • • • • •• •• • • •• •
1
Sur le GRAFCET, indiquer le nom :
1 • •• • •• •• • • •• • • • • • • • • • • • • • •
1
• des éléments entourés en rouge,
S1.S2
• des actions réalisées par les
éléments entourés en vert.
1YV1
S1 .S2
1S1
2YV1
KM1
2S1.S3
r---------------------- ----------------------------------------,
. . .. ... ... . . . .. . ... ....... 1
1YV0
2YV0
1S0
2S0
H1
KM2
S4
[C1 < 5)
'
'
,' 30s/X8 ' , _ . . ...
\
I
1
C1 :=C1+1 • :
,' [C1 = 5) ',
•••' ••••••••••••••••• -
--+-- - -
... ..
--...
, I
·· · ······ · • ·· · · · · · · · · ··· · · 1
L---------------------- ----------------------------------------~
3YV1
. . • . . •. .. .... . .. . . .. .. . ... 1
3S1.S5
3S1 .S5
3YV0
KM3
3S0
S5
3YV0
3S0
•• •• • • • •••••• •• • • • •• • •••• • 1
KM1
S7
182 llh Automatismes industriels
- - - - - - - - - - - - - - - - - - 11
leçon
1 1
Application 4 : Poste de transfert rotatif
-
«Arrivée »
~
arrivée des boîtes
Cycle automatique
En marche automatique :
Des pots arrivent vides en
entrée du transfert rotatif.
1
u..,
cc Produits 1 »
Dépots de 3 produits
Un premier poste « Arrivée »
permet de placer les pots sur le
transfert rotatif.
Un deuxième poste « Produits 1 »
permet de faire tomber trois
produits 1 dans le pot.
cc Produits 2 »
Un troisième poste « Produits 2 »
permet de faire tomber 1 ou 2
produits 2 dans le pot (suivant
l'état du commutateur S1) puis
d'évacuer le pot vers un tapis.
Les
pots
sont
ensuite
emmenés vers d'autres postes
(pose couvercle, étiquetage,
conditionnement, ...).
Vérins Électrovannes
1C
2C
3C
4C
1 D1
1D0
2D0
3D0
4D1
4D0
Sortie
Rentrée
Rentrée
Rentrée
Sortie
Rentrée
Évacuation
S1 : commutateur de sélection
1 ou 2 produits 2
S2 : commutateur marche
automatique
Remarque: le cycle commence
si S2 est actionné, si tous les
vérins sont en position initiale
et s'il y a des boîtes.
Compléter les GRAFCETS pour qu'ils répondent au fonctionnement désiré.
S2
« Produits 1 »
«Arrivée »
« Rotation plateau »
« Produits 2 »
} Ce G,atcet ne se,a pas tratté
S4
Leçon 11 - GRAFCETS complexes
ri•I 183
11
leçon
1 1
Sous-programme « Arrivée »
Sous-programme « Produits 1 »
Dépôt de trois produits (utilisation d'un compteur C1)
Sous-programme cc Produits 2 »
Dépôt de 1 ou 2 produits (utilisation d'un saut d'étapes)
puis évacuation
184 llh Automatismes industrie ls
Lan age GRAFCET
Per ectionnement
Situation : Votre professeur a mis à votre
disposition un automate programmable connecté
à un PC de programmation . Les différentes
entrées/sorties sont déjà raccordées.
J
.1
r;•e1
M1 ,
1
Référentiel :
Savoirs associés : S4.1 Automatismes programmables
Compétences développées: C1-3, C2-10
À l'aide du logiciel de programmation et de
son manuel d'utilisation, on vous demande
pour chaque exercice de :
• Écrire le programme en langage API.
• Transférer le programme.
• Tester le programme.
• Consigner votre programme sur le compte
rendu.
1L
FONCTIONNEMENT JOUR
Programmer le fonctionnement « jour normal » étudié pendant la leçon.
Écrire le programme après vérification de son fonctionnement.
Matériel 11.1 - Langage GRAFCET - Perfectionnement
•t 185
11~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Matériel
! : tb1
2 7_ FONCTIONNEMENT JOUR/NUIT
Programmer le fonctionnement « jour/nuit » étudié pendant la leçon.
Écrire le programme après vérification de son fonctionnement.
7_ SIGNALISATION PIÉTON
On souhaite maintenant gérer la signalisation pour piétons des voies A et B. Pour chacune des voies,
un voyant vert et un voyant rouge informeront les piétons.
On vous demande de modifier le câblage, le GRAFCET et le programme pour ajouter les voyants
piétons voies A et B.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Le fonctionnement obtenu est-il correct ?
186 llh Automatismes industriels
D Oui
D Non
Situation : Vous êtes en présence d'un axe motorisé
(exemple : un trangerbeur) géré par un API associé à un
variateur de vitesse. Un codeur absolu permet à l'API de
connaître la position du chariot.
Le système est en fonctionnement (le programme est présent
dans l'automate) et vous disposez du dossier technique.
Référentiel :
Savoirs associés
programmables
Compétences développées: C1-3, C2-10
Fonctionnement souhaité
On souhaite déplacer le chariot
entre les positions 1 et 2.
API
Codeur absolu
La position du chariot est déterminée
par un codeur absolu raccordé sur
les entrées standard de l'API.
Position 1 - - Position du mobile
~
:::J
(J)
5·
:::J
a.
Chariot
Cl)
0
< Cl),
~ ~
oï.
r+
a
C
ê=
..,~
Cl)
Descente
Position 2 - - -
S4.1 Automatismes
La vitesse de déplacement est gérée
par un ensemble variateur/moteur.
Le variateur reçoit la consigne de
vitesse par la sortie analogique de
l'API.
Tension d'alimentation
1 7_ ÉTUDE DU MATÉRIEL
D'après votre système et sa documentation technique, déterminer les caractéristiques suivantes.
Automate programmable
• Marque et référence de l'API:
• Référence du module de sorties analogiques : .......... . . . .. . . . . ............ ... . .. .. . .. ... . . ....... . .. . .
• Nature et plage de variation des sorties analogiques : .......... .... .. . . .. .. . . . . .. ......... .. . . ...... ... .
• Variable à utiliser en programmation pour la sortie analogique: .. . . . .. .. ................... . . . .... .. . . . .
• Valeurs limites de cette variable : ..... . .. . . . . ...... . .. .. . . ..... ..... ....... ... . . . . . ........ . .... . .. . .. . .. .
Motorisation
• Référence et type du moteur :
Variateur
Référence et type du variateur : ......................... ... ... ... .. ... ............ .. ................. ... .. ..... .............. .. .
Plage de variation de l'entrée consigne vitesse: ........ .... .. . .. .......... .... ... ...... ... ... .... ... ... . .. ... ... ..
Entrées à utiliser pour indiquer le sens de rotation : ......... . ...... ... ....... . .. ...... ....... ..... ... ... ........... .. .. .
Entrée déverrouillage: ..... .............. ...... ..... ......... ....... .. .. ............ ... .. ..... ... ..... ... ............ ....... .. ..... .... .
Matériel 11.2 - Positionnement à l'aide d'un codeur absolu
11, ~I
Matene
r ~~ o!.,
ti
.......
Codeur
Référence et type du codeur: ....... ... .... .. .. ......... ... ............ ................... ... ...... ......... ........ ........... . ..
Code émis en sortie du codeur : .... ... ...... ....... ... .......... .. ............ .. ..................... .... ..... ......... ... .
Nombre de bits: ................. ... ......... .. .............. ..... ..... ..... ....... ... ... ..... ...... ... ... ... ............ ..... ...... ..
Entrées API utilisées pour raccorder le codeur:
2 7_ GRAFCETS
Le fonctionnement est régi par un GRAFCET principal pilotant deux sous-programmes :
GRAFCET principal
Aller-retour
Départ initialisation
X2
« initialisation »
Déplacement à vitesse 3
en montée
X13.Départ cycle
[position = position 1]
« aller-retour »
X24
3s/X22
Initialisation
Déplacement à vitesse 4
en descente
[position = position 2]
Fin de course 2 . X1
Déplacement à vitesse 1
en descente
Déplacement à vitesse 2
en montée
[position = position 2 ]
xo
Départ initialisation et départ cycle sont
deux boutons poussoirs présents sur le
pupitre
X2
Si le codeur absolu est en code gray, un décodage gray/binaire des entrées codeur est réalisé.
Le code binaire de la position du chariot est rangé dans un mot de l'API.
Situation de départ: le chariot est arrêté dans une position intermédiaire, les GRAFCETS sont initialisés.
• Quelle action faut-il réaliser pour faire évoluer le chariot ? ....... ... ...... ...... .. .. ... ................... ............ .
Quels mouvements va-t-il effectuer? .... ....... ... ......... ... ............. ... ... .. .. ... ......... ..... .. ... ... ... ..... ..... .. .
En quelle position s'arrête-t-il ? ..................................... ...... .. ... ... ... ...... ............. ......... .. ... .. ...... ..
• Que faut-il faire ensuite pour qu'il effectue son cycle ?
Quels mouvements va-t-il effectuer? ...... ........... .....
....... ... ........ .............. ..... .... ......... ... .. .
En quelle position s'arrête-t-il ? .. ..... .. ..... .... ... ..... ... .. ... ... ... ... .... ...... ..... .... ... ..... .. .... .. ... . .
.... .... ... .
• Justifier la réceptivité entre les étapes 20 et 21 .... ... ........ ................ .. .... ... ... ................ .. ... ... ..... ......
• Justifier la réceptivité après l'étape 2. ... ..
• Justifier la réceptivité après l'étape 24 . .. ..... ... . .
188 llh Automatismes industriels
- - - - --
- - - - - - - - - - - - - - 11,
1,
Niatene
1 1...
7_ ÉTUDE DU PROGRAMME (présent dans l'API ou fourni sous forme papier)
• Recopier l'écriture de la transition entre les étapes 12 et 13.
Quelle est la variable API utilisée? ... .... .... .. .... ... ........ ...... .. .. .... ... ... ... ..... ........ .... ........ ... .... .. .... .... .. .. .
Quel type d 'instruction est utilisé pour tester la position ? .. .... ..... ...... ...... .. .... .... .. ... .... .... ... ... ..... .. .... .
• Recopier l'écriture des actions associées à l'étape 23.
À quoi correspondent les sorties commandées ? ... .... .. .... .. .. .. ..... .. ... .. ..... ... ........ ...... ... ........ ... ....
Quelle variable API est utilisée pour écrire la valeur en sortie analogique ? ..... .. ...... ... ........ .. .. .. ... ...... .
Quelle instruction est utilisée pour écrire la valeur en sortie analogique ? .............. ........ ... .. .. .... ... .. .... .
7_ ESSAIS
Vérification du fonctionnement
Situation de départ: le chariot est arrêté dans une position intermédiaire, les GRAFCETS sont initialisés.
• Action sur le bouton poussoir Départ initialisation :
À l'aide du logiciel, déterminer l'étape du GRAFCET principal qui devient active et les étapes du
sous-programme initialisation qui ont été activées :
• Action sur le bouton poussoir Départ cycle :
À l'aide du logiciel, déterminer l'étape du GRAFCET principal qui devient active et les étapes du
sous-programme Aller-retour qui ont été activées: ... ..... .... .......... .. ............ ....... ..... .. .... .. ....... ..... .
Vérification des positions 1 et 2
• Mettre l'API en stop, en fin d'initialisation lire l'état des entrées API du codeur :
• Transformer la position du codeur en décimal :
Si le codeur est en gray, transformer en binaire puis en décimal. Si le codeur est en binaire, transformer
en décimal.
Le résultat est-il conforme à la valeur attendue?
D Oui
DNon
Matériel 11.2 - Positionnement à l'aide d'un codeur absolu
•t 189
11, ~1 - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - -
Matene
~ 1!).~j
Mettre l'API en stop lorsque le GRAFCET« aller-retour» est dans l'étape 22 :
Lire l'état des entrées API du codeur:
Transformer la position du codeur en décimal :
Si le codeur est en gray, transformer en binaire puis en décimal. Si le codeur est en binaire, transformer
en décimal.
Le résultat est-il conforme à la valeur attendue ?
D Oui
D Non
5 7_ MODIFICATION DU PROGRAMME
On souhaite que le cycle Aller-retour devienne :
• Déplacement jusqu'en position 3 (située entre 1 et 2 très précisément).
• Arrêt de 2 s.
• Déplacement jusqu'en position 1.
• Déplacement jusqu'en position 2.
Tracer le GRAFCET du nouveau sous-programme Aller-retour.
Modifier le programme pour répondre au nouveau cahier des charges.
Le transfert et les essais du nouveau programme ne se feront qu'après accord de votre professeur.
Transférer puis essayer le programme modifié.
Le résultat obtenu est-il conforme au fonctionnement attendu?
190 llh Automatismes industriels
D Oui
D Non
Situation : Quel est l'intérêt du GEMMA ?
Comment utiliser cet outil graphique ?
À l'issue de la leçon, en présence d'un système
automatisé et de son GEMMA, vous saurez,
suite à un arrêt de la production, remettre le
système en fonctionnement normal.
Référentiel :
Savoir associés : S4.6 Représentation des ouvrages et des
systèmes
Compétences développées : C1 -3, C2-2, C2-8, C2- 10, C2-12,
C2- 14
Le fonctionnement automatisé de la chaîne de remplissage et de
bouchonnage de flacons ci-dessous est géré par son GRAFCET
de production normale (GPN).
[I]
Il traite la production et quelques sécurités.
ïil
Les autres situations non traitées dans le GPN doivent être prises
en compte lors de l'étude et de la conception de la machine.
-
Flacons en position
Flacon rempli
Bouchon posé
■
Comment remettre la machine en
fonctionnement si une sécurité est
déclenchée ou si l'opérateur actionne
le bouton arrêt ? Comment doit réagir
la machine ? Dans quel ordre doit-elle
s'arrêter ? ...
Comment redémarrer la production
en cas d'intervention d'un opérateur
sur un bouton d'arrêt d'urgence ?
Dans quelles conditions la machine
doit-elle s'arrêter ? ...
Avant de lancer la production, comment
tester le bon fonctionnement des
actionneurs ? Comment mettre la > - - - ~
machine en position initiale?...
Pour résoudre les questions de gestion des modes de marches et d'arrêts d'un système, l'ADEPA*
a mis en place un outil graphique d'analyse, le GEMMA (Guide d'Études des Modes de Marches
et d'Arrêts):
• Il permet de recenser les différents états de marches et d'arrêts que peuvent prendre les parties
commande et opérative de la machine.
• Il précise les conditions de passage (ou d'évolution) d'un état à l'autre et permet de définir le
pupitre.
• ADEPA : Agence nationale pour le DEveloppement de la Productique Appliquée à l'industrie.
Leçon 12 - GEMMA
rl•l 191
0
PC
hors énergie
@
,,
1
@<Initialisation PO*>
.. •
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
@
@
<Mise dans
état particulier>
~ I•
18
--
1
1
1
1
1
1
•
<Arrêt
demandé
fin cycle>
<Préparation pour
remise en route>
1
[ il@~ r-
•'
@)
:
1
f
<Arrêt obtenu>
@)
'
@
@)
1
1
<Ma-dl8
<Marche
cl6ture>
piépmatioic,
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
;
1
1
1
1
1
<Arrêt
demandé>
i.---·---- 1
®
<Marchede
vérlflcallon dans
le déson:lre>
1
,,
,,
1 t
@·
Essai de vérification
...
1 1
1 1
1 1
'l''I'
, 1
• L►
@ vérlflcallon
<Marchede
dans
l'ordre>
I''
Production nonnale • i...
"" i--•
1
1
i.. -
~
<Production
mode dégradé>
k: t•
,, _ ,
~
_,! 1
Â
L--- ----- ---------------
.,
@
<Marche de test>
li
~
,,;
"'=
1
1
___ ..
----------------------
@<Arrêt d 'urgence>
~ 1•
Mltle en aécu1té ou maintien de la clspoillblllté ..- défallMce
(0
r
1
1
1
1
~
@
1
Mises en ou hors service
-,
initial>
•8
Procédures de fonctionnement
-------------------, li
---------------.,
------.,
1 <Arrêt dans état
.
...
r
Arrêt
Remise en route
r
0
Procédures d'arrêt et de remise en route
1:
,,
Procédures de défaillance
• PO = Partie Opérative
La finalité du GEMMA est :
• de réaliser les GRAFCETS de conduite et de sécurité qui permettent d'intégrer
les dispositions liées aux modes de marches et d'arrêts.
• de définir les besoins en organes de commande à placer sur le pupitre et en
capteurs supplémentaires à placer dans le système.
GRAFCET de
SÉCURITÉ (GS)
GRAFCET de
CONDUITE (GC)
GRAFCET de
PRODUCTION
7_ CONSTITUTION DU DOCUMENT GEMMA
NORMALE (GPN)
1 .1 Mise en/hors énergie de la partie commande
Les procédures de marches et d'arrêts ainsi que les procédures en défaillance sont vues par une
Partie Commande sous énergie.
Le GEMMA est constitué de deux zones:
Cond;t;ïïi-ïne,,1 de la partie oommande (PC)
PC SOUS ÉNERGIE
Une zone
correspondant à l'état
4 -- -- - -~
hors énergie de la ,__.__ __
partie commande (PC)
î
Conditions de mise hors énergie de la PC
Application 1 : Sur le schéma du GEMMA en haut de page, entourer :
• en bleu, la partie PC hors énergie,
• en rouge, la partie PC sous énergie.
192 llh Automatismes industriels
Une zone correspondant à
l'état en énergie de la partie
commande (PC). Cette
zone permet de décrire
les différents modes de
fonctionnement de la PC
---- ------ - --------====l~
1.2 Fonctionnement en production
Un système automatisé est dit en production lorsqu'il produit la valeur ajoutée pour laquelle il a été conçu.
La partie PC sous énergie du GEMMA est constituée de deux zones :
PC SOUS ÉNERGIE
Une zone
f.\
~ Procédure d'arrêt
correspondant à la_--;------,H-11►
partie commande
(PC) hors production
0
Une zone
-
- - - -- - --+-1-- correspondant à la
partie commande
(PC) en production
Proc6dure. d6falllance
Application 2: Sur le schéma du GEMMA du haut de la page précédente, entourer en vert la
partie PC en production.
1.3 États de marches et d'arrêts dans le GEMMA
Le GEMMA contient les rectangles états dans lesquels sont décrits les différents états de marches et
d 'arrêts que peut prendre une machine. Ces rectangles états sont répartis en trois familles.
La famille A : Procédures d'arrêt
Cette zone regroupe les états correspondants à des arrêts normaux
(fin de journée, congés, absence de matière d'œuvre, ...) ainsi que
les conditions de remise en route.
ÉTATS A: PROCÉDURES D'ARRfi
Re~
A1
A2.
A3
A4
A5
A6
A7
La famille F : Procédures de fonctionnement
Cette zone regroupe les états indispensables à l'obtention
de la valeur ajoutée. Ils peuvent caractériser la production,
la préparation à la production ou servir aux réglages ou
aux tests.
Désignation
Descrl~on
Dans cet état, le système est à l'état repos. Il correspond
Arrêt dans état généralement à la situation initiale du GRAFCET. C'est pour cela
initial
qu'il est représenté par un double cadre, tout comme l'étape
initiale du GRAFCET.
Dans cet état, lorsque l'arrêt est demandé, le système va
Arrêt demandé continuer à produire et ne s'arrêtera que lorsque le cycle en
en fin de cycle cours sera terminé. C'est un état transitoire vers l'arrêt dans
l'état initial A 1.
Arrêt demandé Dans cet état, lorsqu'un arrêt est demandé, le système va
dans état
continuer à produire et s'arrêtera dans un état autre que la fin
déterminé
du cycle.
Dans cet état, le système est arrêté dans une position autre
Arrêt obtenu
qu'en fin de cycle.
Dans cet état, on procède aux opérations nécessaires à la
Préparation pour
remise en route du système après défaillance (nettoyage,
remise en route
dégagement, vidange, ... ). L'opérateur intervient généralement
après défaillance
manuellement.
Mise PO• dans Dans cet état, la partie opérative (PO) du système est ramenée
état initial
manuellement ou automatiquement dans l'état initial.
Dans cet état, la partie opérative (PO) du système est ramenée
Mise PO dans
manuellement ou aut omatiquement dans un état autre que l'état
état déterminé
initial. Le redémarrage ne se fera donc pas à partir de l'état initial.
R
F1
F2
F3
F4
F5
F6
ÉTATS F : PROCÉDURES DE FONCTIONNEMENT
Désignation
Description
Le système produit normalement. C'est l'état
pour lequel il a été conçu et c'est à ce titre
Production
que le rectangle d'état a un cadre renforcé. On
normale
peut souvent faire correspondre à cet état un
GRAFCET de production normale.
Cet état est utilisé lorsque le système nécessite
Marche
une préparation afin d'accéder à la production
de préparation
nonnale (préchauffage, remplissage, ... ).
Cet état est nécessaire pour certains systèmes
Marche
devant atteindre une position (vidange,
de clôture
nettoyage, ...) avant un arrêt ou un changement
de production.
Marche
Cet état permet de vérifier le fonctionnement des
de vérification
différents actionneurs sans respecter l'ordre de
dans le désordre déroulement du cycle.
Cet état permet de vérifier le fonctionnement des
Marche de
différents actionneurs dans l'ordre de production
vérification dans
normal, au rythme voulu. Dans cet état, le système
l'ordre
peut être en ou holS production.
Cet état permet le réglage ou l'étalonnage de
Marche de test
différents éléments du système (capteurs, ... ).
• PO = Partie Opérative
PC SOUS ÉNERGIE
0
Procédure d'arrêt
+
La famille D : Procédures de défaillance
Cette zone regroupe les états correspondants à des arrêts anormaux (incidents, défaillances du système, arrêt d'urgence).
ÉTATS D : PROCÉDURES DE DÉFAILLANCE
Repère
Désignation
D1
ARRÊT d'URGENCE
D2
D3
Diagnostic et/ou traitement
de la défaillance
Production tout
de même
Descrlntlon
Cet état prévoit toutes les mesures nécessaires à la mise à l'arrêt d'urgence du système en assurant la sécurité et
en évitant ou en limitant les conséquences de la défaillance.
Cet état permet de diagnostiquer l'origine d'une défaillance et de traiter cette défaillance afin de permettre un
redémarrage du système.
Cet ét at permet de continuer la production après une défaillance sur une partie du système.
Leçon 12 - GEM MA
ri•I 193
t çl
•~
--------------------------Application 3 : Sur le schéma du GEMMA en haut de la page 192, hachurer :
• en rouge, le rectangle état correspondant à la production normale,
• en vert, le rectangle état correspondant à l'arrêt en position initiale,
• en bleu, le rectangle état correspondant à un arrêt d'urgence,
• en noir, le rectangle état correspondant à la préparation pour remise en route après défaillance.
1.4 Constitution d'un rectangle d'état
i
Les liaisons retenues sonth
indiquées en traits pleins
Préchauffage
colorants
- -- --'---1--- -- - ~
Repère et dénomination r----1.,►I @
du rectangle d'état
<Marche de
préparation>
Conditions d'évolution
entre les états
(boutons poussoirs
du pupitre, capteurs)
Chauffer les colorants
Précision s u r r
à30°C
le fonctionnement attendu
du système (langage
littéral, GRAFCET, ....)
Température des
colorants atteinte
L
LECTURE DU GEMMA
Les modes de marches et d'arrêts ayant été sélectionnés et explicités, il convient de préciser les
informations permettant le passage d'un état vers l'autre.
@ <Arrêt dans l'état initial>
Il est possible que
le passage d'un rectangle
d'état à l'autre se fasse f--sans condition. Dans ce cas
une flèche seule réunira les
deux rectangles
-
---
....i
Rectangles d'état
non utilisés
@
<Arrêt demandé
en fin de cycle>
Terminer le lot
de flacons en cours
_
I
Liaison orientée en trait
fort : le passage d'un 1--- -- BP Arret "'
rectangle d'état à l'autre
Q.,
est possible
~ < Production tout de même >
'17
:
L'opérateur positionne manuellement
les flacons et effectue le remplissage
et le bouchonnage à l'aide des boutons
poussoirs
194 flh Automatismes industriels
-•
Condition de passage
Liaison orientée
en pointillés:
pas de condition
de passage entre
les deux états
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1i
3 7_ RÉALISATION DU GEMMA
Il convient d'examiner c haque rectangle État.
S'il est retenu, préciser 1e fonctionnement
~
attendu de la machine, s inon indiquer par
une croix qu'il n'est pas retenu.
1 : ENVISAGER TOUS
LES RECTANGLES ÉTATS
1
2 : RECHERCHER LES CONDITIONS
DE PASSAGE D'UN ÉTAT À L'AUTRE
H
•
1
•
3 : CONCEPTION DU PUPITRE
DE COMMANDE ET ADJONCTION
DE CAPTEURS
Indiquer les conditions n écessaires pour
que le fonctionnement d u système évolue
entre les rectangles ÉtatS .
4 : ÉLABORATION DES GRAFCETS
DE SÉCURITÉ ET DE CONDUITE
r
î
La définition des conditions de passage permet :
• la conception du pupitre de commande
(informations en provenance de l'opérateur) ;
• la mise en place de nouveaux capteurs
(informations en provenance de la machine).
La structure des GRAFCETS de sécurité et de
conduite dépend directement du GEMMA.
Application 4 : GEMMA de la chaîne de remplissage et de bouchonnage de flacons
Le GEMMA complet de cette machine est fournie page 198.
CAHIER DES CHARGES :
1. MARCHE NORMALE : En cours de production, l'opérateur peut actionner un bouton poussoir
« Arrêt de la chaîne en fin de cycle ». Cet arrêt s'effectuera à la fin du GPN, machine en position
initiale. Une impulsion sur un bouton poussoir « Départ cycle » suffira à redémarrer le cycle.
• Identifier cette boucle en la surlignant en rouge sur le GEMMA de la machine de remplissage
et de bouchonnage de flacons en page 198.
• Compléter la boucle ci-dessous.
@ <Arrêt dans l'état initial>
1
1
-@<Arrêt demandé en fin de cycle>
... .... ...... ...... .... . .
··· · · · ·· ï · · · · · ·· ·· ···
e
<Production normale>
1
Leçon 12 - GEMMA
ri• 195
1 eçon - - - - - - - - - - - - --
------------
! ka
• Quels éléments sont à placer sur le pupitre ou sur la machine pour répondre à ce fonctionnement?
··· ·· ··· ···· ··· ·· ·•··•··· · ··· ···· ·········· ··· ·········· ····· ····· ····· ·· ·· ··· ·· ··•·· · ·· · ·· ··· · ·········· ··· ·· ·· ··· ·· ······ ···· ·· ····· ·····
2. ARRÊT D'URGENCE : En cours de production, un arrêt d'urgence est actionné. Cela entraîne
l'arrêt immédiat de la machine. Après avoir diagnostiqué et traité la défaillance, l'opérateur:
a. déverrouille l'arrêt d'urgence actionné,
b. appuie sur un bouton poussoir« Acquittement » qui permet la remise en position initiale de la
machine (Cl).
c. Appuie sur un bouton poussoir « Départ cycle » pour redémarrer le cycle.
• Identifier cette boucle en la surlignant en vert sur le GEMMA de la machine de remplissage et
de bouchonnage de flacons en page 198.
• Compléter la boucle ci-dessous.
@
@
<Initialisation PO>
1... .. .............. ...... .
<Arrêt dans l'état initial>
l
-@
e
<Préparation pour
remise en route>
<Production normale>
'
'
-@
<Arrêt en vue d'assurer la sécurité>
..;;
1
1
• Quels éléments sont à placer sur le pupitre ou sur la machine pour répondre à ce fonctionnement ?
·········· ·····•································ · ·· ······ ··· ·········· · ····· · ······· ·· ···· · ·········· ·················· ·· ······· ···· ···
······ ··· ··· ············ ······ ·•·· ·· ····················· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ······· ······· ············ ··· ··· ··········· ·· ·· ·· · ··· ····· ·· ······
3. MARCHE DE PRÉPARATION À LA PRODUCTION : Le système étant en position initiale,
l'opérateur peut, à l'aide d'un commutateur, sélectionner la marche réglage et obtenir le
fonctionnement manuel dans le désordre des actionneurs.
• Identifier cette boucle en la surlignant en bleu sur le GEMMA de la machine de remplissage
et de bouchonnage de flacons page 198.
• Compléter la boucle ci-dessous.
1
.... ... ........ ....
1
.... ... .... ... .....
1
@
1
<Initialisation PO>
······ ·· ·················· ·•
1
·· • ·· ·· ············
@
1
<Arrêt dans l'état initial>
1
··· ·• ••• ••• ••••••••
••• ••••••••••••• • --
<Marche de vérification
dans le désordre>
........ ..... .. ..................
-
--
•••• •• ••••• .. . ....
196 llh Automatismes industriels
@
;.
l
• Donner dans l'ordre les actions à effectuer par l'opérateur pour remettre la machine en
production normale après la vérification dans le désordre. ............. ... ... .. ... ... ...... ... ............ .
• Quels éléments sont à placer sur le pupitre ou sur la machine pour répondre à ce
fonctionnement ? .. .... ................ ...... ..... .. .... ... .. .. ..... ............... ..... ........ .. .. ... .... .. .............. . .
SYNTHÈSE
Pupitre : Identifier en les entourant :
• En rouge, les éléments à utiliser dans la boucle de marche normale,
• En vert, les éléments à utiliser dans la boucle d'arrêt d'urgence,
• En bleu, les éléments à utiliser dans la boucle de marche préparation.
dey
Auto/0/réglage
Remplissage
Descente
bouchon
lnit
Montée
bouchon
Marche tapis
Arrêt tapis
■
Arrêt d'urgence
Arrêt fin de cycle
Capteurs supplémentaires : .... ...... ..... ........................ .. .... .... .. ... .. .... .... ... ...... ........ ..................... .
leçon 12 - GEMMA
ri•t 197
....
-
\iC
=
►
C:
ô
3
Il,>
.;;·
3
0
0 Procédures d'arrêt et de remise en route
PC
hors énergie
Procédures d~ fonctionnement
Auto lnit
@
remise en route
mise hors service
arrêt
@
Il)
Il>
s·
Q.
..;;·
C:
~
@
<Initialisation PO>
@ <Arrêt dans état initial>
Initialisation des GRAFCETS
Machine en position initiale
;;;
<Mise dans
état particulier>
:
@
î
:
<Préparation pour
remise en route>
, Cl d
,
1---I-IU.:~o• • cy :
:
. -r- 1.,;yc1e termine
@ <Arrêt
demandé
fin cycle>
♦
:
@
<Marche
Q
v
'
---':~
- ---,
Commande manuelle de chaque
actionneur
<Marche
1
1
1
,,
1Î'
•
clôture>
1
préparation>
i :11 1 > < ~
1
1
: 11
et
~emandé
ans un état
détenniné> J.---
@ Production normale
>î <
V
î
«
»
SelonGPN
..
@
<Marche de vérification dans l'ordre>
@
<Marche de test>
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
•'
AT
D3 ) <Production mode
dégradé>
<Diagnostic>
î
. --
G <Arr" '
î,--
----
@
i
1
1
'
vérification dans
le désordre>
1
1
1
:
y
@ <Arrêt obtenu>
L'opérateur enlève les flacons
pas terminés
@
~ t~======~------------~
I..::::=~::::::::::::::::::::=~~
Acquittement
@
_
<Marche de
'--------,
<Arrêt d'urgence>
Figeage des GRAFCETS
Arrêt des mouvements en cours
Mise en sécurité ou maintien de la défaillance
@ Procédures de défaillance
fonctionnement normal
essaietvérifications
0 Procédures de fonctionnement
Transtockeur
11
- Étude du GEMMA _J Îatl .
Situation : Vous disposez d ' un
transtockeur en état de fonctionnement
et de sa documentation technique.
Référentiel:
Savoirs associés : 54.6 Représentation des ouvrages et des
systèmes
Compétences développées: C1-3, C2-2, C2-8, C2-10, C2- 12, C2-14
Un transtockeur est un magasin de stockage automatisé à rayonnages fixes.
• Il comporte une ou deux travées de rayonnages, séparées par un couloir
central dans lequel un chariot se déplace.
• Le chariot est équipé d 'un préhenseur, qui assure les opérations de prise
et de dépose automatiques des charges dans les rayonnages et sur le
poste de chargement/déchargement de l'opérateur.
r---- - --------------------------------- -----7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Coller ici l e GEMMA correspondant à votre transto cke ur
L __ __________________ _
____ _______ ___________ J
M atériel 12 - Transtockeur - Étude du GEMMA
•l 199
...
~ t n1 -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1 L BOUCLE DE PRODUCTION NORMALE
• Surligner en vert sur le document GEMMA la boucle de production normale (fonctionnement de
production normale et arrêt « normal »du système).
• Lors d'un cycle de production normale, quelles vont être les conséquences d'une demande d'arrêt,
sur le fonctionnement du système ?
• Comment remettre le système en fonctionnement ?
Si vous disposez du système :
• ESSAIS : mettre le système en production normale, demander un arrêt en cours de cycle puis
effectuer la remise en fonctionnement du système.
Le fonctionnement observé est-il conforme au comportement attendu ?
D Oui
D Non
2 L BOUCLE D'ARRÊT D'URGENCE
• Surligner en rouge sur le document GEMMA la boucle d'arrêt d'urgence (fonctionnement de
production normale et arrêt en urgence du système).
• Lors d'un cycle de production normale, quelles vont être les conséquences d'une demande d'arrêt
d'urgence, sur le fonctionnement du système ?
• Comment remettre le système en fonctionnement ?
Si vous disposez du système :
•ESSAIS: mettre le système en production normale, demander un arrêt d'urgence en cours de
cycle puis effectuer la remise en fonctionnement du système.
Le fonctionnement observé est-il conforme au comportement attendu ?
L
D Oui
DNon
BOUCLE DE RÉGLAGE
• Surligner en bleu sur le document GEMMA la boucle de réglage (fonctionnement de production
normale et demande de fonctionnement réglage du système).
• Le système étant en position initiale, comment passer en mode réglage ?
200 1th Automatismes industriels
-
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1
~
,
Mi1er e
• Quels fonctionnements de la machine sont possibles dans ce mode ?
• Comment remettre le système en fonctionnement normal ?
Si vous disposez du système :
• ESSAIS : mettre le système en conditions initiales, demander un fonctionnement réglage, tester
les différents réglages possibles puis effectuer la remise en fonctionnement du système.
Le fonctionnement observé est-il conforme au comportement attendu?
L
D Oui
D Non
puPITRE
Reproduire ci-dessous le pupitre de commande présent sur la machine et entourer :
• En vert, les éléments utilisés dans la boucle de production normale.
• En rouge, les éléments utilisés dans la boucle d'arrêt d'urgence.
• En bleu, les éléments utilisés dans la boucle de réglage.
5 L DÉPANNAGE
Si vous disposez du système :
Un dysfonctionnement dans une des boucles du gemma a été constaté. On vous demande
d 'effectuer des tests et d'y remédier.
Matériel 12 - Transtockeur - Étude du GEMMA
•t 201
FICHE DE MAINTENANCE
Le professeur aura provoqué une panne.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
CONSTATATIONS
- Essayer le montage.
- Identifier ce qui ne fonctionne pas correctement dans votre réalisation :
Sous tension
DIAGNOSTIC
- Localiser (en entourant) sur le schéma de principe, la partie responsable de ce
dysfonctionnement.
- Noter par ordre de probabilité les éléments susceptibles de provoquer la panne.
1. ··········································································•····································"························································
Hors tension
2. ···························•················································· .. ······················.. ·················································•···············•
3. ······•···•······ ·······················•···································· .. ······················.. ··································································
4. ··················•······································•·······································•·······································································
5 . .........................................................................................................................................................................
LOCALISATION DU DÉFAUT
Cause de la panne : ..................................................................................................................................... .
Sous tension
- Fonctionnement correct :
Lh
202 llh Automatismes industriels
D Oui D Non
Situation: Qu'est-ce qu'un réseau local industriel? Comment
sont-ils utilisés dans l'industrie? Quelle est leur structure? Quels
supports utilisent-ils? Quelles sont leurs caractéristiques ?
À l'issue de cette leçon, vous serez capable de reconnaître un
réseau local et d 'en donner les principales caractéristiques.
Référentiel:
Savoir associés : S4.2 Réseaux de terrain
Compétences développées: C2-6, C2-7
Les réseaux locaux industriels ou RLI sont apparus dans les années 70. Ils ont permis d'augmenter
les performances et la flexibilité des équipements. Un RLI est un système de communication local
destiné à l'échange d'informations ou d 'ordres entre machines (terminaux opérateur, automates,
appareils de mesures, ....) au sein d'une cellule d 'un atelier ou de l'usine.
L
HIÉRARCHIE DES RÉSEAUX
La diversité des tâches et des environnements au sein d 'une entreprise industrielle impose l'emploi de
plusieurs systèmes.
de réseau
Fonction
Réseau usine
(LAN*)
Gestion
des
informations
11
Niveau
TiUphoM sous IP
MES - ERP
Niveau 3
usine
S..pervlsiëiÏ
Réseau local
industriel
Gestion de
la production
et supervision
Niveau 2
atelier
Contrôle et
commande
de machine
Niveau 1
machine
l.,._
Gestion
des capteurs
et des
actionneurs
Niveau 0
capteur actionneur
li
Les réseaux locaux industriels doivent :
- transporter des informations sur de petites distances (quelques centaines de mètres) sans délai
d'attente et de manière fiable,
- être insensibles aux perturbations électromagnétiques présentes dans les environnements industriels.
L'utilisation de réseaux Ethernet TCP/IP (LAN de niveau 3) n'est pas adaptée pour la gestion des niveaux
inférieurs car ils sont sensibles aux perturbations électromagnétiques et ne sont pas déterministes**.
* LAN (Local Area Network) ou bus d'usine sont des réseaux intra-entreprises
* Un réseau déterministe est un réseau dont le temps de réaction connu, est inférieur au temps de scrutation des API utilisés.
Leçon 13 - Réseaux locaux industriels
ri•I 203
Propriété des différents réseaux
Nature des
Informations
khangffs
Application 1 : Indiquer :
Fichiers
La nature des informations échangées
sur un bus lnterbus :
Messag
Le temps de réaction d'un réseau
Mots
Ethernet (TCP/IP):
NlweuO
Bits....__Bu1_AS-1
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _T_
om_p
sde r,1edon
5ms
l Oms
50 ms
mn
500 m,
i- 7_ DIALOGUE OPÉRATEUR - MACHINE
Les RU ont permis notamment l'amélioration du dialogue homme - machine grâce à l'apparition des
terminaux opérateur et des postes de supervision.
2.1 Terminal opérateur
Le terminal opérateur est un
terminal de dialogue local qui
permet de surveiller ou de piloter
l'équipement.
t:
•
Terminal alphanumérique
Terminal avec écran tactile
2 .2 Poste de supervision
Le poste de supervision ou SCADA (Supervisory Contrai and Data Acquisition) est un terminal de
dialogue installé dans une salle de conduite. Il permet la surveillance et le pilotage à distance d'un
équipement.
Routeur
~
Il est généralement constitué d'un
ou plusieurs ordinateurs connectés
aux API de l'équipement par l'intermédiaire d'un RU . Il utilise un
progiciel spécifique, appelé logiciel
de supervision.
Bas!!!
De données
- - - =[ P•P
men<t
- l
~
----
Le logiciel de supervision centralise
et gère les recettes (procédés de
fabrication), les quantités produites,
les défauts, les alarmes, les temps
de fonctionnement.
Des historiques ou journaux peuvent
être édités.
Écran de suivi de paramètres
de fabrication
Écran de choix de recettes
204 llh Automatismes industriels
J L
CARACTÉRISTIQUES D'UN RLI
Les principales caractéristiques d 'un RLI sont:
• la topologie,
• le support,
• le protocole de communication,
• l'étendue maximale,
• les performances (débit maximal, temps de réponse, ...).
3.1 Topologie
La topologie ou l'architecture d'un réseau décrit la disposition et la hiérarchie des machines entre
elles. Cette topologie peut être : point à point, en bus, en étoile, en arbre, en anneau.
Architecture point à point
Cette liaison permet la communication entre deux machines (ordinateur et imprimante par exemple),
mais elle n'offre pas de possibilité d'extension.
Architecture bus
La communication s'effectue sur une liaison commune à toutes les machines, le bus.
Il
Avantaaes
Inconvénients
Une seule machine peut utiliser le bus à la fois
Architecture simple
Étendue limitée
Mise en œuvre simple
La défaillance d 'une machine ne perturbe pas le réseau Réseau hors service en cas de défaut d'une connexion
Architecture étoile
Toutes les machines sont reliées à un élément central par lequel passent toutes les données. Cette
structure est de loin la plus utilisée au niveau usine et atelier.
a1_
~
~~
1
Élément central
(concentrateur, commutateur ou serveur)
------------i---- - -----~
...............
Il
Avantages
Gestion et dépannage simples
Pas de perturbation en cas de défaillance d 'une machine
Ajout d'une machine aisée
~
-
Inconvénients
Réseau hors service en cas de défaillance de
l'élément central
Câblage important
Leçon 13 - Réseaux locaux industriels
ri•t 205
Architecture en arbre
Un réseau en arbre est un ensemble de réseaux en étoile hiérarchisés jusqu'à une machine unique.
L'utilisation de passerelles permet d'interconnecter des réseaux différents.
t
Passerelle
Réseau A
!:::1--------------············--·
.:==.:::-----Élément central « sommet »
Élément central réseau B
,_ _ _ ____.! ....
Réseau B
1
.,.
.,•.,.
~ ~··········--·
-'
1 1
Il
Avantages
Inconvénients
Réseau hors service en cas de défaillance du « sommet ,,
Réseau partiellement hors service en cas de
défaillance d'un point central
Câblage important
Mêmes avantages que le réseau étoile
Plus grande étendue
Architecture en anneau
Chaque hôte est connecté au voisin.
Avantages
Bonne disponibilité
Inconvénients
Prix élevé
1
3.2 Support
Le support ou médium est le nom donné à la liaison proprement dite. Il peut utiliser une technologie
électrique, optique ou radio.
Liaisons << cuivre »
Les liaisons « cuivre » utilisent des conducteurs et des signaux électriques pour transmettre les
données. Ce support peut transmettre les données à un débit maximal de 100 mégabits par seconde
(100 Mb/s). L'atténuation du signal dans la ligne impose l'utilisation de réamplificateurs tous les 200 m.
Paires torsadées
Cible coaxial
Gaine isolante
r
Isolant plastique
_j
Blindage en tresse de cuivre
Avantages
Économique
Mise en œuvre simple
206 flh Automatismes industriels
Inconvénients
Forte atténuation
Avanta es
Atténuation plus faible
•. t
Ame en cuivre
Inconvénients
Cout élevé
Mise en œuvre délicate
Liaisons « optiques »
Les liaisons optiques utilisent la fibre optique (très fin conducteur de
lumière en verre ou en plastique) pour transmettre les informations sous
forme lumineuse. Ce support peut transporter les données à 1O gigabits par
seconde (1 O Gb/s) avec une très faible atténuation, ce qui en fait un support
idéal pour les liaisons haut débit entre les bâtiments.
Câble de fibre optique
Elles peuvent aussi être employées dans des ateliers car elles sont insensibles aux perturbations
électromagnétiques.
Inconvénients
Avantages
Peu flexible
Chère
Mise en œuvre délicate
Légère, débit élevé
Faible atténuation
Insensibles aux parasites
Liaisons sans fil
Les réseaux locaux sans fil (WLAN - Wireless Local Area Networks) utilisent des
liaisons radio comme support. Cette technologie est adaptée aux applications
mobiles sur courte distance (< 200 m). La norme IEEE 802.11, plus connue sous le
nom de Wifi, est utilisée pour les réseaux à haut débit 0usqu'à 300 Mbits/s).
~
~~ ,))))));
WLAN
(; fi;;;_
Application fixe
Application embarquée
Ces supports travaillent dans les bandes de fréquences de 2,4 GHz pour la norme 802.11 n ou 5 GHz.
Inconvénients
Avantages
Sensible aux perturbations électromagnétiques
Étendue limitée
Non sécurisée
Pas de câblage
Permet la mobilité
Économique
3 .3 Protocole
Le protocole est l'ensemble des règles qui régissent la communication entre les équipements d'un réseau.
Avant d'être transmises sur le réseau, les données sont encapsulées par la station émettrice.
Le bloc d'informations contenant les données est appelé trame ou paquet. Sa composition varie
selon le réseau.
Exemple de trame
Données
Préambule:
caractères de
synchronisation
Adresse de
la station d'origine
Adresse de
la station de destination
Informations pour
le contrôle d'erreur
de transmission
Information
bus libre
fin de trame
leçon 13 - Réseaux locaux industriels
ri•) 207
N
-
=
=
T
Réseau
-a
1
3
Logo
►
Ethernet
Modbus
Powerlink
C
0
3
;;;·
tD
ETHERNET-:::ca e
POWERLINK ~
"':Ï
adbus
Q.
C
~
-Atelier
- Machine
~
;;;·
;;;
1
Niveau
Topologie
Débit
Nombre
maximal de
stations
Temps de cycle
Étendue
1
-Atelier
-Machine
1
- Capteur
Il
lnterbus
Il
Profibus
~ .,,...
-Atelier
- Machine
- Capteur
Arbre
s100Mb/s
Étoile, anneau
s10Mb/s
Anneau
s 500 Kb/s
4 096
32
256
-Atelier
- Machine
- Capteur
Étoile
de 9,6 Kb/s à
12 Mb/s
126
Il
CAN
-- .
(l)
,,
AS-i
KNX
O. X
S).)
:J
0
(l)
CANopen
-Machine
Bus
100 Kb/s à
1,6 Mb/s
120
-
:J (t>
~
- Capteur/
Actionneur
Bus
166 Kb/s
248
KNX
- ·
.&::i,
(t>
S).)
""li
~
::::l·
a.- (l)
"C
C:
C
(l)
....
S).)
= -·
(l)
3
~- (l)
:::!'! :J
- Capteur/
Actionneur
(tertiaire et
domestique)
Bus
4,8 Kb/s à
9,6 Kb/s
(t>
-
.... C:
rn- :J
(l)
:0 Q.
r::,
-.o
S).) C:
C: S).)
-
:J
0
C: S).)
;;_ s·
-
C:
(l)
a.
:J (l)
ç ëo< 100 µs
de 100 à 2 000 m jusqu'à 1 200 m
< 100 µs
400 m jusqu'à
13 km
-30 ms
Jusqu'à 9 600 m De 20 à 500 m
z ~
10 ms
300 m
C: S).)
:J C:
15· X
C: S).)
(l) C:
,_ X
fflo
.... S).)
::::r
....
(1) S).)
.0
Support
électrique
~
~
""'l
0
::::s ........
(1)
(t>,
o. [
~ 15·
(1)
""'l
C:
(t>
3 en
-·
o.
::::s - ·
ëiï =i:
.... (1),
(1)
CAN : Controller Area Network
ASi : Actuators Sensors Interface
KNX : bus tertiaire et domestique
""C
O
C:
Cil
~
w
-•
....
(t>
:J
(t>
en
0
S).)
:J
en
(l)
-+,
C:
_C:
....
S).)
~
~
>(
;;,
I""""
Application 2 : Poste de tri
Arrivée des colis
Le poste de tri de colis d'une entreprise de
vente sur Internet a la structure communicante
suivante:
Colis à trier
Lecteur code barre
~
Vers poste A
Vers poste B
Structure des RLI
Équipement
Terminal opérateur
Modbus
Poste de supervision
Partie opérative
C:
Q)
a.
0
Poste de mise au point
~
Entrées - sorties
I
À l'aide de la leçon et de la documentation technique de la page suivante, répondre aux questions
ci-dessous.
1. Quel est le niveau du réseau reliant le poste de supervision à l'API?
2. Est-il classé dans la catégorie des RU ? D Oui
D Non
Citer un réseau utilisable pour cette liaison : .. .. ............. .. ... .. ... .. .. ....... .. .. .. ...... .......... .. ... ...... .. ..
3. Peut-on relier directement cet API sur un réseau Ethernet? D Oui
D
Non
Justifier : ..................... ...... .... ........ .. ... ... ........ .... .... ......... .. .. .. ... .. ...... .. ... ...... ....... ..... ... .... .... ... .
Référence du module éventuellement nécessaire : ... .. ... .. .. .... .. .. ... ................................. ... ... .. ...
4. De quelle nature sont les informations échangées entre l'API et les entrées-sorties de l'équipement?
5. Quelle est la topologie de ce réseau? ... .... .. .... ... .... ...... .......................................................... .
6. Choisir le module de communication AS-i pour l'API: .. .. .............. .. ...... ... ... .. ........................... .
7. Quel est le temps de réaction du RU reliant le lecteur de code barre et l'API? de ........ à ..... ... ..
Leçon 13- Réseaux locaux industriels
rl•l 209
8. La liaison avec le terminal opérateur nécessite-t-elle un module particulier?
D Oui
DNon
Justifier : ................................... ................................. ..... ..... ... ... ..................................... ... .
Référence du module éventuellement nécessaire : .... ... ... .. ... ... ... .. ..... ... ... ... .... .. ..... ........ .... .... .
9. Quel réseau peut utiliser le poste de mise au point pour communiquer avec l'API?
10. Quelle est la topologie de cette liaison?
Documentation constructeur
Modicon TSX Micro
Communication
Les automates TSX Micro proposent plusieurs possibilités de communication intégrée disponibles sur
les prises terminal type RS 485. Elles disposent du protocole Uni-Telway et Modbus.
Deux ports intégrés
type de module
dési nation
débit
références
avec interface
rt inté ré
19,2 Kbit/s
_R_
S _48
_5_ _ _T_S_X_3_
7~(1~
) _ _ _ _ _ _ __
RS232D
BC20mA
Modules de communication
type de module
Ethernet TCPJIP
pour automates TSX3710l21/22
débit
services de base
transparent Reacly
10/100 Mbit/s
TCP/lP Uni-TE, Modbus
serveur Web
Global Data
VO Scannin
TCPO en
services de base
services Facto
ast
références
oui
oui
TSXETZ410
type de module
bus capteurs, bus machine et
n
AS-Interface
_ _,~C-~_ ,.___ _ _ _ _ _ __
dési nation
débit
références
demi format in-rack
167 Kbit/s
TSXSAZ10
21 0 llh Automatismes industriels
carte PCMCIA
20 Kbit/s... 1 Mbit/s selon distance
TSXCPP110
Situation : Le bus AS-interface permet de simplifier le schéma
« entrées-sorties » des équipements industriels.
Quel en est le principe ? Quels en sont les constituants ? Comment sont
véhiculées les informations ?
À l'issue de la leçon, vous saurez choisir et mettre en œuvre les éléments
d'un bus AS-i.
Référentiel :
Savoir associés : S4.2 Réseaux de
terrains
Compétences développées : C2-6,
C2-7
Le bus AS-i (Actuators Sensors Interface) est un bus de terrain standardisé (EN 50295, IEC62026)
de type maître - esclave :
• Il échange en temps réel les informations entre les capteurs, les actionneurs et l'API.
• Il simplifie le câblage des entrées et des sorties de l'API.
• Il est adapté aux équipements étendus ou complexes.
• Il offre une flexibilité par rapport à un schéma traditionnel (ajout et retrait de matériel aisé).
Conduite de processus
Superviseur
•
4 !:
~
Internet
MES
ERP
Niveau entreprise
Quantité de donnéJs
à transporter
""'1
- .(
•
Temps de
réaction
Fichiers
~ Firewall
◄i-------E t■
he r■
n et M■o dÏ■
us TC P■III____________
•
11 11 1111 1111 111111
•
Routeur
=Diagnostic
SCADA
Niveau atelier
.
CRNopen
Niveau machine
Passerelle
1
thernet Modbus TCP 1 ..
1
1
1
Niveau capteur
/ actionneurs
Bits
Millisecondes
1 I 1
Conséquences sur le circuit « entrées - sorties »
L'utilisation du bus AS-i permet un allègement du câblage.
Câblage traditionnel
Câblage avec bus AS-i
Maître
Bus~
Leçon 14 - Bus AS-i
rit 211
1 7_ CONSTITUANTS DU BUS AS-i
L'alimentation AS-i
. - - - - - est une source TBT
(30V DC)
Les capteurs ou actionneurs
- - - - - communicants (esclaves) se
raccordent directement au bus
i -
Le répétiteur réamplifie
le signal pour permettre
l'extension du réseau
.....
vers
extension
du réseau
Répartiteur (esclave)
Le maître AS-i organise
les échanges de données
sur le câble AS-i
Les capteurs et actionneurs traditionnels
se raccordent au bus par l'intermédiaire
des répartiteurs
2 7- TOPOLOGIE
La topologie (architecture) de l'interface AS-i est libre et évolutive. Elle peut être :
en étoile
en bus
B
1
1
en arbre
212 l l h Automatismes industriels
'
14
J 7__ CARACTÉRISTIQUES DU BUS AS-i
Les caractéristiques du réseau AS-i 2.0 sont les suivantes:
- 62 esclaves maximum avec 496 entrées
et 496 sorties maximum.
1Esclave j
Esciavol
Esclave
1 Esda••I
IEsda'"I
- Temps de cycle maximal : 5 ms pour
1RépéU!eur l
31 esclaves.
- Transmission de données TOR et ana[wa:e]
~~1
E~ ,~~J
Jusqu'à 100m
Jusqu'à 100m
Jusqu'à 100m
logiques (codées sur 16 bits).
Jusqu'à300m
- Longueur du câble standard : 100 m,
,-===------'--------extensible à 300 m par adjonction de
répétiteurs.
1
I
1
r----
3 .1 Câbles trapézoïdaux
Le profil trapézoïdal des câbles AS-i permet un détrompage mécanique excluant tout risque
d'inversion de polarité. Ses conducteurs contiennent une paire de conducteurs non blindée et non
torsadée de 1,5 mm 2 de section. Leur gaine de protection en caoutchouc autocicatrisant est conçue
pour les ambiances non contraignantes. Il en existe deux types.
Câble jaune
Le câble jaune est le câble du bus AS-i. Il véhicule :
- les données entre le maître et les esclaves,
- le courant (2 A maximum) pour tous les composants du bus.
Câble noir
Parfois, il est nécessaire d'ajouter une source auxiliaire pour les actionneurs gros consommateurs
d 'énergie*. Dans ce cas, le câble noir AS-i véhicule l'alimentation (24 V OC) nécessaire.
* la consommation moyenne d 'un composant AS-i est inférieure à 100 mA.
Leçon 14 - Bus AS-i r i • t 213
3.2 Prise vampire
La prise vampire permet le raccordement rapide des composants AS-i sur le câble trapézoïdal.
Les pointes de la prise établissent un contact avec les conducteurs sans coupe ni dénudage. En
cas de retrait, l'isolation est rétablie, les trous se refermant automatiquement grâce aux propriétés
du câble.
Pointe de contact
Âme du conducteur
3.3 Contrôleur
Le contrôleur AS-i gère le flux des données sur le bus et transmet :
- l'état des capteurs à l'automatisme,
- les ordres de l'automatisme aux actionneurs.
Le contrôleur peut être :
Un maître : API équipé d'un module
de communication AS-i
API
API
Maît re AS-i
1-------1-1- ~
Esclave
Esclave
Esclave
Une passerelle : nœud de communication entre un bus AS-i et un bus de
niveau supérieur
Maît re AS-i
PROFINET
Passe relle
Alimentation
l!::::::=. - t =é i
Esclave
Esclave
Esclave Alimentation Alimentation Esclav1
3.4 Esclaves
Le terme esclave regroupe les répartiteurs, les capteurs et les actionneurs présents sur le bus.
Les répartiteurs (actifs) réalisent le raccordement et l'interface entre le câble AS-i et les capteurs ou
les actionneurs traditionnels. Chaque esclave possède sa propre adresse et échange cycliquement
ses données avec le maître.
214 1-h Automatismes industriels
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1A
Ï çon
7__ PROTOCOLE DE COMMUNICATION
4.1 Signal
Le signal véhiculé par le bus AS-i est composé d'une tension continue (30 V DC) à laquelle est
superposée une tension (4 V crête à crête) contenant les informations modulées.
3ovoc-tf_ _ _ _ _ _ _ _
., + Ub-+î-_,,_A......,.___A~~v
e---,1--A~-..
=3 o v o c ~ ..
V fl6µs
4.2 Protocole
Le maître AS-i interroge chaque esclave. L'esclave appelé renvoie les données demandées. Quand
tous les esclaves ont été interrogés, le cycle recommence et se répète indéfiniment à un débit de
166 kbits/s.
Réponse esclave 4
Pause
esclave
Requête maitre
Pause
Pause maitre Réponse esclave 5 esclave
Start
bit de départ
toujours 0
adresse
esclave
bit d'information
(dépend du type de requête)
bit de fin
toujours 1
bit de parité
13
12
Requête maitre
1,
10
Parity
Pause mallre Réponse esclave 6
End
bit de départ
bit
bit de fin
toujours O d'information
toujours 1
(dépend du type de requête)
bit de parité
4.3 Configuration
La configuration des différents esclaves du réseau s'effectue en deux temps :
1er temps : configuration de l'adresse de chaque station à l'aide d'une console d'adressage AS-i.
2e temps : initialisation du bus (reset du maître).
Console d'adressage AS-i
Leçon 14 - Bus AS-i
rl•I 215
Application 1 : Réaliser le boîtier de commande sur bus AS-i d'un poste de perçage sur
un équipement automatisé. Le boîtier comprend :
- un BP vert (S2), contact NO, «mise en marche de la broche» -+ entrée 1,
- un BP rouge (S3), contact NC, «arrêt de la broche» -+ entrée 2,
- un voyant vert (H3) « marche » -+ sortie 1,
- un voyant rouge (H5) «défaut moteur» -+ sortie 2.
L'interface du bus AS-i est un module XAL- SZ1 .
_.t::::
!.ai
[ ~iiiiiiiiao,-ifm_ _
S2
H3
AS-i+
~
~
~
AS-iIN1 IN1+
IN2IN2+
XAL-SZ1
~ OUT2,!50UT2+
53
OUT1 0UT1+
HS
Documentation technique
Raccordement d 'un module XAL - SZ1
AS-i
(±)
'T
BK
BK
GR
GR
216
l•h
Automatismes industriels
IN 2IN 2 +
OUT 2 OUT2+
e
BK
IN 1 + BK
OUT 1- GR
OUT 1 +
GR
T
Situation : Tout équipement industriel présente un risque
potentiel pour les intervenants. Quels sont les risques encourus ?
Comment protéger les intervenants? Comment réaliser un arrêt
d'urgence ? Quel matériel utiliser ?
À l'issue de la leçon, vous serez capable d'identifier les constituants
d'un circuit de commande.
Référentiel :
Savoir associés : S4.5 Acquisition de
données
Compétences développées: C2-1 , C3-2,
C4-1 , C5- 1
Tout équipement industriel présente du danger pour les intervenants ou pour l'environnement. Le
risque peut être :
- de nature mécanique : cisaillement, happement, écrasement, choc ;
- de nature électrique : électrisation ; électrocution ;
- de nature physico-chimique : substances dangereuses, brûlures.
Application 1 : Évaluer la nature et le risque des situations suivantes.
\.
I
I
/
L1l2 L3 N
\
L'Union Européenne a édicté la Directive
Machines pour élever le niveau de sécurité
des machines afin de protéger les travailleurs.
Ce texte définit les mesures minimales à
mettre en œuvre lors de la construction ou
la rénovation d'équipement:
- les organes de service,
- l'arrêt d'urgence,
Application 2 : Citer pour chaque cas, la directive qui s'y rattache.
- la commande des systèmes : ..... .... .. ...... ...... ...... .... .... .. ... .. ... ... ........... ... ... ....... ... ........ ......... .. ..
- les interrupteurs de sécurité : .... ...... .. ............ ....... .. .. .. .... ... ...... ... ....... ....... ...... .... ... ... .... .... ... .. ..
- les arrêts d'urgence: ... ........ ... .... ...... .. .. .... ... .... .... ..... ... ... ....... ... .. ... ........... .. ......... .. ... .. ... ..... .. ..
- l'appréciation du risque : .. .. .... ..... ... ................ .... ... ..... .... ...... .. .... ... ..... ........ ... ..... ... ........ ......... .
l eçon 15 - Sécurité des machines
ri•t 21 7
1~ - -- - - - - - - - - - - - - - - = = = = =
ï~
1 L ORGANES DE SERVICE
Les organes de service regroupent l'ensemble des appareils nécessaires à la commande et au
dialogue opérateur - machine. Ils sont identifiables grâce à leur couleur et à leur repérage.
Signalisation
Commande
La norme IEC/EN 60204-1 vient compléter les exigences de la Directive Machines.
Couleur
Signification
Voyant
Bouton poussoir
Rouge ■
Urgence
Arrêt d'urgence
Avertissement d'un danger potentiel
ou d'une situation nécessitant
une action immédiate
Jaune
Condition
anormale
Intervention pour supprimer
une condition anormale ou
éviter des modifications non
souhaitées
Surveiller ou intervenir pour une situation
anormale ou une situation critique
imminente
Vert ■
Condition
normale
Démarrage à partir d'un
état sûr
État normal ou option
Bleu ■
Obligatoire
Fonction de réarmement
État nécessitant une intervention
obligatoire de l'opérateur
Neutre
(pas de
signification
spécifique)
Marche
Mise sous tension
Mise sous ou hors tension
Arrêt
Autres conditions: peut être utilisée
chaque fois qu'il y a un doute sur
l'utilisation des couleurs rouge, jaune
et vert ou comme confirmation de
surveillance
orange ■
Blanc
D
Gris ■
Noir ■
Application 3 : Déterminer, pour chaque cas, la couleur de l'organe.
Bouton poussoir
Réarmement : ....... ....... ... ........ ... ......................... .
Mise sous tension: ............ ................................. .
Arrêt d'urgence : .......... ... ................... ..... ......... ... .
Voyant
Équipement arrêté par un dispositif d'arrêt d'urgence: ... ... .. ............................. .
Pression s'écartant de la valeur normale: ... .. ................ ...... .. .. ... .... .... .. ............ .
Machine prête à démarrer: ...... .............................................. .... .... ...... ... ...... ...
Demande d'acquittement défaut: ... .... .... .. ...... ....... .... ........................... ........ .. .
218 llh Automatismes industriels
===--------------======::::~ ï~
1~
2 L FONCTIONS DE SÉCURITÉ
Les fonctions de sécurité sont destinées à assurer la commande, la surveillance, l'arrêt ou la
séparation des sources d'énergie.
2.1 Arrêt d'urgence
L'arrêt d'urgence est un dispositif destiné à supprimer les situations
dangereuses ou les anomalies de fonctionnement. Il provoque, le plus
rapidement possible, l'arrêt des mouvements de la machine.
• Il est déclenché par une action humaine.
• Il est prioritaire sur tous les autres circuits.
• Il est disponible et fonctionnel à tout instant.
Il agit généralement sur l'alimentation en énergie des actionneurs du système, les circuits de
commande restent eux alimentés.
Séparation des sources
Mise à l'échappement des
circuits d'air
Les organes de commande de l'arrêt d'urgence doivent être de couleur rouge sur fond jaune et
facilement accessibles.
Les contacts des dispositifs d'arrêt d'urgence doivent être de type NC (à manœuvre positive
d'ouverture).
®
-----+------D-
La disparition de l'arrêt d'urgence ne doit pas entraîner le redémarrage de l'équipement. Une action de
réarmement (S3) doit être préalablement réalisée
Schéma d'un arrêt d'urgence classique
~~
S1
1
ARU (}--..t::.:-
~ l r OI
Réarmement S3 E
KM1
' - - - - - ~M~
.J .J 1
Séparation
- ◄"----des sources
'
1
KM1
U
V
V
__ _
i'
Leçon 15 - Sécurité des machines
ri•t 219
1~
--------------=====
Ï çon
2 .2 Modules de sécurité
Les modules de sécurité sont des appareils qui traitent une fonction de sécurité.
Leur câblage interne, redondant (doublement des circuits) et autocontrôlé, détecte les défauts de
fonctionnement qu'une installation ordinaire ne permettrait pas de trouver. Ils peuvent surveiller les
arrêts d'urgence, les fonctions de sécurité, les protections mobiles.
Ces modules pilotent les contacteurs et distributeurs qui amènent l'énergie aux actionneurs.
Principe
➔ et mise à l'air de l'échappement
Séparation des sources
Arrêt d'urgence
Module de sécurité
Schéma
Redondance des
organes de commande
li - - - - 4 ~ - - - -
L2 - - - - - LJ ----4_ _ _ __
X
PE
KM
- - - - r-
1
..,,r•I
~ - - - - - - - - -1- 1 1 ] -•H
Redondance
:
,
KM2
:
: -------
1
1
1
1
- - - - - --------------~
:
Réarmement S3
_
:
-
es organes
de coupure
1
'
'
Xl
1
1
--------------------J
N _ _ _ _ _...__
_ _ _ _ _ _ ____._
___ _ _ __
(-)
2 .3 Automate de sécurité
L'automate de sécurité, grâce à une structure spécifique, peut traiter plusieurs fonctions de sécurité.
Arrêt d'urgence
,_ _. .
►•
Surveillance
"
Automate
de sécurité
Commande
220 flh Automatismes industriels
Commande des
pré-actionneurs
J L CONTRÔLE DE LA PRÉSENCE D'UN PROTECTEUR
Protecteur
Les protecteurs sont des carters mobiles destinés à protéger
l'accès des zones dangereuses.
Les dispositifs de verrouillage ou d'interverrouillage sont des
capteurs spécifiques qui permettent de s'assurer que les protecteurs
sont en place.
Dispositif de verrouillage
3.1 Dispositifs de verrouillage
Les dispositifs de verrouillage sont des interrupteurs de sécurité (en mode positif) qui provoquent,
en cas d'ouverture du protecteur, l'arrêt d'urgence.
Protecteur ouvert
protecteur fermé
S3
E
KM1
XI
U
KM1
V
V
-----------·
3.2 Dispositifs d'interverrouillage
Les dispositifs d'interverrouillage sont des dispositifs qui empêchent le retrait de la protection tant qu'un
danger subsiste. Ils sont utilisés avec des équipements présentant de l'inertie (une scie par exemple).
.~ I
Alimentation Q
du solédoïde
r·
1
►
i: I
o_,__ __._~~..::-..::-..::-..::-..::-..::-..::-..::-..::-.;:-- - --~
Broche de
verrouillage
porte
Temporisation
de sécurité
Vitesse de l'outil
>parition du danger
0
Déverrouillage
de la porte
'
î
'
_
o-'-- - - - - - - ~- - - -~
leçon 15 - Sécurité des machines
rl•I 221
7_ MODES DE COMMANDE
On appelle mode de commande, le type de fonctionnement des organes de sécurité. On distingue
deux modes, le mode positif et le mode négatif.
4.1 Mode positif
En mode positif, une action sur le capteur ouvre le contact.
Symbole
1-----Le capteur
•
est actionné
• _ __ Le capteur n'est
pas actionné
4.2 Mode négatif
En mode négatif, une action sur le capteur ferme le contact.
Symbole
• ,___ Le capteur n'est
pas actionné
il:----Le capteur
•
est actionné
•
La machine
est arrêtée
4.3 Mode combiné
Le mode combiné est la combinaison des deux modes. Il permet de réduire les risques de dysfonctionnements.
:~;•"' ~ ,ct;o,inant : n mode positif
i wm o-
---+ ,
1•
52
f e,m6
~
0-
-+
--+
Séparation des sources
et mise à l'air libre
de l'échappement
Capteur fonctionnant en mode négatif
Application 4: Pour chaque schéma, compléter l'état des contacts.
Protection
fermée
Zone dangereuse
•
Mode négatif
IHIIIII ■
Protection
ouverte
Mode positif
_j ------~~- - - - - ~;------,} ----0- _j ------,L.,_ _____,; ------ ..~
,
1
!
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
'.~1.. --- -·
'.~~ - --- !
222 llh Automatismes industriels
1
1
1
1
1
1
,s1
~------~
1
1
1
1
1
1
,s2
1
1
1
1
1
1
,
~------~
5 L DISPOSITIFS DE DÉCLENCHEMENT
Les dispositifs de déclenchement n'interdisent pas le passage de l'opérateur mais le« détectent».
Entrent dans cette catégorie :
- les barrières immatérielles,
- les tapis de sécurité sensibles,
- les bourrelets sensibles.
Principe
Dispositif de déclenchement
--+
--+
1
Arrêt des mouvements dangereux
Contrôleur
Barrières immatérielles
Les barrières immatérielles sont des dispositifs photoélectriques destinés
à protéger l'approche des équipements en libre accès. Si l'opérateur coupe
les faisceaux émis par les barrières, la machine stoppe tout mouvement
dangereux dans la zone.
Ces dispositifs sont utilisés pour protéger les postes où l'opérateur a besoin
d'accéder souvent, comme un poste de chargement.
Barrières immatérielles
(faisceaux rendus visibles pour la photo) - - - -~
Tapis de sécurité
Le tapis de sécurité est destiné à la protection d'un espace autour d'un
équipement en libre accès. Le poids de l'opérateur sur le tapis stoppe tout
mouvement dangereux dans la zone.
Ces dispositifs sont utilisés pour protéger les postes où l'opérateur à besoin
d'accéder souvent, comme un poste de chargement ou de programmation.
Tapis de sécurité
Scrutateur laser
Le scrutateur laser de sécurité peut, dans certains cas, remplacer avantageusement les barrières
immatérielles et les tapis de sécurité.
Scrutateur laser
leçon 15 - Sécurité des machines
ri•t 223
Bourrelets sensibles de sécurité
Les bourrelets sensibles sont destinés à éviter les risques d'écrasement. Ils équipent les bords de
parties mobiles, portes, chariots de manutention. Lorsqu'un obstacle heurte le bourrelet sensible, il
provoque automatiquement l'arrêt ou la réouverture de la partie mobile.
·- -- --
--
Bourrelets sensibles
Commande bimanuelle
Une commande bimanuelle est un dispositif destiné à s'assurer que l'opérateur n'est pas dans la
zone dangereuse lors du fonctionnement d'un équipement. Pour réaliser le cycle, l'opérateur doit
appuyer simultanément sur les deux boutons de la commande.
-+
Commande bimanuelle
Autorise les mouvements dangereux
Contrôleur de commande
bimanuelle
Arrêt d'urgence à câble
Les arrêts d'urgence à câble sont destinés aux équipements étendus tels que les convoyeurs
à bande.
Ils permettent de disposer d'un arrêt d'urgence tout au long de la zone à risque.
Une traction sur le câble entraîne l'arrêt d'urgence de l'équipement.
,,,__ _...,
:.i~
Câble d'acier
224 llh Automatismes industriels
Dispositif d'arrêt
d'urgence
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - = = = 15
Application 5 : Circuit d'arrêt d'urgence d'une perceuse à colonne
Cahier des charges :
L'équipement muni d'un module de sécurité XPS (K5)
gère les équipements de sécurité suivants:
-1 arrêt d'urgence (BP coup de poing S1)
- un réarmement (BP S3)
- un dispositif de verrouillage de l'écran de protection (S7)
- un dispositif de verrouillage du carter (S9)
Le déclenchement de l'un des systèmes de sécurité
précédent provoque l'arrêt immédiat de la broche par
l'ouverture du contacteur KM1 .
L'alimentation du circuit de commande est en 24 V AC.
S3 - --
~
S7
1. Choix du module de sécurité (prendre le module le plus simple pouvant gérer l'équipement)
À l'aide des différents documents et du cours, renseigner les éléments ci-après :
• Nombre de circuits de sécurité : . .. . .. . ... .. .. . .. . ... . .. .. . auxiliaire : .... ... ... ...... ... .. ... .... .. .
• Alimentation : ... ... ... ....... .... .
2. Choix du module
Compléter le bon de commande du module.
Constructeur
Désignation
Référence
Documentation constructeur (Schneider Electric)
Modules de sécurité
Exemple de schéma
,.,- -. ..,.,--- -..---- - - ~ l
Surveillance d'arrêts d'urgence
~
~! ïr
SI
_;,wn
ra 1
G)
PL • c:at. 4, SILCU
::;,ooœs è':':cé,~-':';:gmc
~ -E:~~:gs=
132=12:;:-
--+X~PSAX=E=5=120P
~
-
XPSAC3n1
l
1
1
J
u
©!··
3F
-t'X~PS
=A~F5=130
~-
mimenmtion -'-'
))-"-c
~~"-':'=
g ---1,,
xPS
~ N:=34=2~
1 - - + - - - - - - + - - -230 V AC
--
' 1
a---;
--
•
<-> - ----+- - - - - ----+--
Fonctionnement :
Arrêt d'urgence catégorie 3
Fonction - description :
Mise en marche du moteur par appui sur S3 qui ferme les
sorties de sécurité du module Preventa.
Arrêt du moteur par action sur S1 ou S2 qui ouvre les sorties
de sécurité du module Preventa.
Surveillance de défaut :
Redondance des contacts de S1 et S2, des contacteurs
KM1 et KM2.
Pas de surveillance de ces composants, ni du bouton S3.
Leçon 15 - Sécurité des machines
rl•J 225
3. Mise en œuvre
• Compléter le schéma afin qu' il répondre au cahier des charges.
24VAC
e-r---,~5--,--,r~ .....- -,-
A2
A1
Y1
--.- ~
Y2
~
-, -.,..-it- ,·----r-
•-r,
13
K5
CO;.:.
M;___ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ __
• Tracer le schéma de câblage correspondant (sans protection).
24 VAC
21
S ...
S ...
22
S ...
A1
A2
S...
COM
- -------- - - -
226
t•h
Automatismes industriels
Découverte d'un
1 atét :
module de sécurité _J 1 :J
Situation : Votre professeur vous a fourni un
modu le de sécurité, des BP, des voyants et deux
contacteurs, ainsi que la documentation technique
du module.
Référentiel :
Savoir associés : S4.5 Acquisition de données
Compétences développées : C2-1 , C3-2, C4- 1, CS-1
On désire équiper le circuit de sécurité d'une fraiseuse (machine
outil) avec un module de sécurité.
Fonction : le module de sécurité d'un équipement assure la
surveillance d'une fonction de sécurité :
- arrêt d'urgence,
- interrupteur de position,
- commande bimanuelle,
1 7_ ÉLÉMENTS DE CHOIX
Fonction de sécurité
Nombre de circuits
2 L CARACTÉRISTIQUES
Pour le module en votre possession, compléter les caractéristiques ci-dessous.
Constructeur :
.. ... .. .. ... .... . .... .. ... ... ...... .... Référence : ..... ... .............. ......... . .... ... ..... ..... ....... .
Alimentation ... .
Fonctions prises en charge : .
....... .. ........................ .
Le module dispose-t-il d'une redondance ?
d'un auto-contrôle ?
0
Oui
Nombre de circuits de sécurité : ..
0
Oui
O Non
O Non
.......... Nombre de sorties supplémentaires:
Temps de réponse sur ouverture d'entrées: ..... .. .. .... .... ........ ........ ... . ..... ...... .
Nombre de DEL de visualisation .. .... ... .... .... .. ... .. .. .. ..... .... . ... ...... .
Rôle de chacune : .. ....... ... ........ ........ ...... .. .... ......... .. ... ..... . ...... ... . ...... ... ... ... ... ...... ... ... ........ ........ ...
Matériel 15 - Découverte d'un module de sécurité
1 -~ ,- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - ----
Mater1e
IJ
- Effectuer un cycle 'arrêt - redémarrage'.
Que se passe-t-il ?
... .... ........ .. ... ...... ........ .... ..... ..... ........ ...... . ....... . .. .... ..... .. .. ... ... ...... ...... ........ .. ....... ····· ···· ·
f. Simuler une panne d'un contacteur.
Pour simuler la panne :
- Bloquer le contacteur en position fermé pendant le fonctionnement.
- Effectuer un cycle 'arrêt - redémarrage'.
Que se passe-t-il ?
... ... ... ,... ....... ...... ...
. . . . . . . ... . . . . . .. • .. . .. • .. • .. •. ···· ······· ······ ···· ····· ··· ···· ···· ······ ·· ·· ·· ······ ·· ···· ···· ·•··•·· •····· ····· ·
······ ·· ·· ··· ····· •······ ·· ··· ··· ····· ·· ····· ·· ··· ••••••••••••• • ••• ••• •••• • ······ ·· ···· ···• ···· ••·· ··•·· •·· •··•·•· ·· ··•·••• • · · ···· • · · •······
····· ·· ·· ··· ··· •· ·· ·· ··· ······· ··· ····· ···•··•·· ·· ········ ···· ··•······· ·· ·· ·•·· ··•··•····•·· •·· •··• ••••• •••••• •••••••• ••••• •• •• ••• • •••• ••• • •
·· ··· •····· ··· ···· ··• ···· ··· ·· ······ ···· ···· ······· ·· ··· ··· ·· ··· · .... ... .... ...... .. .... ..... ... ... ...... .... ..... .... .... ... .... ......... .. ..... .. .
L
CONCLUSION
Qu'apporte le module de sécurité par rapport à un circuit d'arrêt d'urgence« classique»?
230 flh Automatismes industriels
Fonctionnement
Des barres métalliques sont amenées
manuellement sur le bâti de la scie.
Scie rotative
Les réglages de la longueur et de l'angle de
coupe sont effectués par l'opérateur avec la
console située sur le pupitre.
1
Les barres bloquées par l'étau mobile sont
avancées automatiquement à la bonne
longueur par une motorisation de 1,5 kW
avec variateur de vitesse électronique et
codeur de position incrémental C1.
L'angle de coupe est assuré par la rotation
de la scie, contrôlée par une motorisation de
0, 75 kW avec variateur de vitesse électronique
et codeur de position absolu C2.
Moteur d'avance
des barres
Étau mobile
Barre métallique
à scier
7_ RÉGLAGE DE L'ANGLE DE COUPE DE LA SCIE
Barre
'-
Console
Angle de coupe réglable
API
Variateur - - - Consignes
Ordres de
Tension
angle de .___......,.,,...,....__. commande ~--- , . - ~ ' e cvariable
rotation
N bits indiquant la position
O , Moteurde
M
réglage de l'angle
de coupe
Codeur absolu
CGA210
Déterminer le type de signal délivré par le codeur absolu.
D logique
D analogique
D numérique
D'après la documentation technique (voir page 235), quel type de code est fourni par ce codeur ?
Rappeler le principe de ce codage... ... .. .... ...... .................... .... ..... ........ ... ...... . .
Quel est l'intérêt d'utiliser ce codage? ... ......... ... ........... ...... ... ..... ... ... ... ...... .. ...
G2
G1
GO
0
0
0
0
0
1
Compléter le tableau de ce codage sur 3 bits ci contre.
Synthèse 2 - Scie à ruban automatique
1 llt 231
L'API travaille avec des mots codés en binaire naturel. Il ne peut donc pas traiter directement les
codes émis par le codeur. Il faut utiliser des instructions de décodage Gray/binaire pour rendre
compatibles ces signaux.
Donner le code binaire correspondant au code Gray (01101 O)Gray.
Quelle est la résolution du codeur utilisé ? Déterminer le nombre de points/tour fournis par ce codeur.
·· · ··········· ··· ·· ··•······· · ···· ·· ··· ·· ···················· ···· ······•· ·· ·· ········•··• ··· ······ ·•·· ··················· ·· ··· · ··· ·· ··· ···· ···· ··· ···
Le codeur est raccordé sur les entrées « standard » de l'API. Combien d'entrées seront nécessaires?
.. ... .. ......... ... .. .... .................. ..... ... ... ............. ... ... .... .. .... ... .. ..... ..... .. ....... ..... . ..... ............ ... ... ..... .... ....
L
RÉGLAGE DE LA LONGUEUR DE COUPE DES BARRES
,,
,,
--,J-
-
Console
Consignes
longueur
de coupe
API
-
Barre
------,---- '
Longueur à couper ,
Ordres de
commande
Variateur
Moteur d'avance
des barres
Tension
variable
ewî
Impulsions A, B, Z
C1
Codeur
incrémental DR60
Comment l'API connaît-il la position des barres?
....................... ... ... ........... ... .. .... ....... .................... ..... ...... ... ........ ... .. .... .... ............. .......... .......... .. .. .
Pour un tour de codeur, la barre avance de 100 mm. Quelle est la précision obtenue ?
·········· ·· ···· ·· ······················ ·· ··· ············ ··· ··· ·· ··· ··· ···· ···························· ·· ··· ············ · ·· · ······· •··· ········ ······
Comment connaître le sens de déplacement des barres grâce au codeur?
·············· ··· ·· ·· ·· ··· ·· ·· ···· ·············································· ···· ·· ··· · ··· ·· · ········· ···· ·· ··•················· ················ · ·
Quelle est l'information fournie par la sortie Z du codeur ?
.......... . . .. .... .. .......... . ............ . .... ..... . .... . . ... .. .. .. . . . .. .... . . ··········· · ······· ······ ················ ·· ···· ··· ··• ·· ··· ·· ··· ··· ··
Sur quel type de module API doit-on raccorder ce codeur ?
········· ················ ···· ··· · ·· ·· ···· ···········•••••••• ••• •••••••••••••••••••••••••• •• ••• •• •• ••• •••••• •••••••••••••••••••••• •••••••••••••• ••••• •
Choisir un module pour l'automate TSX Micro (voir la documentation technique en page 235).
···························· ·· ············ · ··· ·· · ·· ·· ············· ···· ·········· · ············· · ················· ··· ··········· ······· ··•··· ·•·· · ·····
232 (111
Automatismes industriels
7_ CONTRÔLE DES EFFORTS SUR LA LAME DE SCIE
Un capteur de courant contrôle en permanence l'intensité absorbée par le moteur entraînant la lame
de scie. Ce capteur fournit un signal analogique (image du courant) à l'API, ce qui permet de mieux
gérer les efforts sur la lame et d'éviter qu'elle se casse.
Citer les différents types de signaux analogiques normalisés.
Choisir un module pour raccorder ce capteur à l'automate TSX Micro. Le capteur a une sortie analogique
4 - 20 mA (voir la documentation technique en page 235).
4 7_ GRAFCETS
Un sous-programme Scie (lancé par l'étape 5 du GPN) commande le fonctionnement de la scie. Un
commutateur S1 permet de déterminer le cycle souhaité:
• Cycle 1 : la scie effectue une descente jusqu'en position basse puis une montée (barres normales).
• Cycle 2 : La scie descend en position intermédiaire, remonte, redescend jusqu'en position basse
puis remonte (grosses barres).
Compléter le GRAFCET du sous-programme Scie.
Lame de scie
1
Cycle 1 Cycle 2
~~
choix
du cycle
KM1
KM2
. S1
....... S1
S3 l-0
Fdcb l-0
1
1
,- -- - - -,
barre
à découper
Cycle 1
Cycle 2
KM1 : Rotation lame
KM2 : Descente lame
KM3 : Montée lame
Cycle 1
X6
Cycle2
5.7._ GEMMA
Sur le document GEMMA fourni page 236 :
• Entourer en rouge, le rectangle état correspondant au fonctionnement en production normale.
• Surligner en vert la boucle d'arrêt d'urgence.
Synthèse 2 - Scie à ruban automatique
11•1 233
• Donner dans l'ordre les opérations à effectuer pour remettre la scie en production après un arrêt
d'urgence.
7_ SÉCURITÉ DES TRAVAILLEURS
• Pour protéger les mains des travailleurs et éviter qu'ils ne s'approchent de la lame, quelle solution
technique proposeriez-vous ? ....... ........ .... .. ..... .... ... .... ..... ......... .... ..... ........... .. ... ........ ... ..... ... ......
• L'arrêt d'urgence du moteur de la scie est géré par un module Préventa.
Qu'est-ce que le principe de redondance? ............................. ... ............. .. .. ....... ......... .............. ...
Tracer le raccordement du bouton poussoir d'arrêt d'urgence et des contacteurs KM1 et KM2.
S1 : BP Arrêt d'urgence
S2 : BP Marche
L1
KM1 - KM2 : contacteurs utilisés
pour démarrer le moteur de la
scie et réaliser la redondance
F1
S2I-
KM1
KM1
KM2
--------
KM2
A2.
A1
Y1
Y2
13
-- -- --
23
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
j _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ...._,__.____,__,_,
N
KM1
KM2
7 7_ COMMUNICATION
Console
Vers supervision
Ethernet TCP/IP
La scie automatique est commandée à partir d'une console
de dialogue homme - machine présente sur le pupitre. Elle
doit communiquer avec une supervision qui contrôle la
fabrication de l'atelier dans lequel elle se trouve.
Liaison série RS485
MODBUS par carte
PCMCIA
TSX micro
Choisir dans la documentation technique le module permettant le dialogue console/API.
Choisir dans la documentation technique le module permettant le dialogue supervision/API.
234 1111. Automatismes industriels
~
•
Syntliese
Documentation technique
---
GA21 0 Codeur absolu Alimentation
10 .... 30 V DC
Résolution
10 bits
Code
Gray
Protection contre les
courts-circuits
Oui
Principe de détection
Optique
Nombre de tours
Monotour
·-
DR60 Codeur incrémental Alimentation
5 .... 30 V DC
Résolution
2048 impulsions/tour
fréquence
< 150 kHz
Protection contre les Oui
B
courts-circuits
Principe de détection Optique
Signaux de sortie
A
z
A, B,Z
lH
: : :- ~~~-------
MODULES POUR API TSX MICRO
Modules métier comptage/positionnement
Modules d'entrées/sorties "Tout ou rien"
,,,,..........
-
formai module
nombre d'ltrllr6"
nombfede90rtln
01«:elon dis aortiM
teMlonlcouranl de sonle
32
8,ta·
12Stat'
32sta '
16
12lrt,ial&
000.U,S lnctémen(aux SV OC AS -422, 10 . 30 V OC Tot~ POie
115
12stal
40 kHz
40 kHz
500 kHz
TSXCTZ1A
TSXCTZ2A
TSXCTZ2AA
oui
24VOC /0,5A
2-4VOC/0,1 A
100 ... 120V N:;J 50 VA
TSXDMZ21DT
TSXOMZ1&0Tl( TSXDIIZ210TK •
TSXDMZ64DTK •
TSXDMZ21Dri ~XDMZ21AR
(1)Pol.-aseodellonaww:.,......,...CN(6DlageAl:M.'ltyslelela'11ASE7.
(2) 80ffwloumlawclemo<t.N.
Modules d'entrées/sorties analogiques
..
·-
,,,,. __,.
-
rbornlerà'lislournl
n ombre de YOiu
12bits
o... 20mA,4.. 20mA
TSXAEZI02
! d'entrée
z lOV. O... 10V
TSXASZ401
i:10V, O... 20 mA, 4 ... 20 mA
TSXASZl<IO
(1) z 10V,0... I0V,0.. 5V, 1... sv.o... 20mA.4 .. 20mA.B.E,J,K.l. N, R,S, î , U,PI 100,Nl1000(2~4 1i11). ~ ~
Modules de communication
,,,,. .........
.............
TSXSAZ10
20 Kb!Vs ... 1 Mbitls Nkln dislanc9
TSXCPP110
....
tion
RS4"5
carte PCMCIA
1,2... 19,2 Kblt/s
TSXSCP114
Synthèse 2 - Scie à ruban automatique
1l•f 235
Passerelles Ethernet
passerelles Ethernet, système de câblage Ethernet, diagnostic réseau, télégestion
1
convertisseur
1
~
.
•
·• .
:t,11
~.
-t.i
~i
-•
(J
classe Transparent Ready
dédiée à
A10
contrôleur Twido
B20
C20
plate-forme d'automatisme TSX Micro
type de communication
liaison série point à
point Modbus
port terminal point à point (Uni-TE)
embarqué
serveur Web
accès distant
standard
FactoryCast configurable
serveur accès distant RAS (Remote Access Server)
type de passerelle
499TWD01100
TSXETZ410
TSXETZ510
GEMMA
0
@
0
Procédures d'arrêt
-f ----------------------
<Initialisat ion PO>
:
;
@
◄ - - - - - - - - - - - - - - - - -,
<Arrêt dans état
i
..,_
_ __ _ _ _ _ _~ Condttion,L""I"-;::::=i=n=iti=a=I>====
~-=- •J
~
lnitlakts
1,_
'
Q
--
<Misedans
état particulier>
V
><
•
Bp
- - INIT
Q
~
<Préparation pour
remise en route>
~ - -,
- •
@<Arrêt
demandé>
Q
<Diagnostic>
~ ~~
+
~- V
-
<Arrêt d'urgence>
X X
1
-
-
V
le désordre>
► ><
ii
1 1
'
1
,.,....~
- - - - - -- - - - , ,1 1
.à
1
1
1
1
AT
<Production
mode dégradé>
--
@
<Marche
•4 ►
Production normale »
◄;
◄- --
--=
- - -fi.
1
:
-
@
<Marche
>< Ü •
-
(;';;\ <Marche de
vérification dans
:
Q
1
V
~ ~:
<Arrêt obtenu>
~
@
<Arrêt
demandé
fin cycle>
--TV
@
8
...~-.-.L-:. . :_
=-==
__=
_=
~=;.:.:.:.~t:.:.:.~J...L:.i-1-l
1
Q
Procédures de fonctionnement
--•
◄- - -
I◄- - .__......,._ _ _ _ _ _ ___, - - •
i
-=
- ~ "1~ ,- ; ~-
Production
( ; ; \ <Marche de
vérification dans
V
l'ordre>
><
X
(';;;\
~ <Marche de test>
~
{}\
'----------------------- ~--, -------------------------
0
Procédures de défaillance
j;
- - - - _ _ _ __,,,~-----..;-......;-;,,,..,.,-,......_=- -
236 flll
Automatismes industriels
- ,;;;;;;.
- ..-- -,..,-....-= .....=;..;;;4
- '
Cl
Capteur de niveau
4- 20 mA
Ve s utilisateurs
Organisation de la partie 3
....,
/
16 - Systèmes asservis
et régulés : généralités
'-.
~
/
-....
h
17 - Régulations
et asservissements
'"
Matériel 17 - Régulateur
~
/
1
Synthèse 3 - Régulation d'un four à peintures
'\.
~
Sit uation : De nombreux systèmes nécessitent de contrôler la
grandeur physique de sortie et de la maintenir constante et stable.
Comment est constitué un système régulé ou asservi ? Quelle est
sa structure de base ? Quel est le rôle des correcteurs ?
À l'issue de la leçon, vous saurez déterminer le rôle des principaux
constituants et l'influence des correcteurs.
Référentiel :
Savoirs associés : S4-4 Traitement de
l'information
Compétences attendues : C1-3, C2-7,
C2-9, C2-10
Les processus asservis et régulés contrôlent, sans intervention humaine, une grandeur physique en
respectant un cahier des charges précis (rapidité, dépassement, stabilité ...).
7__ PRÉSENTATION
Monsieur GARCIA, au volant de sa voiture,
arrive sur l'autoroute. Il décide d'utiliser
son régulateur de vitesse pour maintenir
une vitesse constante de 130 km/h sans
dépassement.
Pendant tout le trajet, la vitesse reste
stable et constante quels que soient la
pente de la route et la direction du vent
(montée, descente, plat, vent de face,
vent de dos, ... ).
Réglage au volant
Capteur
Le système de régulation de vitesse (simplifié) peut être représenté par le schéma suivant:
Permet de régler la
consigne de vitesse
Compare la vitesse
réelle avec la vitesse
souhaitée et génère la
commande du moteur
Châssis + roues
Moteur
Capteur
Système de régulation de la vitesse
t
Mesure la vitesse
Nota : la désactivation du régulateur lors d'une action sur une des pédales n'est pas prise en compte par ce schéma.
Leçon 16 - Systèmes asservis et régulés : généralités
•t 239
Schéma bloc général de la régulation de vitesse (chaque élément du système est représenté par
un bloc)
Régulateur
·---------------------
Valeur obtenue
en sortie
1
: Comparateur
1
Moteur
Correcteur
Consigne
Vitesse
Châssis+
roues
t
Vitesse
î ·--- -----------------
Valeur désirée
en sortie
Capteur
Boucle de retour
C'est le schéma type d'une commande en boucle fermée. Le comparateur mesure l'écart entre
la consigne et la grandeur de sortie. Le correcteur élabore la commande de l'actionneur de façon à
réduire au maximum cet écart.
Remarque: Il existe des systèmes qui fonctionnent sans boucle de retour. On parle, dans ce cas, de
commande en boucle ouverte. Ce type de fonctionnement ne correspond ni à une régulation, ni à un
asservissement. Dans le cas d'une voiture, c'est le conducteur qui sert de boucle de retour.
Régulateur
Consigne
Préactionneur
Actionneur +
cha,ge
1Sortie ..
~
Application 1 : Système de régulation de débit d'eau
Régulateur
Ce système fonctionne ?
en boucle ouverte
O
en boucle fermée
0
Justifier : ............. .. ...... ..... ...... .. ........ ... .... ... ............. ...... ....... .. ......... ...
Arrivée
d'eau
Compléter le schéma bloc de l'installation en indiquant les éléments suivants:
débitmètre, vanne, régulateur, consigne, sortie d'eau à débit constant, boucle
de retour, comparateur, correcteur, écart.
Sortie d'eau à
o---débit constant
Débitmètre
·------------------------------'
1 - - - - - - - -· ····· ·· ·· ····· ···· ···
·------------------------------~ - - - - - - - - - - -- ..................... .
l ... ....... .... ... .. .... .
240 flh Équipements automatiques
2 7_ INFLUENCE DU RÉGLAGE DU RÉGULATEUR
Le réglage du régulateur influe sur la qualité de la réponse obtenue en sortie.
Exemples pour le régulateur de vitesse de voiture :
Réponse 1
Quelles sont les conséquences pour M. Garcia?
Vitesse
130 km/h
Réponse 2
Quelles sont les conséquences pour M. Garcia ?
Vitesse
130 km/h
temps
Réponse 3
Vitesse
130 km/h
__________
Quelles sont les conséquences pour M. Garcia?
_____ _....---,
__,.,,.
temps
Il faut que le régulateur soit correctement réglé pour obtenir un fonctionnement convenable, ne
présentant pas d'instabilité ni de dépassements importants ou d'écart par rapport à la consigne.
3 7_ PERFORMANCES D'UN SYSTÈME ASSERVI OU RÉGULÉ
La qualité des performances d'un système asservi ou régulé se définit par les critères suivants.
Stabilité
Pour une consigne donnée :
Sortie]
• Si la sortie se rapproche d'une valeur constante alors le
système est stable.
_-c_
______
tem_p;
Sortier•---A A A - - - r
• Si la sortie s'éloigne d'une valeur constante alors le système
est instable.
/
•
"' temp:
Le système est dit stable, s'il n'entre pas en oscillation (pompage) et s'il évolue vers une valeur fixe.
Leçon 16 - Systèmes asservis et régulés : généralités
•t 241
Rapidité
Sortie
Elle se définit à l'aide de deux critères :
%- ~ _-:-: _:-:-__-'::...,.;;~~- - - - - •Consigne
90
Le temps de montée : c'est le temps mis par le
système pour que la sortie passe de 10 % à 90 % de
la consigne.
temps
.. .
Temps de montée
'◄
Sortie
105 %- ------- ----- --------------------------·
,
Consigne
95 %- ---- ----- -- -- ---- ,--- ------ ------- ----·
Le temps de réponse à 5 % : c'est le temps mis
par le système pour que la sortie reste comprise
entre 95 % et 105 % de la consigne.
'
'
temps
►'
◄
Temps de réponse à 5 %
Précision
Sortie
Appelée erreur statique, elle dépend de l'écart en
régime permanent.
-
-
-
-
-
-
-
-
- - - Consigne
Erreur statique
L'erreur statique : c'est la différence entre la
consigne et la valeur constante obtenue en sortie
après stabilisation du système.
temps
Application 2 : Système de régulation de débit d'eau
Variation du débit lors d'une mise en service
Régulateur
Débit (m3/s)
1
1
1
1
1
1
'
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
'
''
'
''
''
'
'
'
~--------------~-~--~------ ---------~----------!----------------------
2,4-
î:i;;f ;;;;;;;;;;;;f '. ;;t; ;;;;;;;;;;;; =;; :;:;;;;;;:;:;;;;;;;;j; ~~~;~~
I
Sortie
d'eau
à débit
constant
Arrivée
d'eau
Débitmètre
0,2 - -
- - - - - - - - - - - - - -,- 1 - - ~ - - - - - - - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
'
10
0,1
Cette régulation est ?
Instable
O
'
Stable
O
'
14
temps (s)
Justifier : ................ .. .. .. ...... ....................... ..
Temps de montée : ...................................... Temps de réponse à 5 % : ......... .. .... .... .. .............. ..
Erreur statique : .... .... .. .. .... .. ... .. ... ..... en % : ... .. ..... ... ..... .. .. ... .... ...
Dépassement (écart maximal entre la sortie et la consigne): ......................................... .......... .
242 llh Équipements automatiques
16
7_ INFLUENCE DES PARAMÈTRES DU RÉGULATEUR
Régulateur
Le régulateur comporte deux parties :
• Un comparateur dont le rôle est de mesurer l'écart
entre la consigne et la sortie.
• Des correcteurs dont le but est de réduire l'écart en
assurant la stabilité:
- Correcteur à action proportionnelle P.
- Correcteur à action intégrale 1.
- Correcteur à action dérivée O.
·--------------------•
1
1
: Comparateur
1
Consigne :
1
Correcteurs
► +
1
·--- -----------------
Ces correcteurs peuvent être utilisés seuls ou combinés: P, Pl, PD, PID.
Association des
correcteurs
Influence des correcteurs seuls sur un système stable
p
Il permet d'améliorer
le temps de montée
et de diminuer l'erreur.
D
Il ne peut être utilisé seul.
Il permet d'accélérer
Il permet d'annuler l'erreur
la réponse lorsque l'écart
statique et d'améliorer
est important ou de
les temps de réponse.
la ralentir lorsque l'écart
est faible
P, Pl, PD, PID
Chaque correcteur
a une action sur
le fonctionnement :
P influe sur la rapidité,
1annule l'erreur statique,
D influe sur la stabilité.
Sortie
Sortie
temps
temps
PID _ __
Correction trop faible _ _ _ Correction correcte _ __
Correction trop forte _ __
Pl
PD _ __
p
Le réglage des correcteurs est difficile et délicat. On parle de compromis entre stabilité et précision.
Pour faciliter les réglages, la majorité des régulateurs sont désormais auto-adaptatifs. Ils sont
capables de mesurer les paramètres du système et de déterminer les valeurs de réglage permettant
d'assurer le meilleur compromis stabilité- précision.
Application 3 : Étude de courbes de mise en service
a. La courbe de mise en service d'un régulateur comportant un correcteur type Pest la suivante:
Sortie
Consigne
- - - - - - - - - - - - - - - - - - ·100C
0
~ - - - - - - - - - - - - - -80° C
temps
Leçon 16 - Systèmes asservis et régulés : généralités
•t 243
1r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ï çon
Déterminer l'erreur statique. Qu'en pensez vous?
Quelle action faudrait-il effectuer sur P pour améliorer cette situation ? ..... .. ... .. .. ..... .. ....... ... ... ...
b. On ajoute un correcteur I au correcteur P bien réglé. La courbe de mise en service du régulateur
comportant un correcteur de type Pl est alors la suivante :
Sortie
120° C
105° C
~=-==-==-==--_:C~o::!.n~si~gn~e:.._ 1000 C
85° C
20° C
'
120 s
20 s
250 s
'
320 s
temps
Quelle influence le correcteur I a-t-il eu sur la précision ? .... ..... .. ............ ....... .... .... ....... .. ........ . .
Quelle action faudrait-il effectuer sur I pour améliorer cette situation ? ... .... ...... ..... .... .. .... ........ . .
b. On ajoute aux deux correcteurs précédents bien réglés un correcteur D. La courbe de mise en
service du régulateur PID est alors la suivante:
Consigne
Sortie
1000
C
20° C
10 s
30 s
temps
Déterminer le temps de montée et le temps de réponse à 5 % . Qu'en pensez vous?
Quelle action faudrait-il effectuer sur D pour améliorer cette situation ? .. ... ... ........ ... ....... .... .. .. . .
244 llh Équipements automatiques
Régulations
et asservissements _
Situation : Chaque fois qu'il faut contrôler une grandeur physique,
on utilise un asservissement ou une régulation. Comment doit réagir
un système suivant les circonstances ? Comment fonctionne le
régulateur? Comment moduler l'énergie fournie aux effecteurs ?
À l'issue de la leçon, vous saurez identifier les éléments d' une chaîne
de régulation ou d'asservissement.
Ueç. . ,
/
Référentiel :
Savoirs associés : S4-4 Traitement de
l'information
Compétences attendues : C1 -3, C2-7 ,
C2-9, C2-10
1 7_ RÉGULATIONS
Une régulation a pour objectif de maintenir la grandeur physique de sortie constante. En cas de
perturbation* du système, la régulation doit permettre à la sortie de retrouver son niveau le plus
rapidement possible.
Exemple : Four à température régulée
Température
Temps
Le four fonctionne porte fermée.
La régulation permet d'obtenir
une température constante.
La porte du four est ouverte
(perturbation). La température
intérieure baisse.
La porte du four est refermée.
La régulation permet à la température
de revenir le plus rapidement
possible à la valeur constante.
Principales grandeurs régulées: température; débit; niveau; pression.
Structure d'un système régulé
Pertur ation
Consigne
Correcteurs
l
Interface
de puissance
Effecteurs
Sortie
régulée
Régulateur
Capteur
* Perturbation : On appelle perturbation, tout évènement qui influe sur la grandeur de sortie.
Leçon 17 - Régulations et asservissements
1t 245
1-,
l'.eçon
•J
1.1 Régulateur à correcteur Tout Ou Rien
Lorsque la grandeur physique de sortie dépasse la consigne, la valeur réglante* change d'état.
Valeur réglante Y(%)
100 %
Valeur
réglante
Y(%)
Consigne
0%
Écart
Seuil
bas
Image de
la sortie
Seuil
haut
Consigne
Application 1 : Compléter l'allure de la valeur réglante.
________ ____ /
Grandeur
physique à
réguler
, -
~
-
-
!
Seuil haut
-
- Consigne
'\_ Seuil bas
'
temps
Valeur
réglante
Y(%)
100 %
'
'
---- --------------1-------1--------1------- ◄ --------- ◄ --------•---------r----------1
1
:
0%
'
1
1
1
:
:
:
1
1
1
1
''
''
''
''
l
1
'
temps
Avec ce type de régulateur, la sortie est fluctuante. L'oscillation de la sortie dépend de la qualité du
thermostat (mécanique, électronique, numérique).
lllffi
Exemple : Thermostat pour chauffage domestique
Radiateur électrique
Thermostat
Commande TOR ( contact,
contact+ contacteur, fil pilote ... )
Consigne
.•
'
•.
~
- Image de la température
Sonde de température (peut être
intégrée dans le thermostat)
Extrait de la documentation technique du thermostat à sortie TOR (Siemens)
Thermostat d'ambiance
RAA20
Diagrammes de
fonctionnement
' ' ~
1
ON
T
SD
pour systtmes de chauffage seulement ou refro~lnetMnt seulement
f •
Algorithme de régulation tout ou rten
Tension d'alimentation 24 ... 250 V-
·- 1 •
J
Off
W
w
rrc1
SC
Y1
Température ambiante
Différentiel de commutation
Consigne de température
ambiante
Signal de sortie chauffage
* La sortie du régulateur (valeur réglante) est une sortie logique O ou 1. Elle permet de commander des préactionneurs TOR
(relais, contacteurs, vannes ... ).
246 flh Équipements automatiques
1Leçon
llf
1/
1 .2 Régulateur à correcteur proportionnel
Le correcteur proportionnel amplifie l'erreur. Lorsque la grandeur physique de sortie s'approche de
la consigne, la valeur réglante diminue de façon proportionnelle.
Valeur
réglante Y(%)
Consigne
Bande
proportionelle
p
Valeur
réglante
.___ _ _ _ _ __, Y(%)
Image de
la sortie
Grandeur
physique
, à réguler
Consigne
Lorsque la grandeur à réguler est éloignée de
la valeur souhaitée, le régulateur envoie une 1 - - - - - - '
valeur réglante maximale (100 %).
Plus la grandeur à réguler s'approche de la
valeur souhaitée, plus le régulateur diminue
sa valeur réglante (bande proportionnelle).
Plus la bande proportionnelle est réduite et plus la réaction du système est rapide.
%
11
10
-----,------1------r ---- -r-----,
Valeur réglante
~
·==~=---- ~----- ~
3
--,------r-----r-----r-----,
2
1
- - - -:-- - - --:----- -: - - - - - : ---- - :
----~------~-----~-----~-----~
Valeur
réglante
---L-----l-----~
7
6
5
4
0
4
2
3
Temps en S
Grandeur
physique
à réguler
Correction trop faible Correction insuffisante Correction correcte -
5
~ Pour un gain trop fort, il y a risque d'instabilité ou de pompage.
Remarque: le fonctionnement des autres types de correcteurs (Pl, PD, PID) ne sera pas traité dans
cet ouvrage.
Exemples de régulateurs :
thermostat à sonde extérieure (correcteur Pl)
i
1
N
L
N
L
.. '
...
_,
,
Régulateur de débit proportionnel à commande
numérique
..
JO
~
Association d 'une vanne proportionnelle, d 'une électronique
intelligente et de capteurs intégrés.
À partir d'une consigne donnée, l'élect ronique de régulation
commande l'ouverture et la fermeture de la vanne proportionnelle pour obtenir le débit exact.
Plancher rayomant électrique
Leçon 17 - Régulations et asservissements
1t 247
1~ - - - - - - - - - - - - - - - - -
Ïo/
Application 2 (d'après Bac 2009): On a réalisé un relevé de la température et de la valeur
réglante d 'une régulation de température industrielle à correcteur P.
___
Y (%)
✓
- ~oint de fonctionnement A
100 %
\
\✓ Point de fonctionnement B
;
- -- - - -: - - - - - - -r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - \✓ Point de fonctionnement C
50 % '.
Point de fonctionnement D
\/
\
\
10 % ,.
10 °C :
\ _J Point de fonctionnement E
f
1
'
40 s
80 s
50 °C
1
''
'
'
100 °C Température (0 C)
Point de consigne
''
''
'
-
'
-
''
''
-
\
\
1
Temps
(en s) ,,
À l'aide des relevés, déterminer:
• La valeur de la température de consigne :
• La valeur de l'erreur statique : .. ....... .. ..... .... .............. ..... ... .............. ... .................................. .. ..
• La valeur de la bande proportionnelle Bp : .. ................ .............. .......................... ..... .. ........... ...
• La température d'entrée dans la bande proportionnelle: .................... .
Pour chaque point de fonctionnement, déterminer les valeurs suivantes :
Point
A
Y(!o)
100 %
Pchauffe
10 kW
Température
20 °C
B
C
D
E
L'échelle de température du régulateur E est de 100 °C. Sachant que le gain Kp = E/Bp, calculer le
gain du réglage actuel : ............................................................................................................ .
La valeur Xp à entrer dans le régulateur est Xp = 100/Kp. Calculer la valeur de Xp présente dans le
régulateur : .......... .. .. ... .. .. .... .. ... .. .... ..... .. .. ... ........ ...... .. .. ........... ......................... ......... .. ............. .
Pour accélérer la réponse, on souhaite régler le gain Kp à 3. Quelle valeur faudra-t-il donner à Xp ?
248 llh Équipements automatiques
--------------------======
1~
Ïo/
1.3 Interface de puissance
L' interface de puissance module l'énergie électrique fournie aux effecteurs, proportionnellement à la
valeur réglante reçue.
Valeur
réglante Y (%)
Énergie électrique .,
modulée
Interface
de puissance
L'énergie envoyée au
récepteur doit être
modulée pour faire varier
la grandeur de sortie
Exemples de modulation de l'énergie
Pilotage en angle de phase :
L'énergie est modulée en faisant varier
l'angle d'amorçage des thyristors à
chaque alternance
a: angle d'amorçage
Angle de phase
u
Contrôle au passage à zéro :
La commande des thyristors est activée
lorsque la valeur instantanée de la tension
vaut O. Les thyristors restent passants
pendant un nombre donné de périodes.
Passage à zéro
u
I
I
Valeur
réglante 1
= 65 % l--+-- ---1-~ - - -+---+-- ---+~ ~--.....+
1
mps de conductiom
Cycle
u
u
Valeur
réglante 1
= 90 % 1--1- - ---+~-
- -+-t--- -----+~- - - . . . . +
Temps d e conduction
u
1
Cycle
,,
I
'\
I
I
,, '
u
\
I
I
Valeur
réglante 1
=20 %
a
1
1
1
1
1,
1
1
1
\
a
...
a
I
;
1
1
1
1
1,
11
1 1
1 \
\
a
...
;
,,
1
Ter,ips dœ conduction
1-
Cycle
Puissance dissipée par le récepteur=
pnominale X
temps de conduction
temps de cycle
Remarque : Le récepteur peut aussi être alimenté en MLI (modulation de largeur d'impulsion)
également appelée PWM (Pulse-width modulation).
Leçon 17 - Régulations et asservissements
•t 249
1.4 Régulateurs industriels
Un régulateur industriel est un organe de contrôle permettant d'effectuer une régulation en boucle
fermée. C'est le régulateur le plus utilisé dans l' industrie, il permet de contrôler la grande majorité
des procédés.
Face arrière
Affichage (grandeur
de sortie + paramètre
au choix)
Consigne- - - - - Sorties analogiques(courant/tension)
Visualisation de
l'état des alarmes
et des sorties
~~=~~;!! +
Face avant
=:tJ Entrées capteurs/
~~
6 ~~=> J analogiques
alimentationTouches de
configuration
ThermocouplJ
Î
Sonde Pt100
3 fils
Régulateurs multi-boucles : ils permettent de gérer simultanément plusieurs boucles de régulation
et de contrôler, sur un même système, différentes grandeurs physiques (température, humidité,
débit, pression, niveau, viscosité, ...). Ils peuvent également intégrer des fonctions de calculateur,
d 'alarme, d'enregistreur, de micro automate ...
1
•
--
1- -
11n
~I
~ ·:
~
SI
m
Fuji electric
Les régulateurs industriels sont dotés de protocoles de communication standards (Modbus,
Profibus, Canopen, Devicenet, .. .) qui leur permettent de dialoguer entre eux et avec les unités de
commande extérieures.
1 .5 Régulation par API
De plus en plus, les automates intègrent les régulateurs au sein de l'unité centrale, sous la forme de
modules autonomes de régulation.
Exemple de bloc logique P/O
3.00
PID (190)
Mesure Hex
D16
Parn PID
D30
Sortie Hexa
D20
Modules de régulation
250 llh Équipements autom at iques
DM003D 012C Consigne Hexa (300° C)
DM0031 0064 B. Proportionnelle (10,0 %)
DM0032 04B0 Intégrale (120,0 s)
DM0033 0190 Dérivée (40,0 s)
DM0034 0032 Échantillonnage (0,5 s : 50 x 100 ms)
DM0035 0008 8 m = 50 % (bit 3 à ON)
DM0036 0494► d éfinition de la sortie= 12 bits
1 ~unité de temps de I et D = 100 ms
définition d'entrée = 12 bits
C+7 DM0037 0000 Unite basse de la sortie
C+8 DM0038 0000 Unite haute de la sortie
C
C+1
C+2
C+3
C+4
C+5
C+6
- - - - - - - - - - - - - - - - - - 1~
Ï7
Application 3 : Régulation de niveau d'une cuve
Régulateur
li li /7111/TTI 1111 T1 111
Ali
Capteur de niveau
4 - 20 mA
Vers utilisateurs
Quels types de correcteurs sont disponibles dans ce régulateur ?
Quels types d'entrées sont disponibles dans ce régulateur?
Quels types de sorties sont disponibles dans ce régulateur ?
Le régulateur utilisé convient-il à cette application ? Justifier.
On décide d'intégrer la gestion du niveau de la cuve dans le programme d'un automate « Siemens
S7-300 » . Quel module spécifique faudra-t-il installer dans cet API ?
Donner la référence du module à ajouter.
Leçon 17 - Régulations et asservissements
•t 251
1~- - - - - - - - - - - - - - - - -
ï7
Régulateur simple boucle pour une vanne motorisée ABB
Correcteurs
Pl ou PID
Entrée procédé universelle
• Thermocouple
• RTD
• 4-20mA
• Volts, milüvolts
Sortie de contrôle
sans recopie de
position
Ouverture de
vanne
2 x Relais (5 A)
Fenneture
de vanne
/////111/III 111///1/
-
1...
....
Alimentation du
transmetteur
0
;--------------'
Sorti~s ala~e
:
1
1
• Numérique
• Point de consigne externe
supplementa1res
1 x relais
Annonciateur
..-. d'alanne
1
.. - - - - -- - - - - -- ---·
~ --- - - - --- - - - - - - _,
r-------------1
Nota:
Retransmission
de la variable
mesurée
..
r---------------1
1 Entrées auxiliaires
1
Sortie analogique
4 - 20 mA
:
1Standard 1~ _9_p!!_o~_j
Communications série ~ 8 stèmes SCADA (su PC}
RS485 Modbus RTU
17" y
r
~- - - - - - - - - - - - - _1
Documentation constructeur : Siemens
Il
16
•
FM455C
FM 355S
Ttiermocou
FM 355-2S FM 455S
pe 8, J, Type B, E,
J, K, R, S
Pt100
Pt100
T!.,R, S
pe B, J,
T!., R, S
Pt100
o ... ,ov o ... ,o v o ... ,ov
0 ... 20 mA, 4 ... 20 mA
:===;::=:::;::::===:::::
1 parvoie 1 par voie
de régu- de régulalation
tion
1 parvoie
de régulation
Entrées TOR
2 par voie 2 par voie 1 parvoie
de régula- de régula- de régulation
tion
tion
Sorties analogiques
1 par voie 1 par voie 1 par voie
de régula- de régula- de régulation
tion
tion
0-10V
=:S~::;
oirtieS
=T~
OR
= = = = 2 par voie
de régulation (uniq.
0 - 20mA 4 - 20mA
2 par voie 2 par voie
de régula- de régulation (uniq, tion (uniq,
- - - - - - - - - FM 355S) FM 355-25) FM 455S)
252 llh Éq uipements automat iques
Modules de régulation
Modules de régulation
FM 355/455
Les modules FM 355
(4 voies) et FM 455
(16 voies) sont des modules de régulation universels
qui sont proposés chacun
en deux variantes :
• FM 355C/FM 455C
comme régulateur à
action continue pour la
commande d'actionModules de régulation FM 455
neurs analogiques, par
(à gauche) et FM 355 (à droite)
ex. des vannes
• FM 355S/FM 455S comme régulateur pas-à-pas ou impulsionnel pour des actionneurs à commande numérique
(ex. corps de chauffe électriques. à propulsion mécanique,
actionneurs à action intégrale)
1-,
leçon
1/
2 7_ ASSERVISSEMENTS
Dans un système asservi, la consigne varie en permanence. Le rôle de l'asservissement est de
piloter la sortie pour qu'elle suive au plus près les variations de la consigne (temps de réaction réduit,
précision importante, stabilité).
Exemple d'asservissement de vitesse
Consigne vitesse
Vitesse réelle
temps
Les principales grandeurs asservies sont la vitesse et la position.
On utilise les asservissements dans de nombreux équipements : les machines outils, les machines
textiles, les machines d'imprimerie, les machines d 'emballage, les machines d'assemblage, les robots,
les laminoirs, les chaînes de montage, l'aéronautique, l'automobile, les transports, la médecine, le
spatial ....
Exemple : robot (asservissement de position et de vitesse)
Pour que le robot exécute correctement sa tâche, tous les axes sont asservis et synchronisés. Leurs
vitesses de déplacement et leurs positions sont contrôlées en permanence avec une grande précision
et une grande stabilité.
Application 4: Identifier sur la photo les différents axes de rotation du robot en les indiquant par
une flèche 0 .
Entourer en vert les différents moteurs.
Conclusion : la commande de ce robot devra gérer . .. .. ..... axes simultanément.
Leçon 17 - Régulations et asservissements
•1 253
2 .1 Principe d'un asservissement de vitesse
Ce type d'asservissement comporte généralement deux boucles imbriquées (une boucle de courant
qui régule le couple du moteur et une boucle de vitesse qui régule la vitesse).
~-------------------------------------------,
~ ---------
''
'
C
_~
o n_s~ig~n_e_~r_ W \ _
Vitesse
'(u
Correcteur + amplificateur
de puissance
Régulateur 1 - - -de vitesse
''
Effecteurs
Vitesse
Régulateur de courant
Capteur
Variateur de vitesse
Module API + variateur...
Codeurs de position
Résolver
Codeur sincos
Règle linéaire ...
Moteur DC
Moteur asynchrone
Machine synchrone auto-pilotée
Moteur pas à pas
Vérins ...
Application 5 : Surligner en rouge la boucle de courant et en vert la boucle de vitesse.
Exemples d'asservissement de vitesse
Variateur piloté par un API via une
liaison filaire
Variateur autonome
Variateur piloté par un API via un
bus
Module de
communication
Module entrées/sorties
analogiques, comptage
rapide, positionnement
Énergie
•
Énergie
Énergie
Consignes
TOR,
analogique/
numérique
1
'
Servo-variateur
(pilotage
en vitesse)
Retour
codeur
Énergie
Retour
codeur
254
t•h
Équipements auto matiques
1-,
Leçon
1/
2 .2 Principe d'un asservissement de position
Pour réaliser un asservissement de position, on ajoute une boucle de position à la structure de
l'asservissement de vitesse.
Effecteurs
Cons~ig~ne_-i.,► I Asservissement
Position
de position
Capteur
On utilise souvent
le même capteur pour
le retour vitesse
et le retour position
Industriellement, le positionnement sur un axe est géré par un serve-variateur configuré en asservissement
de position ou par une carte d'axe.
Exemples d'asservissements de position
Servo-variateur
Carte d'axe autonome
Énergie
Énergie
électrique
Carte d'axe autonome
(1 ou plusieurs axes)
Câble
capteur
Câble
puissance
Servo-moteur
+ capteur de position
Communication
Variateurs
Leroy sommer
Servo-variateur
(pilotage en position)
Servo-moteur +
capteur de position
Schneider
La gestion simultanée de plusieurs axes est assurée par un automate programmable associé à un
coordinateur d'axes (module pouvant piloter plusieurs axes en même temps). La transmission des
ordres entre l'API, le coordinateur et les variateurs se fait par bus. Cette structure permet de déporter
les constituants au plus près de la machine et de simplifier les câblages.
Communication
par bus
Leçon 17 - Régulations et asservissements
•t 255
1~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - = = = =
Ï7
Application 6 : Magasin automatisé
L'entreprise LETUPPE possède un magasin
automatisé pour le stockage/déstockage
des pièces.
Axe Y
Le service maintenance décide d'en
rénover l'équipement électrique.
Schneider
On vous demande d'identifier les matériels
présents dans chacun des équipements.
1. Structure actuelle : axe Z
Surligner la boucle d'asservissement de
position.
Réseau
Comment l'automate connait-il la position
sur cet axe?
+10V/-10V
Avec quel type de module ? .. ... ... ........ . .
Commandes TOR
Signaux A, B, Z
Comment l'automate commande-t-il la
vitesse de déplacement sur l'axe ?
Codeur incrémental
Moteur à courant continu
Avec quel type de module ? .. ..... .... ... ...
2. Nouvelle structure
Sur cette nouvelle structure, identifier :
L'API: ......... ... .... ... ...... ...................... ..
Les cartes d'axe: ........ .. ....... .......... ..... .
Les servomoteurs + codeurs : ........... ... .
Les entrées/sorties déportées : ............ .
3
Le module de sécurité : ................ ....... .
Comment l'API communique-t-il avec
les différents axes ? .... ...... ..... ............. .
256
l•h
Équipements automatiques
Régulateur _
_ _ J r - - - 1 a•1
Situation : Vous êtes en présence d'un équipement
comportant une enceinte dont la température est gérée
par un régulateur. Cette enceinte permet de chauffer des
pièces à une température constante.
Le système est en fonctionnement et vous disposez du
dossier technique.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.4 Traitement de l'information
Compétences développées : C1-3, C2-7, C2-9,
C2-10
Énergie électrique
~
........ .. ....... -
Identifier sur le schéma de principe et
sur le système, les éléments suivants :
• Résistances de chauffage
• Sonde de température
• Régulateur
• Interface de puissance
.... .. ....... .. . .
---1----'
Enceinte thermique
1 7_ ÉTUDE DU MATÉRIEL
À l'aide du matériel présent sur le système et de la documentation technique, compléter les informations
relatives à chacun des constituants.
Résistance : P =
Type: ..................... .... .. .. ... .... .
I= .
Régulateur : Marque .
Référence .... ..... ... .. ... ........ .. ...... .... ...
Nombre de boucles contrôlées ... .. ... . Type d'entrées raccordables ...... . ..... .. .... ..... ... ... ...... .. ..... .
Nombre de sorties TOR .... .. .. Nombre et type de sorties analogiques ... .. ... .. .... ..... ... .... .. ... ..... . .. ..
Gamme de température
Types de communications possibles .... ..... .... .. ... ... ..... ... .. .
Sonde de température : Marque ..
Type : thermocouple
O
Référence . .. ...... .... .... ... .. .... .
PT100
Gamme (si thermocouple)
0
Plage de fonctionnement en température ... ... ... ...... ......... .... ... . .
Interface de puissance : Marque ..... ... ....... .... ....... ..... ... .. ... .. Référence ..... .... ..... ..... ..... ..... .. .... .... . .
Signal de commande ....... ...... .. .. .... ... ... ... .
Tension nominale ...... .. .. .. .. .. .... ...
...... Courant nominal de charge ........ ............ .
Mode de modulation de l'énergie: Pilotage en angle de phase
D
Contrôle au passage à zéro
M atériel 17 - Régulateur
D
rl•t 25 7
1~,
Matene
iJ
J 7_ RÉGULATEUR MAL RÉGLÉ
Configurer le régulateur comme suit :
- Consigne de température fournie par votre professeur. 0 = ..... . . .. .. . .. .. . . ... . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .
- Réglage des correcteurs P, 1, D fournis par votre professeur. P = ... . . . ... . 1 = .. . ... . ... D = ...... ... .
Demander l'accord de votre professeur pour mettre l'enceinte en chauffe.
Observez l'évolution de la température et du paramètre indiquant la valeur réglante (en %).
L'observation pourra se faire, soit à l'aide d'un oscilloscope, soit en notant toutes les 30 s les valeurs
prises et cela pendant environ 1O minutes.
Remarque: Pour une observation à l'oscilloscope, le montage et les réglages devront avoir été validés
par votre professeur.
Tracer les caractéristiques 0 = f(t) et valeur réglante = f(t).
..
1
1
- __..__
..
,_
1
1
Échelles
1
1
1
0: ......... °C/cm
1
1+ ·
-
--- ~•
-
+
·--
· · - - - _____.
Valeur réglante : ......... %/cm
------ -
-+- .. i
i
Temps : .... .. ... mn/cm
.....
--- - --+--i - - - - ·
1
..
1
-
1
-··
1
- -+--+--- - - · - - - ........ ---- -~---- -~-,.----
,-
--------
r---,--·- - ----- - + .......
î-
1
- .... - 1 ....,._
-
----~--
1
1
1
!
....
--~-t1
r
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•
+
j
1
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1
1
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•
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t-
•
1
1
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- •-i~ .:.. "_l_:__ ~- - -
:-"
....
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1
1
1
f
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1
1
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b
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1
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L
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+
l
l
-----
r
1
1
r
--
_f_
'
l-~
1
î
'•
1
1
,_
1
...
1
Tracer un trait horizontal représentant la valeur de la consigne.
Déterminer le temps de montée..... ..... .
Déterminer le temps de réponse à 5 %.
Déterminer la valeur de l'erreur statique.
... ..... .. ... ... .... .... ....... ....... ... .................... .. ..... .... .... .... ....
Déterminer la valeur du premier dépassement. ....... .. ... ........ .. .... .. .... .......... . ...... .. ...... ... ..... .... ...... ....
D'après vos mesures, y-a+il une modulation de la puissance de chauffe ?
D'après vous, sachant que l'on souhaite chauffer les pièces à une température constante, la régulation
obtenue vous semble-t-elle ?
258 flh Équipements automatiques
adaptée
O
inadaptée
0
1~,
Materie
1/
3 7_ AUTO-RÉGLAGE DU RÉGULATEUR
Placer le régulateur en fonctionnement AUTO pour qu'il effectue un autodiagnostic et qu'il règle les
paramètres P, 1et D automatiquement.
La consigne de température vous est fournie par votre professeur. 0 = . . . . .. . . .... . . .. . ..... . .. . .
Demander l'accord de votre professeur pour mettre l'enceinte en chauffe.
Observez l'évolution de la température et du paramètre indiquant la valeur réglante (en %).
L'observation pourra se faire, soit à l'aide d'un oscilloscope, soit en notant toutes les 30 s les valeurs
prises et cela pendant environ 1O minutes.
Tracer les caractéristiques 0 = f(t) et valeur réglante = f(t).
~
,.
lt
'
-· --i-
-,
i
,,..'
4-
1-
t
1
l
,_ t
1
1
Échelles
0: ...... . . °C/ cm
'
,.
Valeur réglante : .. ....... %/cm
·t+
,_
>·
:
1
Temps : .... ..... mn/cm
~
1
- -
1
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1
1
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1
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..
1
1
t·
t
1
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1
1
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1
1
}
l
.... - . '
1
t
1
1
\
.
.
t
,-----,.
.
...
,
.
1
1
Tracer un trait horizontal représentant la valeur de la consigne.
Déterminer le temps de montée. .. ... ..... ...
Déterminer le temps de réponse à 5 % . ... .
Déterminer la valeur de l'erreur statique.... .. ...... .. .. .. .... ... .. .. .... ... ... ... .. ... ... .. ... ..... ... .. . .. .. .. . .. .. ... ... ...
Déterminer la valeur du premier dépassement.
.. ...... ................. .... ... .. .. .. .. . ... ... .... .
D'après vos mesures, y-a+il une modulation de la puissance de chauffe ?
D'après vous, sachant que l'on souhaite chauffer les pièces à une température constante, la régulation
obtenue vous semble-t-elle?
adaptée
O
inadaptée
0
Matériel 17- Régulateur
ri•t 259
4 7__ RÉPONSE À UNE PERTURBATION
Demander l'accord de votre professeur pour mettre l'enceinte en chauffe.
Votre professeur crée une perturbation (ouverture de la porte pendant une
minute par exemple).
Pour le réglage PID précédent (la température étant stabilisée et constante), observez l'évolution de la
température et du paramètre indiquant la valeur réglante (en %).
L'observation pourra se faire, soit à l'aide d'un oscilloscope, soit en notant toutes les 30 s les valeurs
prises et cela pendant environ 1O minutes.
Tracer les caractéristiques 0 = f(t) et valeur réglante = f(t).
f-
-+-4--
- - +-
...
1
....... - -r -
+
l
:~helles oc/cm
j Valeur réglante : ......... %/cm
__ ~- ..._li
_e_m
_ p_
s _: _.._.-~._
.._ _m_n_l _
cm
_ _~----1
1
t
1
- ..
-
-
...
-
+---+
t
1
..
-+-
_..
r
r
- - ~t
1
t
1
1
-'-
+
+--+-
+-
+-- -
+
7
ri
- .. ....
1
-
+ ....
-+-
......
;---+
...
--
Tracer un trait horizontal représentant la valeur de la consigne.
Quelle est la nature de la perturbation créée ?
Déterminer le temps de retour à un état stable. ... ... ...... .
Déterminer l'erreur statique. ... ................ .......... ... ... .. ..
Déterminer la valeur du premier dépassement. ....... ...... .
D'après vous, sachant que l'on souhaite chauffer les pièces à une température constante, la régulation
obtenue vous semble-t-elle ?
260 llh Équipements automatiques
adaptée
O
inadaptée
0
Régulation d'un fo_u_r__ s2 se
à peintures
•J
Un four permet de cuire des peintures à température constante. Un régulateur gère la puissance de
chauffe du four pour conserver la température désirée stable.
Caracteristiques techniques :
Four électrique industriel pour toutes applications
Volume (L) : 130
Puissance (kW) : 9
Poids (kg) : 230
Construction : châssis mécano-soudé
Isolation : isolation en fibres céramiques et briques réfractaires
Chauffage : résistances électriques boudinées sur 6 faces
Arrêt de la chauffe lors de l'ouverture de la porte
Alimentation : tension d 'alimentation 3 x 400 V AC, fréquence 50 Hz
Régulation : régulateur programmable type PID avec sortie analogique 4 - 20 mA
Température : réglable de 0 à 350 °C, mesure par thermocouple
1 7_ APPROCHE FONCTIONNELLE
(VOIR DOCUMENTATION TECHNIQUE EN PAGE 265)
Quelle est la fonction d 'usage de ce four? ................................................................. ..... .... .. .... .. .. .
En utilisant la décomposition fonctionnelle A0, compléter le schéma ci-dessous.
Réseau
Four
En déduire le schéma bloc de la régulation du four à peintures .
. - - - - - - - - - - - _·
Consignes
:1
~~~
-~ -~ -~·- ·
,
Ecart
~~
~-
~ , 1 · .... ~
:1
1
,
,..................
1
1
1
.. . .. . .. . ....... , ,. ___,___
" .... . ..... ..
.................. . 1 - - - - - ~ --
·--- -----------------·
Synthèse 3 - Régulation d'un four à peintures
r-1•1 261
Syntn' e - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
7_ CONTACTEUR STATIQUE (VOIR DOCUMENTATION TECHNIQUE EN PAGE 265)
Caractéristiques des résistances :
Intensité en ligne
13 A
Puissance d'une
résistance
3kW
1
Puissance
du groupement
de résistances
Il
9kW
1
Tension d'alimentation
des résistances
J
230V
1
Déterminer la référence du contacteur statique adapté à cet équipement. Justifier votre choix.
Quels types de commandes sont acceptées par ce contacteur statique (TOR, analogiques, ....)?
D'après l'allure de la tension disponible en sortie du contacteur statique, déterminer:
la durée d' un cycle : ...... ........... .... .... ..... ........ ... ... ... ..... .. ........... .. ... ... .. ... ..... .. .... ... ... .. ........... ... ...... .
la durée d' une salve (temps de conduction) : ... ....... .... ..... ......................... ........... ........... ............... .
le rapport temps d'alimentation des résistances/durée du cycle: ............ ........ .. ...... ... ... ... .... .. ....... .. .
la valeur de la puissance dissipée alors par les résistances : ...... ...... ...... .. ...... .... .... .......... ..... .. .... .... .
la valeur de la commande analogique envoyée par le régulateur : ... ..... .... ..... .. ... ... .... .. .. ...... .. .... . .... .
Tension de sortie
DOO ms
Te~ps
400 ms 1
7_ CAPTEUR DE TEMPÉRATURE (VOIR DOCUMENTATION TECHNIQUE EN PAGE 266)
Choisir le type de thermocouple le mieux adapté à cet équipement.
Donner les caractéristiques du thermocouple choisi.
Plage de température
262 fil, Équipements automatiques
Couleur et nature
du conducteur positif
Couleur et nature
du conducteur négatif
-
Quelles sont les valeurs des tensions fournies par le thermocouple pour les températures suivantes ?
ao c
0
Il
110 °c
11
250 °c
7_ RÉGULATEUR (VOIR DOCUMENTATION TECHNIQUE EN PAGE 266)
Quelles sont les types d'entrées possibles sur le régulateur DC1020 utilisé dans cette régulation ?
Quelles sont les sorties disponibles ?
Ce régulateur est-il adapté pour cet équipement ? Justifier.
5.7_ SCHÉMA DE RACCORDEMENT
Tracer le schéma de raccordement de l'équipement
PE -
-
N
L1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
L2 ------------------------------------L3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
---------------.
''
'
Entrée analogique Ô
tension 1
Entrée analogique
courant
o'
Contacteur
statique
'
ovQ
PE N Ph
Sortie analogique
tension
Sortie analogique
courant
{
PT100
'
9
Entrée
relaisÔ
--------------- '
Régulateur
l". r n · · - ~ · 11hermocouple
---- ------ ---------- --- -~
Four
Remarque : la partie puissance
est protégée par un sectionneur
portant des fusibles ultra rapides.
Synthèse 3 - Régulation d'un four à peintures
1
111 263
7_ ÉTUDE DE LA RÉGULATION
Lors de la mise en service du four, les courbes suivantes ont été relevées.
Sortie régulateur en %
Température ( C)
0
300
100 - - - ~ - - - - . .
250
180
-------~----------·
'
60
60 ---- -------------------------------------------------·
Temps
''
''
'
25 --------- --------------------~------- '----------·
'
''
''
'
60
180
250 Température
Déterminer, pour les trois valeurs de température indiquées, la sortie régulateur (en %) et la valeur
analogique fournie par le régulateur.
~
Température
Sortie régulateur (%)
Valeur analogique fournie (mA)
60
180
250
Calculer la puissance fournie par les trois résistances.
Température
Puissance fournie (détailler les calculs)
60
180
250
Le premier essai a démontré que la réponse de la régulation était un peu lente. On augmente le gain
(nouvelle courbe). Quels sont les risques pour le fonctionnement ?
Sortie régulateur en %
100 1--- - ~ - - - - - - - - - ~ - - .
60
25
----------~- ------- -- ---------- ~----------- 1----- -- - -·
'
o
'
o
o
'
'
'
'
180
60
264 Ill[ Équipements automatiques
o
j
l
l
'
'
250
300
Température (0 C)
Documentation technique
Analyse fonctionnelle
Réglages
Configuration
Mise en ou hors tension
Énergie électrique
Four
à température
ambiante
A-0
Énergie
électrique
Consigne =de_
température
_
__
Four régulé
en température
Cuire des peintures
[ ~rnœtion
j[
R~~ge ]
Calculer
la loi de
commande
A1
Moduler
Régulateur
de température
Signal analogique
4 - 20 mA
l'énergie
électrique
A2
Air régulé en
température
Contacteur statique
Four à
température
ambiante
Four régulé
en température
Mesurer
la
température
A4
Thermocouple
Image de la température
AO
Contacteur statique : exemple de référence complète GO 230-25
GQ . . ... . .
Référence
GTZ . . . . . . . . . . . . . . . .... GTT ... .... .... .... ... ..
Monophasée
Alimentation
Triphasée
Triphasée
Entrée
Signal de commande en 0/4 20 mA, 0 - 10 V, potentiomètre
Entrée d'inhibition de la puissance
X
Signal de commande en Vdc
X
X
X
X
X
Double signal de commande Vdc
Sortie
Courant nominal de charge
6A
10 A
25A
40A
50A
55A
60A
75A
90A
120 A
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Tension nominale
400 Vac
480 Vac
230 Vac
X
Synthèse 3 - Régulation d'un four à peintures
r-l•t 265
Thermocouple
--
SYMBOLE
Les plus utilisés sont les types Tet K.
J
E
R
s
B
NATURE DU
THERMOCOUPLE
COULEURS
POLARITES
PLAGE D'UTILISATION
HABITUELLE
DELA
FICHE
+
CUIVRE
CONSTANTAN
FER
CONSTANTAN
NICKEL-CHROME
NICKEL-ALLIE
NICKEL-CHROME
CONSTANTAN
PLATINE RHODIE 13%
PLATINE
PLATINE RHODIE 10%
PLATINE
PLATINE RHODIE 30%
PLATINE RHODIE 6%
MARRON
BLANC
NOIR
BLANC
VERT
BLANC
VIOLET
BLANC
ORANGE
BLANC
ORANGE
BLANC
GRIS
BLANC
+
+
+
+
+
+
- 40 à 3so•c
- 40;, 1so•c
- 40;, 1 ooo•c
- 40;, 900°c
0 à 1600°C
0 à 1600°C
600;, 1 100°c
Table des voltages pour les thermocouples
en mV par pas de 10 °C de température (0 °Cà la jonction froide)
oc
0
0
100
200
300
0
4,096
8,138
12,209
16,397
10
0,397
4,509
8,539
12,624
16,820
20
0,798
4,920
8,940
13,040
17,243
30
1,203
5,328
9,343
13,457
17,667
40
1,612
5,735
9,747
13,874
18,091
50
2,023
6,138
10,153
14,293
18,516
60
2,436
6,540
10,561
14,713
18,941
70
2,851
6,941
10,971
15,133
19,366
80
3,267
7,340
11,382
15,554
19,792
90
3,682
7,739
11,795
15,975
20,218
Utilisation de la table :
Pour 0 = 460° C, on lit à l'intersection de la ligne 400 et de la colonne 60, une fem = 18,941 V.
Régulateur
Honeywel
DC1010 - DC1020 - DC1030 - DC1040
Régulateurs numériques DC1000
1
1 ENTRÉE THERMOCOUPLE ET RTD 1
CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES
-c
Thermocouples : K. J. R. S. B. E. N.T. W. PL Il. u. L
Type d'entrée
Param•tres
do
r'9ulatlon
Sorties
K
Linêaire 4•20mA
Entr••
Indication
RTO (Pt100. JP1100. JPI50)
Cadence d échant1Konnage de l'entrée
500ms
RésolullOr'I de rentrée
14 bits
1
J
0.0 •200.0 "C
o.o- eoo.o ·c
0.0 •200.0 "C
o.o • eoo.o ·c
o.o --.o ·c o.o -eoo.o ·c
o.o-1000•c o.o-1200·c
o.o--.o•c o.o - eoo.o ·c
o.o-1000·c o.o-1200·c
Affichage de la VP el du PC
Sur 4 d1g1ts. afficheurs 7 segments
R
o.o-11e9•c
0.0•17G9"C
sauvegarde des constantes
En mémoire non volatile
s
o.o-11e9 •c
O.O•ll'l19•C
Précision
0.5'1. de la pleme échelle
B
Bande proponionnelle ( P)
O(1nachvé) • 200 °/4
Action intégrale ( 1 )
O(hors fonchon) - 3 600 secondes
Action dénvée ( D )
0 .. 900 secondes ($1 0 ~ O. ac11on Pl umquement)
Temps de cycle
0 • 150 secondes (4· 20mA • O. SSR • 1. Rela,s•fO)
TC
E
0.0 •llOO•C
O.O•IOOO"C
N
0.0-1200 -C
0.0•1300-C
T
Bande morte
O• 1 000 secondes
w
Sort,e relais
Relais éle<:tromécanique •
PLU
✓
Contacts SPOT.
u
✓
3 Afl40 V AC
L
Sortie relais statique
Sottie pulsée. 20VDC/20mA.
Sorties courant / tension
0 ·20mA. 4 • 20mA.
Sorties contrôle moteur
Commande de moteur en boucle ouverte (TPSC)
Autres
Pilotage en angle de phase .
0 • 5 V. 0 • 10 V. 1 • 5 V . 2 • 10 V
✓
266 1111 Équipements automatiques
1~ SSR. J., SSR. 1~ SCR. J., SCR
o.o-1 a20 •c
.1,u--.0-c .1,u-200.o•c o.o • 350.o •c
o.o-2000·c
o.o-2320 •c
o.o-1300•c
0.0•1:JllO•c
.1,u-eoo.o •c -199.9-200.o ·c
o.o • .oo.o •c
o.o-◄oo.o
·c
o.o ... eoo.o •c
.1,u-eoo.0-c -111u-◄oo.o ·c -1w.,-200.o·c
o.o -200.0 •c 0.0-.00.0 •c o.o-eoo.o•c
JPt -f9u,eoo.o ·c .,w.,-◄oo.o ·c -199.9•200.o •c
RTD 1 100 0.0-200.0 •c o.o•.oo.o •c o.o -eoo.o •c
JPt -1w.,-eoo.o -c . ,w.,- ◄oo.o •c -199.9• 200.0 •c
o.o • .oo.o ·c o.o .. &00.0 ·c
0.0-200.0 ·c
1 50
Pt
1100
Détection incendie
Détection instrusion
Vidéo surveillance
Édition
de journaux
,,11,,.
-:;&, -----,
-----
Déclenchements d'alertes
Appels
de !'astreinte
GTC Chauffage
Gestion des
interventions
Compteurs
GTC Climatisation
GTC Traitement
de l'air
Organisation de la partie 4
/
"
18 - Gestion technique
\.
~
r
19 - Réseaux Ethernet TCP/1 P
\.
'
Matériel 19.1 - Assignation d'une adresse IP
Matériel 19.2 - Comparaison commutateur
- concentrateur
t--
î
'
20 - Alarme intrusion
'
î
'
~
21 - Sécurité incendie
'
~
r
-'
r
/
22 - Éclairage de sécurité
\.
'
1--
~
Matériel 21.1 - Alarme incendie d'un magasin '
Matériel 21.2 - Alarme incendie d'un atelier
~
Matériel 22.1 - Éclairage de sécurité
non adressable
Matériel 22.2 - Éclairage de sécurité
d'une bibliothèque
'
'
/
23 - Contrôle d'accès
\.
'
K
~
Matériel 23 - Contrôle d'accès d'une résidence )
~
Synthèse 4 - Résidence « Les Coquelicots »
\..
'
î
Situation : Qu'est ce que la gestion technique? À quoi sertelle? Comment fonctionne-t-elle? Quelle est son architecture ?
Qu'apporte-t-elle?
À l'issue de la leçon, vous serez capable de reconnaître les
différents constituants d'une gestion technique.
Référentiel :
Savoirs abordés
bâtiment
S4-8 Automatismes du
Compétences développées : C1 -3, C2-4
La gestion technique est une technologie utilisée pour surveiller et automatiser une installation. Elle
se présente sous différentes formes:
- la domotique,
- la gestion technique centralisée (GTC),
- la gestion technique électrique (GTE),
- la gestion technique du bâtiment (GTB),
1 7_ DOMOTIQUE
La domotique est une gestion technique destinée à l'habitat et au petit tertiaire. Elle a pour vocation
de faciliter le quotidien des habitants et d'améliorer le confort de la maison, tout en réduisant la
consommation d'énergie.
1.1 Fonctions domotiques
Les principales fonctions domotiques
w~:
Volets et stores . • .. •· ••• •·· - .. .. • Sonnette
- la gestion de l'énergie,
- la réalisation de scénarii.
•..Q..
Capteur solaire
- la protection de l'habitat,
- la gestion des télécommunications, Systèmed'alarme
-
•
• •
•
8
.
~ • .Chauffage
~
~ ~ Eauchaude
Portedegarage • ~
Eclairage
Pe!it électro
menager
~~
~
•
•Climatisation
•:'2, • Arrosage
DOMOTIQUE
-ëJ
a
Lave-linge\ • .
.l .~Hotte aspirante
._ a 1
Sèdie-linge •
1.
□ •Four
Réfrigérateur
Lave-vaisselle • • ... • -
Exemple de scénarii réalisables :
• En arrivant chez vous, vous pressez votre télécommande : le portail extérieur s'ouvre, l'alarme se
désactive et les lumières extérieures s'allument.
• En sortant de votre maison, vous appuyez sur l'écran tactile situé dans l'entrée et choisissez le
scénario« départ travail». L'écran vous indique que la fenêtre de la salle de bain est restée ouverte.
Après l'avoir refermée et quitté la maison, l'alarme intrusion s'active, les lumières s'éteignent.
• C'est le matin, votre réveil sonne, la lampe de chevet s'allume progressivement. Dans la salle de
bain, l'éclairage s'allume et le chauffage démarre. Pendant ce temps, la cafetière s'est mise en
route dans la cuisine. Une bonne journée commence.
Leçon 18- Gestion technique
ri•t 269
1.2 Structure d'une installation domotique
Une installation domotique est articulée autour d'un réseau (bus) qui relie tous les appareils de l'installation.
Exemple de structure filaire
modules d'entrée
Tableau de
répartition
0
.. .. -.:..
1 : actionneur de VMC
2 : actionneur 4 charges
3 : interrupteur horaire
4 : détecteur de mouvements
5 : écran multifonctions
6 : station météo
7 : module encastré 4 entrées
8 : Alimentation du bus
·•·:-
équipements
1.3 Intelligence
On appelle intelligence, la faculté de gérer les échanges sur le bus. L'intelligence peut être centralisée
ou répartie.
Dans une structure à intelligence centralisée, c'est le maître, une centrale programmable, qui transmet
les ordres aux esclaves (modules de sortie), en fonction des messages émis par les modules d'entrées.
1
Centrale
,____
1commandes ~
modules
d'entrées
Bus
--,
1commandes ~
modules
d'entrées
-
modules
de sorties
-
modules
de sorties
équipements
--E:3
équipements
-
Dans une structure à intelligence répartie, chaque module gère ses échanges.
1commandes
modules
~ rd'entrées
Bus
~ modules
modules ~
de sorties ~
modules
de sorties
c::::_r- d'entrées
[.:.'Quipementsl
1.4 Bus KNX
Le bus KNX est un réseau à intelligence répartie, dédié à la gestion technique du bâtiment
et de l'habitation. Il est issu de la fusion des bus Batibus, EIB et EHS et est défini par la
norme IEC 14543-3. Il utilise une paire torsadée comme support filaire.
Exemple de câble KNX
gaine externe
drain EIB- EIB+
~
u t ,.
écran
2 70
l•h
Automatismes du bâtiment
paire de réserve
Courant faible
Courant fort
Fonctionnement
0 Chaque élément KNX est capable d'émettre
ou de recevoir un message sur le bus.
@ Chaque élément KNX « écoute » le bus. Si
l'ordre lui est destiné, l'actionneur l'exécute.
••
..;;.,
Actionneur
KNX·----.,
ra
Câble de Bus
KNX'
C
2 L GESTION TECHNIQUE
2.1 Gestion technique centralisée (GTC)
La gestion technique centralisée ou GTC désigne l'ensemble des applications* qui gèrent un domaine
technique (chauffage, éclairage, climatisation, etc.).
Structure d'une GTC (Schneider Electric)
1 Niveau
Postes de gestion
(supervision)
management
Niveau
interface réseaux
Routeurs
Niveau
automatisation
Contrôleurs
Équipements de terrain :
• régulateurs,
• actionneurs,
Niveau
régulation
-
Réseau LonWorks
-
Réseau Ethernet
Aujourd'hui, les trois principaux protocoles de communication (réseaux numériques) standardisés
spécialisés dans le contrôle des bâtiments sont :
- BACnet : bus de terrain développé par l'ASHRAE (association de constructeurs et d'utilisateurs
dans le domaine du chauffage de la ventilation et de la climatisation),
- LonWorks: bus de terrain,
-KNX.
2.2 Gestion technique électrique (GTE)
La GTE est une GTC spécialisée dans le contrôle de l'énergie électrique. Elle englobe les applications
courant fort et courant faible.
Elle intervient :
• au niveau des sources:
- Démarrage des groupes auxiliaires,
- Permutation des sources (normal/secours).
• au niveau des TGBT (tableau général basse tension) et des tableaux divisionnaires :
- gestion du facteur de puissance avec les batteries de condensateurs,
- surveillance de l'isolement et recherche des défauts sur les réseaux IT,
- connaissance de l'état des appareils de coupure (O/F),
- mesure des grandeurs électriques : U, V, /, P, W, cos cp, ...
• au niveau des équipements terminaux :
- automatisation de taches pour diminuer ou lisser la consommation.
* Applications : ressources matérielles et logicielles mises en œuvre pour traiter un problème.
Leçon 18- Gestion technique
ri•t 271
Exemple :
Poste de
Poste de supervision
de niveau supérieur
-
•
-.
J✓ ~.4).p~//}?';./JIJ
Page d'alarmes
00◄ 0
• 003( •-
• 002 [ • 002 1 •-
Synoptique du TGBT
Visualisation de l'état des disjoncteurs
"" 0045 • 002A •• OOK
, 0 01 0 •-
Gestion des équipements terminaux
planification du fonctionnement
des équipements
2.3 TGBT communiquant
Un TGBT communicant requiert l'utilisation de constituants communicants :
• capables de fournir au contrôleur :
- l'état des appareils (ouvert, fermé, déclenché, valeurs des réglages, ...)
- Les grandeurs électriques (puissances active, réactive, apparente, facteur de puissance, harmoniques, .. .)
• capables d'exécuter les ordres du gestionnaire:
- les appareils sont munis de commandes à distance (moteur) pour assurer leur ouverture, fermeture
ou réarmement.
Exemple de structure d'après Schneider Electric
Surveillance
commandes
et paramétrages
par l'exploitant
Alimentations normal/secours
Contôle-commande
du tableau
~
- - - - - - - - ~ -TGBT1
1
1
r
Centrale
de mesure
----------~-------~---------------·:
1
__J
VAR
Interface
électronique
'
--'1
' - - - - - - - - - - - ~ - - - - ...
_ _ _ _ _ _ _ _ _., _ _ _ _ _ _ _
----
_1._.a_
Départs
2 72 llh Automatismes du bâtiment
---
---~--~.._._----~--------- -
- - - - - - - - - ""
10
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ çon
Application 1 : Sur le schéma précédent, de quelles couleurs sont ?
- les liaisons courant fort : .. ...... .. ... ... ... ... ..... ..... .. .... ... ...... .... ........... .. .... .. .... ..... .... ...... ...... ....... .. .
- les liaisons courant faibles .... . ..... ... .. . .... .. .... ..... ... .... .. ... .... .... .. ..... ..... .. .. .. .. ...... ...... .......... .. ..
Entourer en noir l'élément capable de fournir les grandeurs électriques.
Entourer en rouge les appareils munis de commande à distance.
3 L GESTION TECHNIQUE DU BÂTIMENT (GTB)
La gestion technique du bâtiment (GTB) désigne l'ensemble des solutions
de contrôle informatiques et électroniques, mises en œuvre pour gérer les
équipements techniques d 'un ou plusieurs bâtiments.
La GTB est adaptée :
- aux immeubles tertiaires,
- aux centres commerciaux,
- aux aéroports,
- au secteur hospitalier,
- aux hôtels,
- aux écoles,
- ainsi qu'aux locaux industriels.
Exemple d'équipements gérables par une GTB
Détection incendie
Détection instrusion
Édition
de journaux
Déclenchements d'alertes
~
Appels
de !'astreinte
~/
Gestion des
interventions
I
•
Compteurs
GTC Chauffage
GTC Climatisation
GTC Traitement
de l'air
La GTB réduit les coûts d'exploitation des structures Uusqu'à 30 %).
Elle permet :
- une vue globale de l'état de l'immeuble,
- la surveillance des installations techniques,
- l'optimisation de l' utilisation de l'énergie,
- l'automatisation de c ertaines tâches.
Leçon 18 - Gestion technique
ri•t 2 73
10
leçon
P,! •
~
3.1 Constitution de la GTB
Un système de GTB est constitué :
• De postes de gestion : PC équipés de logiciels de supervision qui assurent l'acquisition, la gestion
et l'affichage des données.
• De concentrateurs qui assurent l'interface entre la micro-informatique et les automates.
• De régulations communicantes et d'unités de gestion locale (UGL) programmables qui transmettent
les données aux concentrateurs et effectuent la commande des processus.
• D'un réseau Ethernet TCP/IP.
• De réseaux numériques (BACnet, KNX, LonWorks, ...).
• De capteurs et d'actionneurs.
Poste de gestion
Alarmes, états, mesures _
_
_ _....
Consignes, ordres de marche _
_
_ _.,.
■•---Réseau Ethernet TPC /IP
concentrateur
concentrateur
API
Réseaux numériques :
KNX, LonWorks, BACnet, ...
Vers API, unité de traitement, régulateurs ou GTC
Application 2 : Placer les termes suivants sur le schéma :
réseau Ethernet, réseaux numériques, unité de gestion locale, poste de gestion, concentrateur.
•.,. _
GTC chauffage
2 7 4 llh Automatismes du bâtiment
_ _--f · ··· · • ·· · · · ·· · · · · · ·· · · · · · ··
Centrale
Incendie
GTC
Ventilation
3.2 Architecture
On distingue trois architectures de réseau GTB, chacune adaptée à la taille des installations.
Multi protocoles
Étoile
Bus
Poste
de supervision
Concentrateur
Poste de gestion
Concentrateur
Imprimante
Régulateurs
Concentrateur
Concentrateur
Concentrateurs
Unités de gestion
Petites installations :
le poste de gestion communique,
via un concentrateur, avec des
régulateurs communicants déportés
Moyennes installations :
le poste de gestion
communique, via des
concentrateurs, avec
des régulateurs
communicants locaux
Installations complexes ou étendues :
le poste de gestion communique,
via des concentrateurs, avec des API ou
des unités de gestion
3.3 Domaines d'application de la GTB
La GTB peut intervenir dans tous les domaines techniques du bâtiment.
La sécurité
La GTB collecte et diffuse les informations fournies par les centrales incendie et anti-intrusion :
- Elle affiche l'état des portes coupe-feu.
- Elle gère l'asservissement des centrales d'air sur les zones où se situe l' incendie.
- Elle envoie les appels vers les postes d'astreinte mais ne peut pas prévenir automatiquement les
services de sécurité (pompiers, police, ...).
Le contrôle d'accès
La GTB peut gérer les accès au bâtiment. Elle peut informer de l'intrusion
d'une personne non autorisée, grâce aux informations fournies par les lecteurs
de badge ou par la reconnaissance vocale ou biométrique.
Chauffage, ventilation et climatisation (CVC)
Par l'intermédiaire des GTC, la GTB peut:
- gérer la production de chaleur et de froid (chaudières et groupes froid),
- assurer le suivi des générateurs,
- surveiller la production d 'eau chaude sanitaire (ECS),
- piloter la qualité d'air des différentes zones (température, hygrométrie, pression, C02 , ••• ).
Les compteurs
La GTB peut effectuer le relevé à distance des compteurs du bâtiment (eau, électrique, thermique) à
c ondition que ceux-ci soit communicants.
Elle peut établir des historiques, analyser les consommations, déceler des dysfonctionnements ou
des fuites et déclencher des alertes pour effectuer des opérations de contrôle ou de maintenance
nécessaires.
Leçon 18 - Gestion technique
ri•t 2 75
10
Ïl)
Exemple
...
--
r=-=-,---.,., O J l l l ! a l l l ' ~ -
,._
="==----
--·-------==
t
--......
.,._
M-
•-
Poste de gestion
..
~.....,_c.,_._
.......
al'-'"'
1Ult
~'"°"" _
-c:
,
11.-.xrit OH-.,.
. . . . . . ."""
...,..,...,,. ..._.~
...,_
Compteur communicant
-..c
, A . .• -
-
t ""'
. .G
..
Historique de consommation
Automatisation des taches
La GTB offre la possibilité d'optimiser l'utilisation de l'énergie en interconnectant les équipements
techniques entre eux.
Par exemple, l'interconnexion du système de contrôle d'accès avec la régulation du chauffage et
l'éclairage permet d'éteindre la lumière et de baisser la température dès que le départ de l'occupant
est détecté par le contrôle d'accès.
Il est aussi possible, en fonction des horaires, de couper les alimentations électriques des appareils
en veille (imprimantes, photocopieurs, box Internet et modem, ...) ou il est possible de contrôler la
position des stores en fonction de l'heure, de la présence du personnel, de l'ensoleillement ou du vent.
Les alarmes
La GTB centralise les alarmes des différentes installations. Elle offre la possibilité de lancer une alerte
dès qu'un dysfonctionnement ou une anomalie est constatée. Les alertes sont transmises par mail,
par fax ou par SMS, au personnel concerné qui peut intervenir plus rapidement.
Exemple de journal d'alarmes
AROaTEClWE
UNI1'ILAIAE
Zono
cet
- Œ2
c&ITRAU:Œ
TliBTl<f/N
DIRl5
HT /Œ
TliBT A/CIO
BAT A NOAD
l.bM
TGBT A/CIO
ONDNO
ONtl A/CIO
DAT CIE
-
AlAAME
TGES
IMfM
02/12/2004
02/12/2004
15:54:12
15:54:13
l.ancomenl TOPKAP1
DEFAUT LIAISON IMPRIMANTE
N<>'mal
NORMAL
Yn
0
1
02/12/2004
02/12/2004
02/12/2004
16:12:56
16:24:40
16:24:41
Arr~TOPKAP1
Lancem«IITOPKAPI
DEFAUT LIAISON IMPRIMANTE
No,maJ
NORMAL
0
0
1
No,maJ
NORMAL
0
0
1
Arr!iTOPKAPI
02/12/2004
07112/2004
07/12/2004
16:27:06
14:16:44
Lal'ICement TOPKAP1
14:16:44
DEFAUT LIAISON IMPRIMANTE
07/12/2004
14:17:37
Arr!lTOPKAP1
Synthèse GTB : Rénovation d'un immeuble
Le projet de rénovation d'un petit immeuble tertiaire (quatre
plateaux techniques) impose la modernisation des colonnes
montantes.
Le gérant du bâtiment veut pouvoir avoir accès à la
consommation électrique (puissances active et réactive) de
chaque plateau pour la refacturer.11 veut que les consommations
puissent être consultables depuis son bureau via Internet.
Puissances maximales consommées :
- Communs (escalier, caves, extérieurs, ...) : 7 kVA- 230 V
- Plateau 1 : 12 kVA- 230 V
- Plateau 3 : 24 kVA - 230 V/400 V
- Plateau 4: 42 kVA - 230 V/400 V
2 7 6 tlh Automatismes du bâtiment
0
-- -- ·- --
1. Déterminer les compteurs nécessaires pour l'installation.
Repè re
Intensité C l"b
maximale a I re
Compteur
Communs
Corn
0 monophasé
Otriphasé
Plateau 1
P1
Omonophasé
Otriphasé
Plateau 2
P2
Plateau 3
P3
Plateau 4
P4
34A
36A
!KI monophasé
0 monophasé
0 monophasé
Référence
Nombre
de modules
Référence
Nombre
de modules
Otriphasé
Otriphasé
Otriphasé
2. Déterminer les appareils nécessaires pour compléter l'installation.
Désignation
3. Schéma courant faible
- Tracer et repérer les appareils choisis.
- Tracer (en noir) les départs « courant fort » et noter leur destination.
- Tracer (en vert) les liaisons (courant faible) entre les différents appareils.
Arrivée
énergie
Gabarit d'1 module
/
,I
,I -
-1
,
Vers
plateau 2
Leçon 18 - Gestion technique
ri•t 2 77
Documentation technique (Legrand}
compteurs d'énergie ~L.<JW
montage sur rail
046 70
046 74
046 87
Mesurent l'énergie électrique consommée par un circuit monophasé ou
triphasé en aval du comptage de distribution d'énergie
Affichent la consommation d'énergie en kWh, ainsi que d'autres valeurs
telles que (selon les références) le courant, l'énergie active, l'énergie
réac tive, la puissance
Conformes aux normes CEi 62053-21/23, CEi 62053-21/23, CEi 61010-1
MID : certification garantissant la précision du comptage en vue d'une
refacturation de l'énergie consommée
Réf,
Emb.
Non M IO
046 70
"•1t
1
046 72
046 77
046 76
~46 68
Emb.
Centrales modulaires
Réf
Se montent sur rail LJ
Largeur 4 modules
• Affichage LCD
• Mesures des courants, des tensions, des
puissances actives, réactives et apparentes et de la
température interne
• Comptage double tarif:
- énergie active consommée
- énergie réactive consommée
- temps de fonctionnement
- facteur puissance
• THO tensions et courants jusqu'au rang 51
• Alarmes programmables sur toutes les fonctions
• Sorties pour commande d'appareillages, report
d'alarme et report d'impulsion
Compteurs monophasés
Raccordement direct
32 A - 1 module
Sortie à impulsions
36 A - 2 modules
Sortie à impulsions
046 78 63 A - 2 modules
Sortie à impulsions
046 79 63 A - 2 modules
Sortie RS 485
MID
Compteurs triphasés
Non MID
046 73
046 80
046 74
MID
Raccordement direct
046 82 63 A - 4 modules
Sortie à impulsions
046 83 63 A - 4 modules
sortie RS 485 et impulsions
Raccordement avec Tl
046 85 5 A - 4 modules
sortie à impulsions
5 A - 4 modules
sortie RS 485 et impulsions
Concentrateur
04687
Permet de collecter et de transmettre
les mesures effectuées par 7 compteurs
d'énergie à impulsions universels
Collecte également des informations
d'autres compteurs (type compteur gaz,
compteur d'eau ...)
Sortie RS485
04688
Permet la conversion RS 485 / Ethernet
pour raccorder les compteurs d'énergie sur
un réseau IP
Convertisseur IP
046
046 71
Emb.
Centrale EMDX' impulsion
Transmission des données par impulsions
Centrale EMDX' RS 485
Transmission des données par inter face de
communication RS 485
Centrales Access
Réf.
146 <>
Centrales multifonction sur pote
Se montent sur porte ou sur plastron plein
Dimensions : 96 x 96 x 60 mm
• Affichage LCD
• Mesures des courants, des tensions, des
puissances actives, réactives et apparentes et de la
température interne, du facteur puissance
•Comptage:
- énergie active consommée ou produite
- énergie réactive consommée ou produite
- temps de fonctionnement
- impusions
• THO tensions et courants jusqu'au rang 51
• Alarmes programmables sur toutes les fonctions
• Sorties pour commande d'appareillages, report
d'alarme et report d'impulsion
Peut recevoir 2 modules optionnels
lnterfaçage avec réseau de communication IP
Compleurs d'énergie à 1mpuls1ons
Concentreteur nif. 046 87
Raccordamenl Jusqu'à
7 compteurs d'ilnergle
à rnpulsions
Compleurs d'énerg10 RS 485
RS 485 - Bus de terrain
Conver11sseur RS 485/IP
rél.04688
Réseau IP - Bus de communlcal10n
2 78 llh Automatismes du bâtiment
046 88
Conformes aux normes :
- CEi 61557-12
- CEi 62053-22 classe 0,5 S
- CEi 62053-23 classe 2
Situation : Les installations tertiaires réclament des
réseaux communicants. De quelle nature sont-ils ? Quelles
informations véhiculent-ils? À quel débit? Avec quel support?
Comment peut-on contrôler leur bon fonctionnement ?
À l'issue de la leçon, vous serez capable d'ajouter, de
configurer et de tester une partie d'un réseau.
Référentiel :
Savoirs abordés : S4-7 Réseaux communicants
pour l'habitat et le tertiaire
Compétences développées
C2-10, C3-3
C1 - 3, C2-7,
Le réseau Ethernet TCP/IP* est le moyen de communication privilégié des installations tertiaires. Il
permet à tous les équipements connectés de communiquer« simultanément» et accepte la connexion
d'équipements tels que les terminaux informatiques, les téléphones IP, les caméras de surveillance, les
contrôles d 'accès, les alarmes, la gestion technique des bâtiments (GTB).
l 7_ CONSTITUTION D'UN RÉSEAU
Un réseau local (LAN)** est réalisé à partir de composants électroniques et informatiques.
Poste client
Poste client
IP : 192.168.12.10
IP : 192.168.12.22
Poste client
Poste client
Poste client
IP : 192.178.36.24
IP: 192.178.36.51
IP : 192.178.36.54
Réseau B
Réseau A
• Serveur: ordinateur hébergeant des logiciels et des fichiers, accessibles par les postes clients via le réseau.
• Client: ordinateur connecté au réseau.
• Hub ou concentrateur : point central d'une topologie en étoile, ce dispositif diffuse l'information
vers tous ses ports (clients).
• Switch ou commutateur: point central d'une topologie en étoile, ce dispositif diffuse l' information
vers le port du destinataire.
• Imprimante réseau : imprimante utilisable par tous les postes clients.
• Onduleur: source de tension autonome permettant de paliers les coupures secteurs de courte durée.
• Pare-feu ou firewall : ordinateur ou logiciel protégeant le réseau des attaques extérieures en ne laissant passer que les communications autorisées.
• Routeur: dispositif permettant la communication entre réseaux d'adresses différentes.
• Passerelle ou gateway: dispositif permettant la communication entre deux réseaux différents.
• Armoire de brassage : coffret réunissant toutes les liaisons.
Sur ce type de réseau en arbre sans priorité et non déterministe, la communication s'effectue à un
débit de 10 ou 100 Mb/s.
• Ethernet: norme IEEE 802.3 - TCP: Transmission Contrai Protocol - lP: Internet Protocol
•• LAN : local aera network (réseau local)
Leçon 19 - Réseaux EthernetTCP/IP
ri•I 279
2 L
NORMES
La norme (1 O Base-T par exemple) spécifie la structure du réseau et la nature des liaisons à mettre en
œuvre selon le débit de transmission souhaité.
Norme Ethernet selon le débit, la distance et le support utilisé :
10 Mb/s
100 Mb/s
Débit
1 Gb/s
10 Gb/s
D Support cuivre : paire torsadée
100m
10 Base-T
cuivre
100 Base-TX
cuivre
1 GBase-T
cuivre
Longueur de la liaison
1 km
10Ge~sx
multimode
CJ Support optique
Localement, la fibre optique est utilisée pour la réalisation de réseaux nécessitant un débit important
(10 Gb/s) ou pour un réseau étendu (s 2 km). Elle est utilisée pour les liaisons entre immeubles,
entre étages, ...
Le débit dépend de la qualité de la fibre (plastique ou verre) et de l'émetteur de lumière (LED, VCSEL*, laser).
Ces technologies permettent l'obtention de trois modes de propagation: (débit distance)
Fibre plastique
pour liaisons jusqu'à 50 m
multimode
1--------ii!iii~i~i~!iii,;,---+------+-------------,
Fibre verre
pour liaisons jusqu'à 2 km
monomode
Fibre verre
pour liaisons jusqu'à 50 km
Application 1 : On souhaite installer une liaison entre deux bâtiments avec un débit de 1O Gb/s
(longueur de la liaison : 380 m).
Quelle est la norme Ethernet à respecter ? .... .. .......... .. ...... .. .. .... ............ ....... .... .......... ..... .... ...... . .
Quel mode de transmission doit on mettre en œuvre ? ... ........ ... ...... .. .... .... .... .. ........ ... ...... .... ...... .
Quel type de support doit-on utiliser? .. ... ... ... ..... ... ................ ... ... ..... ....... ................ ............. ... .
Quel émetteur doit-on utiliser ? .... .. .. .. ....... ........... .... ..... ... .... .. ... ... .... ... ... ........... ................. ....... .
J L ADRESSAGE
Pour pouvoir communiquer entre elles, les machines disposent d 'une adresse, appelée adresse IP
{Internet Protocol). L'adresse est codée sur 4 octets soit 32 bits (norme IPv4) et se divise en deux parties :
- l'identifiant du réseau de la machine (netlD ou net identifiant),
- l'identifiant de la machine sur le réseau (hostlD ou host identifiant).
C'est le gestionnaire du réseau qui attribue les identifiants pour les réseaux privés.
* VCSEL : diode laser de moyenne puissance
280 flh Automatismes du bâtiment
Structure de l'adresse IPv4:
19
hostlD
netlD
L
Partie 1
Partie 2
J
Les quatre octets sont écrits en décimal et séparés par un point: octet 1. octet 2. octet 3. octet 4
Exemple
Notation décimale pointée : 192.168.0.1
Ou notation binaire :
11000000 10101000 00000000 00000001
Rappel : O s octet s 255 ou 00000000 s octet s 11111111
Seules les machines ayant le même identifiant réseau peuvent communiquer entre elles.
Sur un réseau, les adresses sont uniques.
3 .1 Classes de réseau
Afin d 'augmenter le nombre de réseaux, les champs de l'adresse IP sont variables. Cela permet de
définir plusieurs classes de réseaux.
Format de l'adresse
Classe
A
net ID
B
net ID
C
Type de réseau
octet 1 • octet 2 • octet 3 • octet 4
• hast ID • hast ID • hast ID
• net ID • hast ID • hast ID
net ID • net ID • net ID • hast ID
Très grands réseaux (à l'échelle planétaire)
Grands réseaux (pour grosses entreprises par exemple)
Réseaux locaux ou privés (domestique et petit tertiaire)
Remarque : il existe aussi les classes D et E pour des usages spécifiques.
3.2 Masque d'adresse
Le masque d'adresse (net mask) facilite la gestion de sous-réseaux.
Masque par défaut pour un réseau de classe A : 255.0.0.0
B : 255.255.0.0
C : 255.255.255.0
Rappel: 255(10) = 11111111 (Zl
Remarque: le nouvel adressage 1Pv6 utilise 16 octets (128 bits) afin de disposer d'un plus grand nombre
d'adresses.
Application 2: Répondre aux questions à l'aide de l'écran ci-dessous :
D'après le masque de sous-réseau par défaut, citer la classe
du réseau . ....... ... .... .. ... ... ....... ...... ... .... .......... ... ...... ... ... .
Quel est le type de ce réseau ? .. .... ... ... ...... ....... ... ...... .....
Valeur du netlD : .. .. .. ... ... .. .. ... .... .. .. .. ... ..... .. ... ...... ...... ... ...
Valeur du hostlD : .. ... .. .. .. .. ............................ .. .. .......... ..
Quelle serait l'adresse IP si l'adresse de l'hôte passait à 45?
1 1.IEf
Détails de connexion réseau
Délais de connexion r6seou •
Prop<iété
Ad<e,.e physique
Ad<esse IP
Masque de sous-réseau
Passerele par défaut
Se,veur DHCP
Boil obtenu
Boil expoont
ServOU< ONS
ServOU< WlflS
Voleur
00·1B·FC-BO·FB·45
192.168.1.10
255.255.255.0
192.168.1.1
192.168.1.1
21/05/2011 OB:12:48
22/05/2011 08:12:48
192.168.1.1
Une machine possédant l'adresse 192.168.2.23 pourra-t-elle communiquer avec l'hôte ?
0 Oui
O Non
Justifier : .... .... ........ ... ....... ..... .. .......... .......... .. .... ..... ... .......... .. .. .... ... .... .
Leçon 19 - Réseaux EthernetTCP/ IP
ri•t 281
3.3 Adresse physique
L'adresse physique ou adresse MAC (Media
Access Contra~ est l'adresse de la carte de communication de la machine. Elle est unique et indépendante de l'adresse IP. Elle est codée sur 6 octets en
hexadécimal. Elle est utilisée lors de la configuration en ligne de l'adresse IP d 'une machine.
4 L
Exemple
1.og,..;,..
li lllfIfllf11111111111
MAC Address: 00: 04 : 20: 1"-: B9:
Identifiant constructeur~
L
Identifiant carte
TRAME ETHERNET
La trame Ethernet est l'ensemble des informations nécessaires pour acheminer les données à la bonne machine.
Exemple d'une partie de la trame
Lorsque deux machines émettent simultanément, il y
a « collision » des trames qui sont détruites. Pour ne
pas perdre de données, un protocole de gestion des
collisions (CSMA*/CD**) gère la réémission des trames
perdues.
Données (0 - 1 500 octets)
Contrôle
Adresse destination (Mac)
Délimiteur de début de trame
3L
Préambule
DIAGNOSTIC
Lors de la mise en place d 'une nouvelle machine ou lors d'un dysfonctionnement, il faut réaliser des
opérations de diagnostic. Les logiciels Windows de Microsoft et Linux (GNU) intègrent de tels outils
capable de vérifier l'adresse IP d 'une machine, l'accessibilité d'une machine sur le réseau, le fonctionnement d'un réseau.
Ces commandes sont introduites à partir de la console de
commande en ligne (Windows).
■ C:\WHIOWS\lysl1111lZ\cmd.ua
M1
Il)'! 1
1
1
1
]1,
11 11,d .. 1
, 1 , 1 1 1 1.t
1 r,
r !
1 1
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-1
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th11
, 1 T Ill
)1 T l '
Hi, 1 ,
1
1
1
1a
11'111
I
1 T
l
1
_
Remarque: il est possible d'obtenir la console de commande en
ligne en tapant cmd dans la fenêtre Exécuter.
[Jakutor
C>.M>,
._
),md_ _ __ __ ___.1
.....
vl
5 .1 Commande ping (packet internet grouper)
La commande ping vérifie l'accessibilité d'une machine sur un réseau en lui envoyant des données
(paquet).
Syntaxe:
>ping nom de la machine
ou
>ping adresse IP
indique le temps mis par le réseau
pour envoyer les paquets adressés à la machine cible.
* CSMA (Carrier Sense Multiple Acces) Accès multiple après écoute de porteuse
•• CD (Collision Detection) Détection de Collision
282 llh Automatismes du bâtiment
Exemple : lemonde. fr
Il est ainsi possible de connaître :
- l'adresse IP d'une adresse web,
- la fiabilité du réseau, - - - - - le temps de réponse du réseau.
5.2 Commande ipconfig
La commande ipconfig indique les caractéristiques des connexions réseaux de la machine sur laquelle
est saisie la commande.
Syntaxe:
>ipconfig
indique pour chaque connexion :
- le nom du réseau,
- l'adresse IP, - - - - - - - - - - .
- le masque de sous-réseau,
- la passerelle par défaut. _ ___.ou
>ipconfig /all
indique toutes les valeurs
actuelles de la configuration du
réseau pour chaque connexion.
5.3 Commande trace route
La commande trace route teste
la continuité du réseau . Elle
liste le chemin emprunté par le
paquet d 'informations envoyé à
la machine cible.
Syntaxe:
>Tracert nom de la machine
ou
>Tracert adresse IP
indique tous les serveurs par
lesquels ont transité les données.
Leçon 19 - Réseaux EthernetTCP/ IP
ri•I 283
19
Application 3 :
Dans une entreprise de menuiserie, une imprimante communicante doit être ajoutée sur le réseau
Ethernet TCP/IP.
J . ...J l
Routeur Wif~
Serveur
196.158.69••
196.158.69.2
T
Imprimante
à ajouter
Portable
196.158.69.5
1. De quelle nature est ce réseau ?
D très grand réseau
D grand réseau
D réseau local
2. Quelle est la classe de ce réseau ? ........................ .... .. .......... .. .... ... ... ... ... ...... ......... ..... ....... .
3. Quel est le masque par défaut de ce réseau ? ...... ............. ........ ...... ............... _......................
4. Quel est l'identifiant du réseau ? ........................................................ ..... .. ...... ........ ..... ..... ...
5. Quel est l'identifiant du téléphone sur IP? ...................... ..... ................... ............ ................. .
L'imprimante doit avoir l'identifiant hôte 82.
6. Quelle sera l'adresse IP de l'imprimante? .... ........ .... .. ........ .. .. .... .. ... .. .. .... ...... .
Selon la plaque signalétique ci contre :
7. Quel est l'identifiant du constructeur? ......... ... .. ... .. .
8. Quel est l'identifiant de la carte de communication?
9. Quelle commande peut-on utiliser pour vérifier si l'imprimante communique sur le réseau?
10. Donner la syntaxe complète de la commande: .... .... ...... .......... . ... .... ..... ....... ..... ... ............. ...
Une commande a fourni les informations suivantes :
■ Invite de commandes
11 . Qu'en concluez-vous ? .... ....... ... .. ....... .... .. ....... ...... ..... ......... ............................. ...... .. ... ....... .
12. Justifier: ..... ... .. .. ........ .... .. ... ..... ..... ..... ................... ...... ... .... ... .... .. ... ..... .. ... ...... .............. ..... ..
284 flh Automatismes du bâtiment
Assignation
d'une adresse IP _
Situation : Votre professeur vous fournit un client
réseau * avec un logiciel de configuration et sa
documentation technique. Il vous demande de lui
assigner une adresse IP afin qu'il puisse fonctionner
sur le réseau local.
_ 1M(t j
1J, 1
Référentiel :
Savoirs abordés : S4-7 Réseaux communicants pour
l'habitat et le tertiaire
Compétences développées : C1 -3, C2-7, C2-10, C3-3
On vous demande d'assigner une adresse IP au nouveau client réseau ou hôte de votre réseau
TCP/IP local.
Identifiant hôte :
.................... (Donnée fournie par l'enseignant)
1 L COLLECTE DES INFORMATIONS
a. Hôte
Renseigner les caractéristiques suivantes à l'aide de l'hôte et de sa documentation
technique.
Nature de l'hôte : .... ....... ... ... ... ... ..... ... .
Fabricant : . ..... ..... ... .... ...... ... ..
Référence:
...... ..... ... .. .. ... ...... .
Type de réseau: ..
Protocole : .. .... . . .. .... ..... ....... ..... .
Débit maximal : ..... ... . .... .... .. ..... .. .
Adresse MAC :
b. Données réseau
Déterminer l'identifiant réseau et le masque de sous-réseau à l'aide du poste informatique à votre
disposition (raccordé au réseau).
Syntaxe de l' instruction à utiliser pour obtenir les données :
Résumer en quelques lignes la réponse à votre instruction :
- Identifiant réseau : .... ..... .
- Masque de sous-réseau :
............ .
- Classe du réseau (si le masque de sous-réseau est un masque par défaut) :
2 L CONFIGURATION DE L'HÔTE
Déterminer:
- l'adresse IP de l'hôte :
- le masque de sous-réseau :
Justifier : .... .. . . ... . .. .. .. .. ..... ... ... ... .
• API, centrale intrusion, centrale incendie, oscilloscope, ...
Matériel 19.1 - Assignation d'une adresse IP
•1 285
/4 {\ ~
Matériel
:, Ja ,;
1
.,
;'
Nom du logiciel utilisé pour réaliser la configuration : ....... . .. ... .. ... .. ..... ....... .. ......... .... ... ........ .... .... .
Résumer en quelques lignes la démarche à réaliser pour assigner l'adresse IP à l'hôte.
·····•·········· ··· ···· ·· ··· · .... .... ....... . ... , .. .... .... ... ......... ........ ...... ....... ...... ... ..... ...... ... .... ....... ... ....... ..... ..... .
Résumer en quelques lignes la réponse à votre instruction :
...•... ... ............ .... .. . ··· ······ ·· ···· ··· ·· · ··· ··· ···· ··· · ···· · ···· ···· · ··· ··• ···· ··· · ··· ···· •··· ··· ·· ·· ·· ··
L'opération s'est-elle déroulée correctement?
0 Oui
... .. .... ...... ............. .
0Non
Justifier : ..... ... .... .. .... ...... ..... ..... ... ..... ...... ... .... ........ ..... ... .
3 7_ TEST DE COMMUNICATION
Quelle instruction peut-on utiliser pour tester la présence du nouvel hôte sur le réseau ?
Syntaxe de l'instruction à utiliser: ....... .. .. .. .... .. .... ........ . ..
Résumer en quelques lignes la réponse à votre instruction :
L'hôte est-il présent sur le réseau?
Justifier: ..
286
t•h
Automatismes du bâtiment
0 Oui
ONon
Comparaison :
t(t~
commutateur - concentrateur I I J•'
Situation : Votre professeur vous fournit un
concentrateur ou un commutateur avec sa
documentation technique ainsi qu ' un poste
informatique équipé d'un logiciel de simulation de
réseau (Packet Tracer de Cisco Systems par exemple).
Référentiel :
Savoirs abordés : S4-7 Réseaux communicants pour
l'habitat et le tertiaire
Compétences développées: C1 -3, C2-7, C2-10, C3-3
Les commutateurs ou les concentrateurs sont les points centraux des architectures en étoile.
Ils régénèrent et transmettent les trames.
Symbole : Ces constituants n'ont pas de symboles définis. Nous
utiliserons les symboles ci-contre pour la suite de l'exercice.
1L
Concentrateur
i//fj/j/1
Commutateur
r/il/1
ÉLÉMENTS DE CHOIX
Nombre de ports
-- - --- ---
Tension d'alimentation
IIiD.U
2 7_ CARACTÉRISTIQUES
Pour l'appareil en votre possession, renseigner les caractéristiques suivantes.
L'appareil en votre possession est un:
0 concentrateur
O commutateur
Constructeur : .. . ..... ... . .... . .... . .. .. . .. ... . ... .
Référence : .......... ... .. .... ... ... .. ...... ... ...
Alimentation : ..
Nombre de ports :
Débit :
0 10 Mb/s O 100Mb /s O automatique Nombre de DEL de visualisation par port : .. ...... .
Signification des DEL : .. . .. .. . .. ... .. ... . . .. . . .. .. .
3L
...... .... .
.. .. ... ........ ..... . ........ .. ... ......... .... ..... ............. ... ... .
FONCTIONNEMENT
Nom du logiciel de simulation réseau :
3.1 Réseau avec concentrateur
Adressage
Sur le poste informatique désigné par votre professeur, ouvrir le fichier correspondant ( ... ..... ................ .
. .. ... ... . ... ....... .. ... .) puis attribuer à chaque poste client, les adresses IP fournies par votre professeur.
PC 3
IP :
Matériel 19.2 - Comparaison : commutateur - concentrateur
•t 287
~O
t, ~ , - - - - -- - - - -Ma ene
- - - - - - - - - - --
--
1J...
Test
Réaliser un ping du PC 1 vers le PC2.
- Syntaxe de l'instruction : ... .. .. .......... ... ... .... .. .. .. .. .... ... ... ... .. .. .... . ........ .... ................. ... ........ .. ... ..
- Que doit-il se passer ? ........ .. .................... .
- Exécuter l'instruction. Que se passe-t-il ?
- Tracer le trajet et le sens des trames.
PC.
3.2 Réseau avec commutateur
Adressage
Ouvrir le fichier ... ... ..... ... ... ........ . .. ....... , attribuer les adresses IP à chaque poste client.
Test
a. Réaliser un ping du PC 1 vers le PC2.
- Syntaxe de l'instruction : .......................................... ... ........ .. .. .. .... ....... .. ... .
- Que doit-il se passer? ............................. .... ..... ... ... ... .
- Exécuter l'instruction. Que se passe-t-il ? ..... .... ...... .... . ..
- Tracer le trajet et le sens des trames.
b. Réaliser un ping du PC 2 vers le PC3.
- Syntaxe de l'instruction : .... .... ............ .......... ...... ... .
- Que doit-il se passer ? ............ .. .. ..... ...... ... . ... ... ......... ... ......... ......... ..... ................. ..... ... ....... ... . .
- Exécuter l'instruction. Que se passe t il? ..... .... ........... .. ..
- Tracer le trajet et le sens des trames.
PC~
PC•
- - - - - - . . ~ -.
- - - - ~P
~C:!lf-=a
2 ..
4 7_ CONCLUSION
D'après vous, lequel de ces deux dispositifs transmet les informations le plus efficacement ?
Justifier : ... ................ ..... ... ... .... ..... ..... ........... ... ........ ... ...... ..... ...... .. .. .... ...... ... . .... ..... ..... .... ..
288 flh Automatismes du bâtiment
_
< )çon
Alarme intrusion _
'-
Situation : Les locaux professionnels présentent des risques de
cambriolage du fait des biens qu'ils renferment. Comment protéger ces
locaux ? Comment choisir un système anti-intrusion adapté ? Comment
raccorder les différents constituants ? Comment les configurer ?
À l'issue de la leçon, vous serez capable de choisir et de mettre en œuvre
une alarme intrusion.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.8
Automatismes du bâtiment
Compétences développées :
C3.1, C3.4
En 2009, plus de 450 000 cambriolages ont été répertoriés en France.
Habitat
Principalement l'après-midi
Lieu
= Moment
Porte : 85 % ; Fenêtres : 8 % ; Autres : 7 %
Point d'entrée
Tertiaire
Principalement la nuit
Porte : 30 % ; Fenêtres : 60 % ;
Toits, fenêtres de toit, aération, ... : 10 %
Dans 90 % des cas, le déclenchement d'une sirène d'alarme suffit à faire fuir le cambrioleur.
7_ SYSTÈME D'ALARME
Un système d'alarme à pour vocation :
- d'assurer la surveillance et la protection d'un local,
- d'avertir, localement et à distance, de toute alarme se produisant,
- de dissuader le cambrioleur,
- d'offrir la possibilité de disposer d'une télésurveillance du local,
- de pouvoir assurer la sécurité des personnes (avec la fonction« appel d'urgence» ou le « bouton agression »),
- de permettre une négociation des cotisations d'assurance.
1 .1 Norme et certification
Il n'existe pas de normes sur l'obligation d'équiper un local avec une alarme intrusion. Mais la norme
NF-A2P (Alarme Protection Prévention) délivrée par !'AFNOR* et le CNPP* atteste du niveau de résistance des appareils d'alarme aux essais de neutralisation (brouillage, désactivation, destruction, ...).
Elle classe le matériel d'alarme en trois niveaux selon le risque encouru.
Type
1. Risques
légers
1
Logo
Caractéristiques
@P.}
Un bouclier : matériel de type 1. C'est le moins résistant aux attaques, il est destiné aux
habitations sans objet de valeur et peut être installé par des installateurs agréés.
•
•
•
0
2. Risques
courants
@P.}
00
3. Hauts
risques
@P.}
000
Deux boucliers : ce matériel de type 2 est plus résistant, il est destiné aux locaux < 600 m2 :
- locaux professionnels (petit commerce, tertiaire, artisanat, .. .), locaux administratifs,
- villas, appartements, magasins, bureaux, entrepôts ou ateliers.
Il peut être installé par des installateurs agréés.
Trois boucliers : ce matériel de type 3 assure un niveau de sécurité très élevé, il est destiné
aux locaux> 600 m2 ou aux banques, bijouteries, magasins Hi-fi Vidéo, locaux administratifs,
ainsi qu'aux habitations contenant des objets de grande valeur (bijoux, tableaux, ...).
Il doit être installé par des installateurs agréés APSAIRD**.
* AFNOR: association française de normalisation; CNPP: Centre National de Prévention et de Protection
** APSAIRD: Association Plénière des Sociétés d'Assurance Incendie et Risques Divers
Leçon 20 - Alarme intrusion
riIl 289
Application 1 : Quel type de matériel labélisé NF-A2P doit-on installer pour protéger?
- le dépôt(< 600 m2) d'une entreprise d'électricité domestique: .. ... ...... ... ... .. ...... .. ....... ...... ...... ....
- une habitation(< 600 m2) contenant une copie du tableau de la Joconde : .. .. ..... ... .. ..... ............ ..
- une bijouterie(< 600 m2) : .....•...... . ...... . .. .. ......... . ... .. .. . . . ...... . .... .... . . • . . • . .. .. .. . .. • . . • . . ..... .. .. . .. . . . ... . ...
1.2 Détecteurs
Détecteur de passage
Détecteurs de mouvement
Détecteur infrarouge
Détecteur hyperfréquence
Détecteur double
technologie
Barrière infrarouge
Détecte la chaleur des
corps vivants
Utilise les deux
Détecte le déplacement
technologies ~nfrarouge et
des corps vivants grâce à
l'effet Doppler
Doppler) pour limiter les
fausses alarmes
À contacts magnétiques
Détecteurs de bris de vitre Détecteur de bris de vitre
.
.
et Chocs
aud rosornque
Détecte le passage entre
deux points
Détecteurs d'ouverture
Sabot de porte de garage
•
Détecte la disparition de
la partie mobile (aimant)
Détecte les chocs sur la
vitre
Détecte le bruit du bris de Détecte la disparition de
glace
la partie mobile (aimant)
Détecteurs techniques
Détecteur d'inondation
Détecteur de fumée
Détecteur de coupure de courant
•
•
t
...
290 flh Automatismes du bâtiment
1.3 Type de détection
On peut définir trois types de détection intrusion.
Détection
Périphérique
Périmétrique
Volumétrique
Zone
protégée
(en rouge)
Principe
Moyens
de
détection
Déclenche une alarme préventive
(projecteur par exemple) dès
qu'un détecteur de mouvement
extérieur détecte un intrus
L'alarme se déclenche dès qu'un L'alarme se déclenche lorsqu'un
détecteur d'ouverture placé sur détecteur de mouvement
une porte ou une fenêtre détecte intérieur détecte une présence
l'ouverture de l'issue
dans l'espace protégé
Détecteurs de mouvement
Détecteurs bris de vitre
(chocs ou audiosonique)
détecteurs d'ouverture
Détecteurs de mouvement
Exemple d'implantation d'un système de protection pour un commerce (< 600 m2)
Symboles
Centrale
Détecteur volumétrique
Détecteur volumétrique 360°
~
<l~
-'Ei,
1
Détecteur magnétique d'ouverture
B
Détecteurs de bris de vitre et de chocs
~
Sabot
E::=3
Détecteur de bris de vitre audiosonique
@
Barrière infrarouge
0==
Magasin
'
~~
Sirène
[]:::J
Clavier de commande
g
Clé de commande
~
e
Sanitaires
E>
Couloir
Application 2 :
Sur le schéma ci-dessus, entourer :
- en bleu, les détecteurs réalisant la protection périphérique,
- en rouge, les détecteurs réalisant la protection périmétrique,
- en vert, les détecteurs réalisant la protection volumétrique,
- en noir, les moyens de dissuasion.
Leçon 20 -Alarme intrusion
rl•I 291
2 L RAPPEL DES DIFFÉRENTES TECHNOLOGIES
2.1 Technologie filaire
Le câble qui relie chaque détecteur comprend trois paires de conducteurs.
Détecteur
Boucle
de détection
centrale
1
1
1
1
1
J
1
Boucle
d'autoprotection
1
1
_
.J
1
_
J
t--...._-======---'--======~J Alimentation
Les autres éléments sont connectés à la centrale.
2.2 Technologie bus
Tous les éléments du système sont alimentés et communiquent à l'aide d'une même paire de conducteurs.
Détecteurs
Alimentation du bus
Sirène
. ((((((((
Interface radio
Panneau de contrôle
intérieur
Centrale
'
Commande radio
2.3 Technologie radio
La technologie radio ne nécessite aucun câblage, la liaison entre la centrale et les différents éléments se
fait par signal radio sécurisé (double transmission simultanée à 868 MHz) et leur alimentation par des piles.
Centrale radio
) ))) ))))
)) )) ))))
~~ Sirène
~~~ Radio
~
Détecteurs
intrusion
Détecteurs
techniques
292 llh Automatismes du bâtiment
Interface
filaire
-
3 7__ SYSTÈME À BUS
La technologie à bus allie la sécurité des centrales filaires à la simplicité de mise en œuvre d'un bus.
Ces systèmes utilisent des liaisons RS485* pour transmettre les informations. De plus, Ils offrent de
nombreuses possibilités d'extensions grâce aux modules proposés par les fabricants.
Le transmetteur téléphonique appelle les numéros
préprogrammés en cas de déclenchement
Le module GSM/GPRS contacte
le destinataire par SMS
GSM
• •
--
Le correspondant
Ligne
est prévenu par sms ~----te_ï_é_p_ho_n_i_q_u_e
ou message oral
Réseau de
télécommunication
t
A-
Site de télésurveillance
Prévient les
correspondants
ou envoie sur place
une équipe
d'intervention en
cas d'intrusion
Pilotage _ _.,.
à distance
via Internet
Internet
". i:
•
détecteurs et les éléments de commande,
- déclenche les moyens de dissuasion et
d'alerte en cas d'intrusion.
Module Ethernet
Permet la transmission des alarmes et la
.-----;télémaintenance via LAN/WAN
Bus détection 1 . .
~ - - - - -......:.:===r-- - - - B u s technique L1a1son RS 485
- Paramétrage
du système
~
- programmation
m
des clés d 'accès O
- maintenance
2i
Détection
intrusion à bus
~
:b
Module audio
dispositif de levée
de doute audio.
Transmet le son sur
le bus audio
La centrale :
-~
\
1 analyse les informations fournies par les
Périphérique
audio
Dispositifs
de dissuasion à bus
(4 canaux)
·coss-11
Audio Mux •
-
>)) ((c
Periphérique radio
Permet l'utilisation de constituants radios
Modules
d'extension
de zone filaire
Permet l'utilisation
de constituants filaires
Interface
utilisateur
) \
"'
C:
Contôle d'accès
C:
ci
Badge de pro,;m;té •
:
~---+Carte
magnétique '25)
.E
..."'e:!
- clavier mural
- télécommande radio
- badge ou une carte à puce
permettent l'activation et la désactivation, totale ou partielle, du système
ltt-1----,
IJ
Lecteur de ba<lge .
0
n
Un écran de contrôle situé à l'intérieur du site donne accès aux différentes
actions et informations de la centrale
V~
•
·?
~
:;.\=
Verrooillage
de
Alimentation
supervisée
Permet d'automatiser
le fonctionnement
de certains appareils
• Liaison RS 485 : liaison série asynchrone supportant des débits allant jusqu'à 12 Mb/s sur des distances maximales de 1 200 m.
Leçon 20 - Alarme intrusion
ri•t 293
Synthèse : Alarme intrusion d'un magasin
On vous demande d'étudier un système anti-intrusion filaire pour équiper le local d'un revendeur
de matériel électrique.
Le système anti-intrusion doit réaliser une protection :
• périphérique de la vitrine par détecteur infrarouge,
• périmétrique de l'ensemble du local,
• volumétrique du hall d'exposition et de la réserve par des détecteurs bi-technologies,
• incendie du réfectoire par détecteur de fumée,
et permettre :
• d 'activer et désactiver le système depuis un clavier extérieur à code,
• d'assurer la commande de la centrale et la visualisation des derniers évènements depuis un
panneau de contrôle avec écran LCD, situé à l'intérieur du site,
• d 'émettre un SMS sur le portable du propriétaire en cas d' intrusion.
La dissuasion est réalisée par une sirène intérieure, une sirène extérieure auto-alimentée avec flash
et par l'allumage de l'éclairage du hall.
Plan du site (hauteur sous plafond : 3 m)
Vitrine
Hall d 'exposition
Réserve
Bureau
Réfectoire
WC
Échelle ~
1. Choix du matériel
Type de matériel : Surface du local : ............... .............. 0
Nat ure des risques encourus : 0
Type de matériel à utiliser: 0
risques légers
type 1
0 type2
0
<600 m2
risques courants
0
0
0
> 600 m2
hauts risques
type3
Protection périphérique : Longueur de vitrine à protéger : ......... ••••••••••••• ••••• • •• • •••• •••••••• • •••••• •• ••••••••••
Technologie à utiliser : .. ..... ...... Portée: ... .. .... .... Nombre de détecteurs : .............
Référence : ........ .................... ......... .
Protection du hall : Dimensions : ... ..... .. . .... ........ Technologie à utiliser : .......... ..... ... ........ . ••••••••••• • •
Portée: · ·· •··· ·· · ··· Nombre de détecteurs : .. . . .. . . . . . .. Référence : .. ..... .. ... .... ... ..... .. .. ...... ....
294 llh Automatismes du bât iment
·-
Protection de la réserve : Dimensions : .. . .. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . Technologie à utiliser : ··· ·· ···· · ····· · · · · ·· • ·· •· · ·· •
Portée: . . .. . ..... . .. Nombre: ... .. ... . ... Référence: ...... . .. .... ... ... .... .... ..... ... ... ... .. ... ...... ...... ...... ... ...
Protection incendie du réfectoire : Technologie à utiliser : .. ... ..... .... ... · ··· · · · ······ · · ·· · ·· · · · · · · • ·· • ·· · ·· · ·· ·· ·· · · ·
Nombre: •••• •• ••••• •• Référence: .. . . ...... . . . . . ...... . . .. . .. . ... .. . . . .
2. Choix de la centrale
On affectera une zone par type de détection.
Référence : ... . .. ....... ... ......... ...... ... ....
Justification : ··· ··· ·· ··· ·· ·· •·· •·· ·· ··· •·· · · ··· ·· ·· ··· ·· ···· ·· ·· · ···· ····· ··· · ········· ··· ····· · ····· · ······· · ·· · ····· · ······· ······ · ···
•••••••••• ••• . ..... .. . .. .. ... . .. · · ·· ·· · •·· · ·· ·· · ··· ·· · ··· · · ·· · ······ · ··· · ·· · ·· · · ·· ······· · · · · ····· · · · · · · · ·•···· · · ····· · ·· · ·· · ·· · ···· · ···
,
Modules supplémentaires :
- fonction : ... ..... ..... .......... ...... .... ..... .. ... ..... ...... ..... ...... ............ ... . Référence : ... .... .... .. ... ... .. .......
- fonction : .. . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . Référence : .... ..... .... ...... .. .. .... .
-fonction: ....... . .. . . .. . . ··· ····· ·· · · ·· ··· · ·· · · · · ·• ···· · ··· · ... . .... . . . ... . . . . ..... . . . Référence : .. .. ... .. ...... ... ..... .... .
3. Choix de la batterie NiMH pour la centrale
Les centrales sont équipées d'une batterie de secours en cas de coupure secteur. Cette dernière
doit assurer au système une autonomie de fonctionnement d'au moins 36 heures. Le choix de la
batterie est fonction de l'installation.
Calcul de l'autonomie du système
Produit
Consommation unitaire
Consommation totale
(mA)
Quantité
Centrale filaire
20
X
Clavier
5
Détecteur
de mouvement
1
=
20
X
=
•• •••
7
X
=
•• •••
Détecteur de mouvement
bi-technologie
18
X
=
.... .
Détecteur
de mouvement spécial
animaux
28
X
=
.....
Détecteur technique
18
X
=
... ..
S : Somme des consommations totales (mA) 1
l
Référence
Batterie
Capacité incluant
20 % de marge
Nombre d'heures de fonctionnement
BATNiMH2
2 000 mAh
2 000 X 0,8 = 1 600 mAh
Nombre d'heures = 1600/S* = .... .. .. .. .. .. .. ... .... .... ... ... .... .. ...
BATNiMH4
4 000 mAh
BATNiMH8
8 000 mAh
* S = Somme des consommations totales en mA (voir tableau précédent)
Référence de la batterie retenue
....... ........ ... ........ ... .............. ...... ... ........................ ... ........ .... ...
Leçon 20 - Alarme intrusion
ri•t 295
4. Commande du matériel
D'après vos réponses et la documentation technique, rédiger le bon de commande.
Protection
Type de détecteur
Caractéristiques
Référence
Nombre
Périphérique
Péri métriq ue
Volumétrique
Incendie
Centrale
5. Implantation des détecteurs
• Placer les détecteurs sur le plan ci-dessous afin de satisfaire au cahier des charges.
• Tracer les zones de détection des détecteurs de mouvements.
Symboles
Vitrine
Hall d'exposition
Centrale
~
Détecteur volumétrique
<]~
Détecteur volumétrique 360°
-8, '
Détecteur magnétique d'ouverture
E3
Détecteurs de bris de vitre et de chocs
(!)
Sabot
E=3
Détecteur de bris de vitre audiosonique
@
Barrière infrarouge
0~ ==ei
Sirène
[tJ
Clavier de commande
lffll
Clé de commande
[!]
'
1
,
Réserve
Bureau
Réfectoire
WC
Échelle ~
• Raccordement : Tracer les connexions des détections périmétrique, volumétrique et incendie sur
le schéma de la page 297 en vous aidant de la documentation technique pages 298 à 300.
Pour des raisons de clarté, seulement deux détecteurs de chaque type ont été représentés.
296 flh Automatismes du bâtiment
Détecteurs de bris de glace
Détecteurs de mouvement
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
..."'
N
N
N
Lt)
N
ID
N
~
Cl)
.... ·-
,-.
:::1 :::1
Cl)
Cl)
....
Lt)
N
C'
00
ID
N
() C
'CD
"'
.c
()
"'
N
,-.
0
00
- 1 ..
Cl)
C .,
"'
C
0
ën
:::1
N
"'
"'
..."'
~
C
'j'
~
"'
"'
ID
"'
C
n,
Lt)
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:::1
Cl)
·c
l:;;
•Cl)
i
"'
"'
"'
Cl)
0
:;
0
0
:::J
l'J
0
1
►
:8
7 .6
~.:..·-..~-l;
5
4
3
2
1
5
4
3
2
1
987654321
l'I>
-.s·..
:Ï
C
<I>
:::J
N
~
"
....
..."'
.......
N
~
,I")
iii"
0
....
·s;
n,
3
C
Cl)
00
~
1
..
Cl)
e
Clavier intérieur
Sirène
intérieure
Sirène
extérieure
w
L
®
Éclairage
hall
- -~ .
' N ,r
J
N
N
~
Documentation technique
Caractéristiques du matériel
-
-
Centrale
S332 22F
S334 22F
Clavier
Référence
Technologie
filaire wire-led contrai
Commande à code
56783
Alimentation
secteur + batterie NiMh
Commande à badges
RFID
MYXTY
sur centrale
Panneau de contrôle
LCD
Proxiom
400
Synthèse vocale
Fonctions
-
centrale, clavier, sirène
Clavier (commande et
programmation)
Exemple de volume de détection
commande + programmation
Détecteur de mouvement infrarouge
IP54 S138-22F
Nombre d'entrées boucles
filaires alarme paramétrables
4
8
-
Nombre de claviers filaires
connectables
4
Nombre de sorties pour sirène
filaire intérieure/extérieure
1/1 (il est possible de raccorder
plusieurs sirènes par sortie)
Nombre de sorties relais filaires
programmables
0
4
Détecteur de mouvement Détecteur de mouvement Détecteur de mouvement
infrarouge S136-22F
infrarouge IP54 S138-22F hi-technologie S139-22F
Détection
infrarouge
infrarouge
infrarouge/hyperfréquence
Inhibition de
détection animaux
-
oui
-
Portée et angle de
détection
0 18 m-360°
portée réglable de 2 à 12 m
par commutateur et angle
de 90° réglable
12 m - 85°
S232-22X
S233-22X
S234-22X
S235-22X
T° d'un congélateur
Présence secteur
T°deslocaux
Dégats des eaux
- 12 °C
18 mn ou 5 h
d'absence secteur
déclenchement :
+ 5 °C
réenclenchement :
+ 7 °C
minimum : 2 mn
Transmetteur
GSM G442-30X
Carte transmetteur LS
RTC S490-22X
Détecteur coupure de
ligne téléph. 905-21 X
Filtre maître
ADSL 900-99X
bi-bandes
900/1 800 MHz
-
-
-
filaire
Centrale LS par connecteur
embrochable
-
-
Type de détection
Plage et seuil
de détection du
capteur
Transmission
GSM
Liaison centrale/
transmetteur
S151-22X
S152-22X
Type de détection
détecteur fumée
détecteur de chaleur et de vitesse d'élévation de
température
Couverture moyenne
50 m2
30 m2
298 (lh Automatismes du bâtiment
Sirène S411-22F
Puissance
acoustique
Sirène avec flash S432-22F
105 dB à 1 m
105 dB à 3 m
114dBà1m
paramétrable sur centrale
20 s à 3 mn
Durée de la
(alarme : paramétrable sur centrale 20 s à 3 mn)
sonnerie et du flash coupure de câble : 30 mn pour S411 /90 s pour S432
10 à 14 V par centrale
9 à 15 V par centrale
Alimentation
Sirène S430-22X
8 à 15 V par centrale
2 Ah, BATPB2
Batterie de secours
Schémas de raccordement
+ 12 V
masse
Gia D1
Bus commande
ClaD2
ClaA1
auto-protection {
Clavier
non câblé
Contact
d'ouverture
boucle détection {
ClaA2
boucle {AP1
d'auto-protection
AP2
boucle {
d'auto-protection
boucle {
détection NC
Détecteur
de
mouvement
12
v{:
non câblé
boucle {
d'auto-protection
12 V
masse
12 V
masse
Sirène
auto-alimentée
Sirène non
auto-alimentée
+M
Détecteur
technique
+M
boucle {
d'auto-protection
Leçon 20 - Alarme intrusion
ri•I 299
Bornier de la centrale
Zone 1
masse
Zone 2
masse
Zone 3
masse
Zone4
masse
masse
Zone 6
masse
Zone 7
masse
Zone8
masse
alimentation
détecteurs
sorties relais
centrale 1
sorties relais
centrale 2
sorties relais
centrale 3
sorties relais
centrale 4
{
{
{
{
{
entrées boucles filaires
alarme paramétrables
Zone 5
Cla D1
+ 12V Det
ClaD2
+ 12V Det
ClaA1
+ 12V Det
ClaA2
SPrg 1 NO
SPrg 1 CO
SPrg 1 NF
SPrg 2 NO
SPrg 2 CO
SPrg 2 NF
SPrg 3 NO
SPrg 3 CO
}
bus commande
EAp E
- auto-protection entrée filaire
E M/A
- entrée de commande marche/arrêt
EApS
- auto-protection sirènes
EApC
- auto-protection commandes
SS
- sorties sirènes non auto-alimentées
SS
- sorties sirènes auto-alimentées
+ 12VS
- alimentation sirènes
masse
SPrg 4 NO
+ 12V P
SPrg 4 CO
- alimentation autres produits
masse
masse
Exemple de connexion d'une entrée zone
Connexion d'une boucle de détection
Détecteurs
300 llh Automatismes du bâtiment
Situation : Les établissements doivent être protégés contre
les incendies. Suivant leur catégorie, les systèmes de sécurité
incendie (SSI) à mettre en place sont plus ou moins complexes.
À l'issue de la leçon, vous saurez choisir un équipement
d'alarme incendie, identifier ses constituants et effectuer les
raccordements.
Référentiel :
Savoirs associés : S4.8 Automatismes du
bâtiment
Compétences développées : C2-4, C2-5,
C2-6, C2-7, C3- 1, C3-3, C3-4
Les conséquences d'un incendie peuvent être dramatiques :
• mort ou brûlures pour les occupants,
• cessation d'activité pour trois entreprises sur quatre après un incendie,
• pollution par l'écoulement des eaux d'extinction et les fumées émises.
Il est nécessaire de mettre en place un système de sécurité incendie (551) permettant de détecter 1
le plus rapidement possible un début de sinistre.
'
1 7_ ORGANISATION GÉNÉRALE D'UN SYSTÈME
,
,
DE SECURITE INCENDIE (SSI)
TRAITEMENT
DÉTECTION
Déclencheur manuel (DM)
0
ÉVACUATION
~
Évacuer en informant
public à l'aide
e signaux visuels = =
sonores
• 1 Compartimenter pour
..
limiter la propagation
du feu et des fumées
••
·+·
r..,
~
•••
oao G}
t:J
Q
~g ~
Détecter le feu
précocement
DÉSENFUMAGE
..-- - - - Désenfumer pour
protéger les personnes
des f umées
COUPURE DES ALIMENTATIONS POUR
FAVORISER LES INTERVENTIONS
Déclencheur
automatique(DA)
Traiter les données
issues des déclencheurs
et commander
les sorties
Remarque : Suivant la catégorie d'établissement à protéger, le système de sécurité incendie ne
comportera pas la totalité de ces éléments.
Leçon 21 - Sécurité incendie
ri•t 301
- '11
leçon
/..1
Application 1 :
/
SÉCURITÉ INCENDIE SECUR27 '
1
Entourer sur le système de
sécurité incendie ci-contre :
• en rouge, les éléments qui
assurent la détection,
• en vert, la partie traitement,
• en bleu, les éléments qui assurent
l'évacuation,
• en noir, le compartimentage.
..
, _____________________________ ,,
1 .1 Principaux détecteurs automatiques
Courbe de développement du feu
Détecteur
optique
de fumée
Détecteur
Détecteur
de flamme
infrarouge ou
ultraviolet
Détecteur
thermovélocimétrique
et thermostatique
60°c
Naissance
de l'incendie
Émission
de particules
Détecteur optique
de fumée
Il
Émission
de fumées claires
Détecteur linéaire
de fumée
de fumées sombres
Détecteur de flamme
infrarouge ou ultraviolet
Détecteur de chaleur
thermovélocimétrique
• Particulièrement adapté • Particulièrement
• Particulièrement
• Particulièrement
pour les feux couvants
adapté pour les feux
adapté pour les feux
adapté pour
qui mettent longtemps
à évolution lente
à développement rapide
les débuts d'incendie
à se déclarer (matelas,
produisant beaucoup
(produits inflammables).
occasionnant
poubelle, canapé, ...)
de fumée.
• Détection
un développement
et qui sont les plus
• Détection par mesure
des rayonnements
anormalement rapide
courants.
de l'opacité des fumées
infrarouges ou
de la température
• Détection par réflexion
blanches ou noires qui
ultraviolets émis par
ou un dépassement
d'un faisceau
traversent le faisceau
les flammes.
de seuil (60 °C}.
de lumière sur
laser émis par le boîtier • Surface maximale
• Détection par mesure
les particules de fumée.
et renvoyé par le
de détection d'environ
de la température
• Surface maximale
réflecteur.
550 m2
ambiante à l'aide
de détection d'environ
• couverture de grandes
d'une thermistance
60m2.
distances évitant ainsi
associée à
l'emploi de plusieurs
un microcontrôleur.
détecteurs.
• Surface maximale de
• détection jusqu'à 100 m.
détection d'environ 30 m2.
302 llh Automatismes du bâtiment
'11
, Lecon
- ·1
1 .2 Déclencheurs manuels
Le déclencheur manuel permet de déclencher l'alarme en pressant sur une membrane
déformante ou en brisant la vitre protectrice. Il doit être placé à 1,30 m du sol, à
proximité de chaque issue et des escaliers, au rez-de-chaussée et à chaque étage
dans les circulations.
Application 2 :
Suivant la situation, déterminer le type de déclencheur.
Ty~e d'incendie
Dans un entrepôt, un bidon
d'essence s'enflamme
Un incendie se déclare dans la
réserve d'un maqasin
Une cigarette se consume sous
une couette
Déclencheurs à utiliser
Tvoe d'action
Automatique
Une personne brise la glace
Automatique
1.3 Traitement des alarmes incendie
La partie« traitement » est le cœur d'un SSI (Système de Sécurité Incendie).
Elle doit:
• Recevoir les informations de détection issues de l' installation.
• Avertir les occupants et provoquer l'évacuation du local.
• Indiquer la situation du sinistre à l'aide de voyants.
• Mettre en action les systèmes de compartimentage et de désenfumage.
Suivant la catégorie d'établissement, l'effectif, le nombre d'issues, la fonction traitement peut être
assurée par un seul ou plusieurs appareils.
Pour un SSI de base, les fonctions de traitement
des données et de commande des mises en
sécurité sont réalisées par un tableau d'alarme
simple.
Détection
incendie _____,
manuelle
Pour un SSI de catégorie plus élevée, le traitement est réalisé par un Équipement de Contrôle et de
Signalisation {ECS) associé à un Centralisateur de Mise en Sécurité Incendie {CMSI).
I'
1 1
1
1
1 Détection _
__.~
1 incendie
1
1
1 1
1 1
Signalisation sonore,
H-1► compartimentage,
désenfumage, ....
1 1
1 1
1
'--------------
Système de détection incendie SOI
'
-
Pour permettre le fonctionnement
du système de sécurité incendie,
même en cas de coupure d'énergie,
il faut ajouter une Alimentation
Électrique de Sécurité (AES)
Système de Mise en Sécurité Incendie SMSI
Remarque : l'ECS et le CMSI peuvent être regroupés dans un même boîtier.
Leçon 21 - Sécurité incendie
rl•I303
'11
Leçon
~-
1 .4 Évacuation
L'alarme sonore doit être audible par tous afin de prévenir les occupants d'évacuer les lieux. C'est
un signal sonore 2 tons défini par la norme NF S 32-001 .
Le matériel utilisé peut-être:
• Des Diffuseurs Sonores (DS) en nombre suffisant pour que le signal d'évacuation soit
audible en tout point du bâtiment et conforme à la norme française NF S 32-001, classe
A (87 dB) ou classe B (95 dB).
• Un Bloc Autonome d'Alarme Sonore (BAAS) qui dispose d'une autonomie grâce à sa
batterie et qui peut être doté d'un flash (BAAS type Sa) ou d 'un flash et d'un message
préenregistré (BAAS type SaMe).
• Un diffuseur d'Alarme Générale Sélective (AGS) qui doit être identifiable uniquement
par le personnel mais doit rester audible en tout point de l'établissement (sa tonalité est
différente de celle des autres alarmes sonores et d'environ 60 dB).
-
Les issues de secours sont déverrouillées par l'alarme ou par action sur un déclencheur
manuel d'issue de secours (libération des ventouses électromagnétiques).
1.5 Compartimentage
Le compartimentage permet de limiter la propagation du feu et des fumées en fermant des portes
coupe-feu.
Les portes coupe-feu sont construites avec un matériau incombustible et sont placées à l'intérieur
des bâtiments.
Exemple:
Le Dispositif Actionné de Sécurité (DAS)
maintient en position ouverte les portes
coupe-feu à fermeture automatique. Il
est commandé par rupture du courant.
1 . 6 Désenfumage
Le désenfumage a pour objet d'extraire, en début d'incendie, une partie des fumées et des gaz de
combustion afin de maintenir praticables les cheminements destinés à l'évacuation du public et de
faciliter l'intervention des secours.
Le désenfumage peut se réaliser naturellement ou mécaniquement.
Exemple d'évacuations naturelles des fumées
304 llh Automatismes du bâtiment
'11
Leçon
.. 1
1.7 Coupure d'urgence
Pour intervenir en sécurité et limiter les risques de courts-circuits ou d'explosions, il faut pouvoir
couper l'alimentation électrique très rapidement (ainsi que le gaz).
Les équipements de coupure d'urgence doivent
être accessibles facilement par les pompiers.
Ils sont placés dans des zones accessibles au
personnel uniquement.
La coupure d'urgence permet de couper en charge
en une seule manœuvre tous les conducteurs actifs
(le réarmement ne peut avoir lieu qu'après une
action volontaire de déverrouillage).
Les locaux et équipements suivants doivent être
équipés de dispositifs d'arrêt d'urgence : chaufferies,
cuisines, enseignes lumineuses, escaliers mécaniques,
trottoirs roulants, ventilateurs.
Legrand
Application 3 : Sur ce schéma, retrouver les différents éléments d'un équipement de sécurité
incendie et donner la signification des sigles suivants :
DM : ..... .. ... .... ... ......... .. ... .. ..... .......... .
alimentation
230 V- • 50/60 Hz
DA : .... ...... .... .... ... ... ...... ... ....... .........
ECS+CMSI: .. ..... ..... ...... ...... ........ .. .
Boîtier
de synthèse
DS: ... ... ........................... ... .. .. .... .... .
BAAS: ... .... ....... ... .... ...... .... ............. .
Boucle 1
Boucle 2
·-- - ------ --- --------------- --'
DAS: .... .. ..... ..... ....... ........ ... .. ........ .. .
AES : ... .................... ... .... .. ... ...... ... ...
Mise en sécurité
alimentation
230 V- • 50/60 Hz
M ISE EN SÉCURITÉ
• Compartimentage
•06Hn• otc ...
• Entourer en rouge la partie SDI.
• Entourer en vert la partie SMSI.
Leçon 21 - Sécurité incendie
ri•I 305
f\~
Lecon
~ïi
2 L CHOIX D'UNE ALARME INCENDIE
La réglementation distingue quatre sortes d'établissements : les établissements recevant du public
(ERP), les établissements recevant des travailleurs (ERT}, les locaux d'habitation et les immeubles de
grande hauteur (IGH).
Les différentes catégories d'ERP :
• 1e catégorie : effectif supérieur à 1 500 personnes.
• 2e catégorie : effectif compris entre 700 et
1 500 personnes.
• 3" catégorie : effectif compris entre 300 et 700 personnes.
• 4e catégorie : effectif du public inférieur à 300 personnes
• 5e catégorie : selon le type d'établissement
Il est impératif de déterminer la catégorie de SSI et le type d'équipement d'alarme
(EA) de chaque établissement pour réaliser une installation conforme à la norme.
Le schéma ci-contre permet de déterminer le type d'équipement d'alarme EA
suivant la catégorie de SSI et le niveau de risque.
Catégorie
Le SSI caractérise l'équipement complet de sécurité incendie. L'Équipement
d'Alarme gère la signalisation sonore incendie du SSI.
551
E D C B A
d'é quipe! :~
alarme
2b
Tableau de choix de la catégorie de SSI et de l'équipement d'alarme suivant l'établissement :
1ype
ttabllssement
J
SlnJCtl.<e d'accuell - - h a o o i c a ~
L
Pars. hancllcap6es
raz c:lalssée aulnls niveau
5alles à usage d'audition, de conlift!OC<S, de r!oolons, de speciacles,
salles J)OlyYalentes et de multim!dia
o< 5%12pe<s.mlnl)
M
Restaorants. -
0
de -
> 1 ll l2pe<s.m'11)
o< 2%(4pe,s.mlnl)
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3"
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1°2"et3"
MagaslO:s: de ventes, centres commerciaux, galeries marchandes, bazafs
N
■
'> 3000
1'
2' llll._., sale ~ e }
-. 1 %(2pers.minl)
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I
I
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2"
3"
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Salle de danse hols soos-sol
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C
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A• et~•
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D
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R
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sans local à sommeil et - . , . . , , d'enselgnemem SUl)érieof
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GA
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T
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• e ou sccoodaire et.assimilé avec
1
Gares aériennes, sootemtlnes et mixtes
Hallsetsallesd'e_,
sanitai"es
w
Banques, admirlstraoons, tx,eaux
CTS
EF
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I
I
I
I
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> 2 % (4 pe<s. mini]
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~_.ITlimlJllSderetraite
Hôpitaux de )lu, loc8ux médicaux et tl1e<malisme
e-..men1s de culte
y
> 1,5 % ou > 5 %(siens. sop (2 pers. mini)
Bibaothèques, ~chives, centres de documentations
V
X
à
,c;; 1,5 %ou -.; 5% (si ens.sop(2 pers. mini)
!lablissements S!)Ottifs -
Musées et salles d'expositions à ,ocatioo cull\Jr..., scienlW,que, technique ou ;,tistique
~eau,i: tem~ et structures ttlnér.Mltes ou fixes
Etablissementflollant avec locaux à$Olllllll!II
E-..meotflottvlt sans locaux à $Olllllll!II
I
I
I
I
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I
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I
I
I
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,; 1 %(2pe,s.mirj)
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> 1 %l2pe<s. mirl)
Hlrtets.-d'altitule
~
306 lh Automatismes du bâtiment
I
I
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4°et5'
,, 2'1!13'
4' et5'
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4' et5'
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tqiipement d'alarme
211 3 4
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-
•
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• • •
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• • •
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- - •- - •
• •
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- - - - - - - - •- - - - • • •
- - - - - - - • •
• •
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••
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•
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•
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•
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■
Salle de danse en SOOS·sol
E
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-
-
-
-
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■
- •
• •
-
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•
•
•
•
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.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
"
■
■
..
•
.
.
...
'l1
Leçon
Application 4 : Pour chacun des cas suivants, déterminer le type et la catégorie de l'établissement,
la catégorie de SSI et le type d'équipement d'alarme incendie (EA) qui lui correspondent.
• Une restauration rapide pouvant accueillir au maximum 350 personnes en rez-de-chaussée
(présence handicapés > 10 %) :
• Une bibliothèque pouvant accueillir 800 personnes (présence handicapés < 10 %) :
Votre établissement scolaire: Effectif ....... ......... ...... .... ... ... Internat:
D Oui
0Non:
3 7_ CONSTITUTION D'UN SSI ET D'UN EA
SSI Catégorie A
Équipement d 'alarme incendie Type 1 (E.A.1)
ss1 Catégorie e
Équipement d'alarme incendie Type 2a (E.A.2a)
os
DM
,- -:,,r, --:=, --:=, ♦
DA
os
U.G.A.2
U.C.M.C.
u.s.
O.A.S.
Équipement d'alarme incendie lype 2b (E.A2b)
SSI Catégorie C
BAAS
de type Pr
a;;a-_
tqu;pement
d'elanne
SSI Catégorie D
__.._
1 _.
1
BAAS
- ... -1 detype S.
Équipement d'alarme incendie lype 3 (E.A.3)
--'--+-♦
-,,-;,.---.
"
[- -All;l- l.--...
...
O.A.S•
.-
E.A.
551 Catégorie E
[
Équipement d'alarme Incendie lype 4 (E.A.4)
ïxofMJ L--_,-;;;-;-;.- i i : . - - L - - - ,~ Article MS 62 - Paragraphe 3 :
..,
o.A.S.
... -.......... .
Un équipement d'alanne du type 4 peut être constitué
de tout dispositif sonore à condition qu'il soit autonome
(cloche, sifflet, trompe, bloc autonome d'alarme sonore du
type Sa associé à un Interrupteur...)
E.A.
UGA : unité de gestion des alarmes (1 avec DA, 2 sans DA)
UCMC : unité de commande manuelle centralisée
US : unité de signalisation
DCS : dispositif de commande avec signalisation
DCMR : dispositif de commandes manuelles regroupées
DCM : dispositif de commande manuelle
Leçon 21 - Sécurité incendie
ri•t 307
~·
'l1
Leçon
Application 5 :
LlHJ
--·
;...;i,IIM •...._..
' • i:
r
Ll
Identifier (en les entourant) et
nommer les cinq parties qui
constituent cet équipement
d'alanne de type 1.
En rouge :
En vert : ......... .... ............ .
•
.., ...
En bleu : ....................... .
-""""
En noir: .. ........ .. ... ...... .... .
"""""""""
En pointillés rouge : .........
T.RC.
T~dtoonfort
Cette installation est-elle
511b6NtlXtepllllec,nm:hl.m
conforme ?
Ooui
230V
0Non
Justifier :
500) Hz
.,._...,..
""""""'""""
,..........
128 para trmlmJm ~ bOucll
Legrand
Application 6 :
Quel est le type de cette
230V50/60Hz
alarme?
BAAS
Type P
DM
cable 1
1
Identifier les différentes
parties de cette alarme.
En rouge :........... .. ... ..... ...
En vert :.......... .. .............. .
En bleu : .. ............. ......... .
Cette installation peut-elle être intégrée dans un SSI de catégorie B ?
308 (lh Automatismes du bâtiment
Ooui
0Non
~1
Leçon
.. 1
Matériels obligatoires en fonction du type d'alarme :
Types d'alarme
1
2a
2b
3
Appareils obligatoires
4
Détecteurs automatiques
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
Déclencheurs manuels
)(
Tableau de signalisation incendie
Système de mise en sécurité
)(
Diffuseurs sonores (alarme générale)
Blocs autonomes d'alarme de sécurité (BAAS)
)(
Autre type de diffusion sonore
)(
4 7_ SCHÉMAS
4 .1 Plan d'évacuation
Le plan d'évacuation indique la position des différents constituants d'un système de sécurité incendie
sur le plan architectural et les voies d 'évacuation à emprunter.
j•
-1-
~
,
1
. . ••
~
• r ••
l
4.2 Schémas de raccordement pour système conventionnel
Les différents détecteurs sont raccordés par boucles filaires. L'ouverture d'une boucle provoque
le déclenchement d'une alarme restreinte (au niveau du tableau) puis après temporisation, le
déclenchement de l'alarme générale.
Exemples de schémas de raccordement (Legrand) pour SS/ A ou B (pour les catégories inférieures, il
n'y a pas de résistances)
Détecteurs manuels
Détecteurs automatiques
Ne pas mélanger sur une même boucle des DA et des DM
RFL : résistance de fin de ligne
Systèmes de mise en sécurité
Diffuseurs sonores
SC : son continu
1 cAble de cat6gorie C2
Almootatk:>n
1 paîre 1.5mm2
d~~~xv~.s. t- -= , - -ft-- - - - - - - - 1
D.A.S.
1-:----t--,--\l'--_...__=_ __,,__-::-I Issues de secours
contoct -Feu• contact UGA
+ L...-_ ____.
RFL
duC.M5.I.
SC • - - - - - - - - - - - -'- - - - - - - - - L - - - - - - - - ;
Leçon 21 - Sécurité incendie
ri•I 309
'11
Leçon
ii-1
Exemple de câblage d 'un SS/ catégorie D
--::: -:::
,::
230V50/60 Hz
~
..:::
~
1 cable
1 paire 8/10"
contact
alarme
BAAS
Type Pr
1 cable
1 paire type C2
Sa
Tableau de
s nthèse
Déclencheurs Manuels
N
Ligne de déclencheurs Manuels
(/)
DAS
M
(/)
1 Câble
1 paire 8/10".
shunt sur ta boucle
non utilisée
■■
1 cable
1 paire 8/10".
Tableaux de synthèse
Bouton Poussoir,
ouvert au repos
Hpermet d'activer
un signal sonore
sur les BAAS Sa
pendant 1Os.
Câble 1 paire 8/10".
Application 7 : Compléter le schéma de raccordement d'un équipement d'alarme conventionnel
type 1 équipé d'une AES interne.
Vous devez raccorder : deux détecteurs manuels sur la boucle 1, deux détecteurs automatiques sur
la boucle 6 et deux diffuseurs sonores autonomes. Prévoir les RFL.
81
B2
83
84
B5
B6
B7
B.P
FEU
BAAS
~~ 1
~ F2
-SC+
"'2l
-SCR
C ~.
C
DERANG. C~SI C~SI
TAC
TA
Q
SC E1 E2
Q
31 0
l•h
Automatismes du bâtiment
ll
8l
0
g.
~
230V~
C
ll
g.
~
CR
SC E1 E2
'l1
Leçon
-
1
4.3 Schémas de raccordement pour système adressable
Lorsque les appareils sont raccordés entre eux par un bus bouclé et que chacun se distingue par son
adresse, on parle de système adressable.
Dans ce cas, les différentes zones de l'installation ne sont plus définies par le câblage mais par
programmation sur la centrale. L'adressage permet de connaître par affichage sur la centrale, la
constitution de l'installation et d'en vérifier automatiquement l'état.
Il est possible d'utiliser des appareils conventionnels en les raccordant sur le bus par l'intermédiaire
d'interfaces.
Exemple de raccordement de détecteurs et d'une interface sur système adressable
Détecteur
conventionnels
-
Interface
ECS 800 adressable
ESSER by HONEYWELL
Il
~ •. '1'
I
Détecteur
adressables
Ir~
Ale<
r;---1
1
1
1
P24
1
1
1
1
...........
1
1
1
t_ _____ T-ECS ~
Les détecteurs sont raccordés en boucle. De ce fait, un incident sur le câble ne perturbe pas le
fonctionnement. La centrale continue d'interroger les détecteurs par les deux côtés à la fois.
Leçon 21 - Sécurité incendie
ri•I 311
'l1
Leçon
- 1
aL CHOIX DES CÂBLES
Les câbles d'une installation de SSI sont au moins de catégorie C2 (non propagateur de la flamme).
Pour distinguer facilement le câblage des boucles de détecteur, il est
préconisé d'utiliser des câbles rouges.
••••••:.1------
Différentes catégories de câbles sont admissibles:
• C2 Non propagateur de la flamme : si enflammé, il ne propage pas la flamme et s'éteint de lui-même.
• C1 Non propagateur de l'incendie: si enflammé, il ne dégage pas de produits volatiles inflammables.
• CR1 Résistant au feu: placé dans un foyer d'incendie, il continue d'assurer son service pendant un
temps limité (résistant au feu : 900 °c pendant 15 minutes).
Matériel alimenté
Type de câble
électrique
Dimension
Déclencheur manuel
C2 -1 paire
0 8/10 mm
Détecteur automatique
C2 -1 paire
08/10 mm
CR1
1,5 mm 2
Diffuseur sonore non autonome
Diffuseur sonore autonome
C2 -1 paire
08/10 mm
BAAS
C2
08/10 mm
Déclencheur électromagnétique à manque de tension
C2
1,5 mm2
Déclencheur électromagnétique à émission de tension pour
désenfumage
CR1
1,5 mm2
Alimentation électrique de sécurité
C2
08/10 mm
Les câbles de détection automatique devront cheminer à plus de 0,5 m des câbles
courant fort. En cas de croisement la distance minimale est de 0,2 m.
Modes de pose
Les câbles de détection doivent cheminer dans des conduits, goulottes ou chemins
de câbles réservés aux courants faibles.
d'après Siemens
Remarque : Pour les circuits bouclés, les câbles aller
et retour doivent être séparés physiquement et
mécaniquement
312 llh Automatismes du bâtiment
Situation : Votre professeur a mis à votre disposition
une centrale d'alarme, deux déclencheurs manuels et un
diffuseur sonore ainsi que leurs documentations techniques.
Vous devez réaliser et tester l'installation d 'alarme incendie
correspondant à un magasin de vente de vêtements
Référentiel :
Savoirs abordés : 54-8 Automatismes du batiment
Compétences développées : C2-4, C2-5, C2-6,
C2-7, C3-1, C3-3, C3-4
On vous demande de réaliser l'équipement alarme incendie d 'un magasin(< 30 personnes).
c;a
Déclencheur manuel
Diffuseur sonore
Réserve
Tableau
d'abonné ~
Magasin
•
- =
Centrale
Déclencheur manuel
c;n
Vitrine extérieure
1 7_ DÉCOUVERTE DU MATÉRIEL
À l'aide du matériel et de la documentation constructeur, compléter les informations suivantes :
CENTRALE : Marque . .. .... .. .. ... .. . . ..
....... .. . Référence .... ...... ..... .... .. .
Tension d'alimentation .. .. . ..... .... . .... ....... .. .. .... ..... . Avertisseur sonore interne:
Ooui
0Non
Nombre de boucles de détection ....... ........... ... ... . . Nombre de sorties diffuseurs sonores
Signalisations présentes en face avant ..
Caractéristiques de la batterie .. ...... ...... ... ..... .. .... ... ... ..... .. ... ...... ........ .... ...... .. ............. .... ........ ..... .
DÉCLENCHEUR MANUEL : Marque . .... . ... ....... . Référence . . ... .. . .... .... ..... ... .. .... .. . ..... .... .... ......
Mode de déclenchement :
0
membrane
Déclenchement/réarmement par clé spéciale :
O vitre
0
Oui
O Non
DIFFUSEUR SONORE : Marque .... ... ...... .. .. ....... . .. Référence ... .. ... .... .. .. .... ....... .... ..... .......... ...... .
Tension d'alimentation ... .. .......
... .. .... .. .. ... ... .. . ... Possibilité de son continu :
0
Oui
O Non
Puissance acoustique .... .... ......... ....... .
. Consommation moyenne ... ..... .. .. .... ..... ..
Présence d'un flash :
Son configurable :
0
Oui
Présence d'une batterie:
0
O Non
Oui
0 Oui
0Non
O Non
Vérification : Pour un magasin de vente de vêtements, déterminer :
La catégorie de SSI:
.. .... ..... .. .. ... .... ... ..... Le type d'équipement d'alarme: .. .. ..... ... ...... . .
Le matériel mis à votre disposition convient-il ?
0
Oui
O Non
Matériel 21.1 - Alarme incendie d'un magasin
•t 313
f\1 1
Matériel
'
1
h
•
r
'
L
'
\° '~
2 L SCHÉMA DE RACCORDEMENT
a. À l'aide des documentations constructeurs et du matériel mis à votre disposition, compléter les
différents borniers.
b. Tracer le schéma de raccordement.
Ph N PE
H
Centrale
DM1
L
os
DM2
ESSAIS
Réaliser le raccordement des équipements suivant les modalités indiquées par votre professeur.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Tests de fonctionnement: Pour chaque essai, noter le comportement de l'alarme (voyants, diffuseur sonore).
Actions
Constatations
Configurer le diffuseur sonore pour qu'il émette la
sonorité la plus basse possible (alarme sélective)
Raccorder la batterie de la centrale puis effectuer la
mise sous tension
Faire déclencher le déclencheur manuel
Réarmer le déclencheur manuel
Effectuer un test d'absence réseau
Faire déclencher un déclencheur manuel lors d'une
absence réseau
Effectuer après réarmement une remise sous tension
Le fonctionnement obtenu est-il correct ?
314 llh Automatismes du bâtiment
D Oui
0Non
Alarme incendie _ _ ' } jéri~
d'un atelier
1.1 ,1.
Situation : Vous devez choisir et implanter le matériel
permettant d 'assurer la sécurité contre les départs
d'incendie et la fermeture des portes coupe-feu d'une
extension. Vous préparerez les schémas de raccordement
pour un système conventionnel et pour un système
adressable.
Référentiel :
Savoirs associés
batiment
S4- 8 Automatismes du
Compétences développées : C2-4, C2-5, C2-6,
C2-7, C3-1 , C3-3, C3-4
L'entreprise dans laquelle vous travaillez s'agrandit. Un nouvel atelier de menuiserie, accessible par
un couloir, vient d'être créé.
Votre entreprise est déjà équipée d'un SSI de catégorie A. Vous êtes chargé de choisir et d'implanter
des détecteurs automatiques permettant de détecter, en tout point de l'extension, une élévation rapide
de la température ou un dépassement du seuil de 60 °c. On vous demande également de prévoir la
fermeture des portes coupe-feu 1 et 2 en cas d'alerte incendie.
Vous devrez également raccorder ces éléments au SSI.
Plan architectural de l'extension
7,6m
Couloir
E
CO
C')
1,6 m
La hauteur sous plafond est de 2,5 m. Le plafond est plat.
Ancien
bâtiment
Atelier de menuiserie
E
(0
ctS
10,2 m
Matériel 21.2 - Alarme incendie d'un atelier
'11 (l
Matériel
k i ob
1 L CHOIX DU MATÉRIEL
1.1 Implantation des détecteurs automatiques
D'après le cahier des charges, déterminer et justifier le type de détecteur à utiliser.
À l'aide de la documentation technique, déterminer pour les deux parties de l'extension les
caractéristiques suivantes.
Partie
de l'extension
Surface
maximales
surveillée par
un détecteur
Distance
maximaled
entre tout point
du plafond
et un détecteur
Il
Surface
généralement
admise An
Il
Distance
généralement
admise
Nombre
de détecteurs
nécessaires
(en fonction
des valeurs
généralement
admises)
Couloir
Atelier
En fonction du nombre de détecteurs nécessaires pour chaque partie, déterminer et tracer l'implantation
des détecteurs sur le plan architectural de l'extension de la page précédente.
Vérification : Tracer un cercle (rayon de la distance admise à respecter) autour de chaque détecteur et
vérifier qu'il n'y a pas de zones non surveillées. Si la totalité de la surface n'est pas couverte, modifier
la position ou le nombre des détecteurs.
L'implantation définie est-elle correcte ?
0 Oui
0Non
1 .2 Choix du matériel
a. Le SSI présent dans l'entreprise est de type conventionnel:
• Déterminer la référence des détecteurs à raccorder avec ce SSI.
• Déterminer la référence des déclencheurs électromagnétiques à utiliser avec ce SSI (fixation au sol).
b. Le SSI présent dans l'entreprise est de type adressable.
• Déterminer la référence des détecteurs à raccorder avec ce SSI.
• Déterminer la référence des déclencheurs électromagnétiques à utiliser avec ce SSI (fixation au sol).
316 llh Automatismes du bâtiment
- - --
(lt.f n
- - - - - -- - -- - - - - - - -- - - - -- - - - - - - M atériil
• 1••
c. Choix des câbles
• Déterminer le type de câble à utiliser pour raccorder les déclencheurs.
• Déterminer le type de câble à utiliser pour raccorder les déclencheurs électromagnétiques.
2 7.__ SCHÉMA DE RACCORDEMENT
'
SUR UN SYSTEME
CONVENTIONNEL
Tracer le schéma de raccordement :
• des déclencheurs sur la boucle 8 (ne représenter que deux détecteurs),
• des déclencheurs électromagnétiques sur la ligne DAC2 du CMSI (alimentés par une alimentation de
secours).
Bernier de la centrale
CMSI
ECS
81
82
83
8<
es
85
87
BB
~
2llY"'-' DAC1
DAC2
OAC3
DAC4
+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - +
-
00 00 00 00 00 00 00 00 ~ ie I~~ 00 00 0 <tl 00
C
DA1
. q1f
l
·O
DAS1
230V~
---,
·O·
DAS2
C
DA2
Matériel 21.2 - Alarme incendie d'un atelier
•t 317
3 7_ SCHÉMA DE RACCORDEMENT
SUR UN SYSTÈME ADRESSABLE
Tracer le schéma de raccordement :
• des déclencheur sur la boucle C (ne représenter que deux déclencheur adressables ainsi que deux
déclencheur manuels conventionnels),
• des déclencheur électromagnétiques sur la ligne n° 2 (alimentés par une alimentation de secours).
230V-
·•
·O·
DA51
DAS2
y
y
0
DA51
0
DA52
1rn1
Interface
DM1
560ohms
DM2
-c::::::1-
318 llh Automatismes du bâtiment
Documentation technique
Surface
du local
en m2
Hauteur
du local
en m
s 80
Fumée
Thermovélocimétrique
Type
de détecteur
Thermostatique
Surface maximale surveillée par détecteur
s [en m 2] et distance horizontale maximale
d [en ml entre tout point du plafond
[ou de la toiture] et un détecteur
i $ 20°
20° < i $ 45°
i > 45°
s
d
s
d
s
d
s 12
80
6,7
80
7,2
80
8
> 80
s6
60
80
40
60
100
7,2
8
60
120
9
9,9
s 40
6<hs12
$ 7
5,8
6,7
5,7
40
5,7
40
6,3
> 40
s7
30
4.4
40
5,7
50
7, 1
s 40
s4
:,;4
24
4,6
24
4,6
24
4,6
18
3,6
24
4,6
30
5,7
> 40
Règles de calcul
D La surface de détection (si et
la distance (dl de surveillance d'un
détecteur dépendent de la surface
et de la hauteur du local ainsi que
de l'inclinaison li) du plafond ou de
la toiture sur lequel il est installé.
Exemple : pour un local de 40 m2
avec une hauteur de plafond de 7 m
et une inclinaison de toit :s; 20°, la
surface maximale surveillée par le
détecteur de fumée sera de 80 m 2
et la distance horizontale maximale
entre tout point du plafond et le
détecteur devra être de 6,7 m .
l'endroit le plus éloigné de la zone
vélocimétrique, les valeurs sont de
30 m 2 de surface et 4 m de distance.
Valeurs généralement admises
Les valeurs généralement admises
sont : 60 m2 pour la surface, et 5 m
de distance entre un détecteur et
à surveiller pour le détecteur de
fumée. Pour le détecteur thermo -
Exemples d'implantation de détecteur optique de fumée
10 m
Sm
E
E
Il)
Il)
Couloir à surveiller. 26 m'. mais des zones àsurveiller
à plus de 5md'un détecteur. donc 2 détecteurs.
Sm
Local àsurveiller. 40 m' .donc un détecteur.
E
1.
2m
Couloir à surveiller, 12 m'. pas de zones àsurveiller
à plus de 5 md'un détecteur, donc 1 détecteur.
,1
20m
Couloir àsurveiller. 40 m'. mais des zones à surveiller à plus de 5md'un détecteur. donc 2détecteurs.
Matériel 21.2 - Alarme incendie d'un atelier
.,
J
l • ··1
~
'
1
Matériel
k Lis
Détecteurs automatiques adressables
Emb.
40669
40659
406 70
40660
40663
=~é
::':::: Détecteurs automatiques conventionnels
Emb.
Conformes à la norme européenne, CE DPC
Equipés d'un voyant rouge qui s'allume en cas de
détection
Zone de repérage pour indication visible de
l'adresse du détecteur
Livrés avec capot de protection pour chantier
Livrés avec socle équipé d 'une carte d'adressage
pour l'affectation d'une adresse spécifique à chaque
détecteur
Détecteur optique de fumée
Permet la détection rapide d'un début d'incendie
avant l'apparition des flammes. Surface maximum
typique de détection : 60 m'
Distance maxi typique de détection : 5,8 m
Température d'utilisation : - 20 °CI+ 60 •c
Détecteur sans isolateur pour ECS ou ECSICMSI
réf. 406 221 ou réf. 405 12
Détecteur avec isolateur de court-circuit intégré pour
ECS réf. 405 12
Détecteur de chaleur
Surface maxi typique de détection: 18 m'
Distance maxi typique de détection : 3,6 m
Température d'utilisation : - 20 °CI+ 70 •c
Thermostatique
Détecte une température supérieure à 55 •c
Thermovélocimétrique
Détecte une vitesse d'élévation de température ou
une température supérieure à 60 •c
Détecteur mulicritères
Détecte la fumée et la chaleur
Surface maximum typique de détection : 30m2
Distance maxi typique de détection : 4.4 m
Température d'utilisation O •ci+ 60 •c
Pour ECS réf. 405 12
Isolateur de courts-circuits
Peut être utilisé entre des déclencheurs manuels et
des détecteurs automatiques afin de ne pas perdre
plus d'une fonction sur un BUS adressable rebouclé
en cas de court-c ircuit
Pour ECS réf. 405 12
•
Organe intermédiaire
Certifié NF SSI
Boîtier permettant le raccordement de points
de détection conventionnels d'un même type
(détecteurs automatiques ou déclencheurs manuels)
à un tableau de détection adressable
Un organe intermédiaire maximum par boucle
adressable
Adressage physique de chaque interface par
micro-interrupteurs
Alimentation : vérifier la capacité du tableau par
rapport au système installé
Conformes à la norme européenne. CE DPC,
certifiés NF SSI
Equipés d'un voyant rouge qui s'allume en cas de
détection
Compatibles avec les ECS et ECSICMSI
adressables via l'organe intermédiaire réf. 407 29
Détecteur optique de fumée
40671 Permet la détection rapide d'un début d'incendie
avant l'apparition des flammes
Livré avec capot de protection pour chantier
Surface max. typique de détection : 60 m'
Distance max. typique de détection : 5,8 m
Température d'utilisation : - 20 •c à + 60 •c
Détecteur de chaleur
Détecte une vitesse d 'élévation de température
(thermovélocimétrique) ou une température
supérieure à 60 •c
.
.
Livré avec capot de protection pour chantier
2
Surface max. typique de détection : 30 m
Distance max. typique de détection : 4.4 m
Température d'utilisation : - 20 •c à+ 90 •c
Détecteur de flamme infrarouge conventionnel
406 73 Permet la détection de feux à développement
rapide (hydrocarbures. gaz carbonés, alcool...)
ou en remplacement des détecteurs de fumée en
environnement perturbé
raccorde directement sur les boucles de
__:.,..., Se
détection des ECS et ECSICMSI conventionnels
(réf. 405 01102/03/04/06/07/08)
Se raccorde via l'organe intermédiaire réf. 407 29
sur les ECS et ECS/CMSI adressables
(réf. 406 22 et 405 12)
Livré avec un support mural orientable
Détecteur linéaire conventionnel à relais
40674 Permet la détection de fumées noires ou blanches
sur de grandes distances (30 à 100 m) par réflexion
d'un faisceau laser (surface surveillée)
Livré avec réflecteur
Alimentation : 24 V ~ par AES externe
Consommation : 0.4 W en veille
Prévoir 0,23 Ah de capacité d'AES pour 12 h
d'autonomie
Se raccorde sur la boucle de détection par
l'intermédiaire d'un contact sec
Dim. 195 x 155 x 150 mm
L.;:::;;;::::: Déclencheurs électromagnétiques pour
Emb
,.
porte coupe-feu
Assurent pour des raisons d'exploitation, le maintien
en position ouverte de portes coupe-feu à fermeture
automatique. Eléments de DAS conformes à la norme
NF EN 11-55 et aux parties applicables de la norme
NF S 61-937. Commande par rupture du courant
• Equipement :
- Boîtier de raccordement avec élément
électromagnétique. fixation murale en saillie
- Support de contre plaque articulée pour fixation
sur porte
- Bouton-poussoir de déclenchement local
- Protection contre surtension
- Presse-étoupe
• Force de maintien 20 daN
• Alimentation 24 v~
40687 Boîtier mural métallique
Consommation 75 mA. Puissance 1,9 W
40689 Boîtier "pied de sol" en fonte
,___ __, Consommation 25 mA. Puissance 0.6 W
Raccordements
0
Détecteur automatique conventionnel
0
y
Détecteur automatique adressable
3
+
0
560ohms
Détecteur manuel conventionnel
320 llh Automatismes du bâtiment
- ~
:2
~t1~
1 30
1~
:Q
Q ~
4
~
~ 7.
1
] st,J3
Situation : Pour éviter la panique et guider le public vers les
sorties d'évacuation, il faut mettre en place un éclairage de
sécurité. Quels matériels utiliser? Comment fonctionnent-ils ?
Comment les câbler ?
À l'issue de la leçon, vous saurez mettre en service un éclairage
de sécurité.
1L
Référentiel :
Savoirs associés : S4-8 Automatismes du
bâtiment
Compétences développées : C2-4, C2-5,
C2-7, C3-1 , C3-3, C3-4
TYPES D'ÉCLAIRAGE DE SÉCURITÉ
~
41!»
c:::;;;7
~
~
trois
lairage
blissem
ÉCLAIRAGE NORMAL
Il permet d'assurer l'exploitation du bâtiment en
présence du réseau d'alimentation électrique
ÉCLAIRAGE DE REMPLACEMENT
Il permet de continuer l'exploitation en cas de
coupure de l'éclairage normal (groupe électrogène)
ÉCLAIRAGE DE SÉCURITÉ
Il permet d'assurer et de faciliter l'évacuation du public en cas de besoin. Son allumage est
automatique lors d'une défaillance de l'éclairage normal ou de l'éclairage de remplacement
fJij
ÉCLAIRAGE D'ÉVACUATION
Il permet l'évacuation du public en assurant l'éclairage des
cheminements, des sorties, des obstacles, des changements
de direction et des indications de balisage
ÉCLAIRAGE D'AMBIANCE OU ANTI-PANIQUE
Il permet de maintenir un éclairage uniforme pour garantir la
visibilité et éviter tout risque de panique
Une installation d'éclairage de
sécurité est obligatoire dans tous
les établissements recevant du
public (ERP) et/ou des travailleurs
(ERT).
Réglementation : Articles EL 3, EC
1,2,3,5§1,8,9, 10, 11§1-§2et12
Leçon 22 - Éclairage de sécurité
rl•t 321
1.1 Règles d'implantation
&:lalrage d'évacuation
Règles
Cheminements
concernés
Salles et locaux
concernés dans
leaERP
Salles et locaux
concernés dans
lesERT
&:lalrage d'ambiance ou antl-panlque
• Tous les 15 m dans les cheminements
- à chaque sortie et issue de secours,
- à chaque changement de direction,
- à chaque obstacle,
- à chaque changement de niveau.
• aux sorties des salles et locaux
• tous (couloirs, escaliers, halls)
• Flux lumineux minimal de 5 lumens /m2
• La distance (d) entre 2 blocs ou 2 luminaires doit être
inférieure ou égale à 4 fois leur hauteur (h) au-dessus du sol
(conformément à la formule d < 4h)
• Chaque local doit être éclairé par au moins 2 blocs ou luminaires
• Effectif :
;;,, 50 personnes
• Superficie :
> 300 m' en étage et au rez-de-chaussée
> 100 m2 en sous-sol
• Effectif :
;;,, 20 personnes
• Distance depuis tout point du local à une issue de dégagement
commun ;;,, 30 m
• Accès depuis tout point du local à un dégagement commun avec
changement de niveau
• Effectif:
;;,, 100 personnes en étage ou au rez-de-chaussée
;;,, 50 personnes en sous-sol
• Les dégagements communs > 50 m' desservant un ou plusieurs
locaux pouvant recevoir au total un effectif > 100 personnes
(Établissement soumis au Code du Travail - ERT)
• Effectif :
;;,, 100 personnes avec une densité
> 1 personne / 10 m2
~ Blocs d'évacuation
~
Blocs d'ambiance ou
anti-panique
1 .2 Matériel utilisé
BAES (Bloc Autonome d'Éclairage de Sécurité)
Il s'agit de blocs compacts alimentés par le secteur et contenant
leur propre batterie. Ils équipent les ERP et les locaux industriels.
Les BAEH sont des BAES affectés pour les bâtiments
d'habitation. Leur luminosité est plus faible, mais leur autonomie
Bloc d'évacuation
Bloc d'ambiance
plus grande (8 lumens pendant 5 heures).
Les BAES d'évacuation sont constitués d'un bloc principal sur lequel
on fixe un pictogramme normalisé. Ils assurent un flux lumineux
d 'environ 45 lumens pendant 1 heure.
•
If
•
,,
Les BAES d'ambiance sont constitués d'un bloc principal. Ils assurent un flux
lumineux de 400 lumens pendant 1 heure.
'
LSC (Luminaire sur Source Centralisée)
Il s'agit de blocs compacts identiques aux BAES mais ne comportant
pas de batterie. Ils sont alimentés par une source centrale composée
de batteries.
322 llh Automatismes du bâtiment
i~
J
l
1-
lHIIIUI
Application 1 : Placer sur le plan les différents types d'éclairage de sécurité nécessaires.
'
(
' ' '
'
'
1,
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
Couloir
40m
'
'
'
'
'
l) ' \_
Salle de cinéma (150 places)
'
'
'
'
'
_,
'
-"
Réfectoire (150 places) ,
' ' '
'
'
'
16 m
'
'
18 m
'
_)
3m
'
'
'
'
'
~
Cuisine
'
'
' '
I'
I'
I'
I'
I'
' _, '
Hauteur sous plafond 2,5 m
2 7_ BLOCS AUTONOMES D'ÉCLAIRAGE DE SÉCURITÉ : BAES
2-1 Blocs conventionnels
Les blocs conventionnels disposent d'un éclairage à incandescence, à fluorescence ou à DEL. Le
plus souvent, cet éclairage est à lampes fluorescentes mais la tendance est à leur remplacement par
des DEL moins énergivores. Il peut être permanent (allumé en veille et en fonctionnement) ou non
permanent (témoin de charge en veille et allumé en fonctionnement).
Leur raccordement s'effectue directement en
aval de la protection de l'éclairage normal. En
cas de coupure du secteur, les blocs s'allument
automatiquement.
Ils peuvent être télécommandés à distance
pour être mis au repos ou en fonctionnement
évacuation.
Protection
ginirale
Commande
Éclairage
normal
Alimentation
Exemples d'utilisation de la télécommande
Disjoncteur
et cont.acteur
Extinction des blocs après une coupure volontaire de
l'alimentation de l'éclairage normal en fin d'exploitation de
l'établissement (permet d'économiser la batterie et les lampes).
Permet d'éteindre l'éclairage normal (coupure du contacteur
d'éclairage) et l'ensemble des BAES à l'aide d'un interrupteur
à clé.
Leçon 22 - Éclairage de sécurité
ri•t 323
Leçon - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1.f.
Maintenance
Tous les mois : vérifier le passage veille/fonctionnement, tester la télécommande.
Tous les 6 mois : vérifier l'autonomie de l'installation (lampes, batterie, carte électronique).
Tous les ans : une personne qualifiée vérifie le fonctionnement des BAES, met en place l'étiquette de
maintenance, édite un rapport de vérification, remplit le registre de sécurité.
Application 2: Analyse d'une installation d'éclairage de sécurité équipée d'une télécommande
avec coupure de l'éclairage et mise au repos des blocs à distance par interrupteur à clé
• Surligner en rouge le circuit d'alimentation en énergie des BAES.
• Surligner en vert le circuit d'alimentation du bloc de télécommande.
• Surligner en noir le circuit de
commande du contacteur.
Prolection
lélécomna'lde
Interrupteur à clé
Compléter le chronogramme suivant :
t
►
Interrupteur
Repos
]
Marche ....1..------------1..._____.__ _ _ _ _ _ _ _--1._ _ _....L-____
Contacteur/ Éclairage normal
t
_.
►
Enclenché
]
t
Repos ....1..-------------------------------_.
►
BAES
Fonctionnement
Veille
i
t
Repos ....1..-------------------------------_.
►
324 llh Automatismes du bâtiment
- -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ' Jçl
..1.
2.2 BAES SATI (Système Automatique de Test Intégré)
Ces blocs fonctionnent comme les blocs conventionnels mais ils disposent d'un test
automatique intégré des lampes et des batteries. Ils se testent aléatoirement à tour de rôle.
La maintenance consiste à vérifier l'état des DEL présentes sur le bloc, éclairage normal en
fonctionnement.
LED verte - Bloc opérationnel
LED jaune - Bloc en défaut
2.3 BAES SATI adressables
Ces blocs communiquent par la ligne de télécommande (bus) avec une centrale de gestion pour
blocs adressables.
Cette centrale :
• Visualise l'état de tous les blocs (il n'est plus nécessaire de se déplacer pour vérifier l'état des DEL).
• Vérifie l'état des blocs régulièrement (toutes les 6 heures).
• Communique avec la GTB et avec l'alarme incendie.
Remarque: Au-delà d'un certain nombre de BAES (250), il faut utiliser un répéteur.
Répéteur
Bus
Bus
Télécommande
Centrale de gestion des
BAES SATI adressables
Mise au repos d'une
partie de l'installation
Adressage
des blocs
L--
Répéteur
Centrale incendie
Remarque: L'alimentation en énergie et l'éclairage normal ne sont pas représentés.
Leçon 22-Éclairage de sécurité
rl•1 J25
L. LUMINAIRES SUR SOURCE CENTRALISÉE (LSC)
La source centralisée est installée dans un local spécialisé. En cas de coupure du réseau, elle
assure l'alimentation des blocs de sécurité type LSC. Elle convient plus particulièrement aux vastes
établissements. Son installation et son entretien
~
sont plus économiques qu'une installation à
blocs autonomes.
Tableau électrique-
--
Local _ __
spécialisé
Bloc autonome portable
d'intervention
li=
a
~UDUII
Coffret anti-panique
Source centralisée
Elle peut être associée à un coffret anti-panique placé en aval qui permet de commander l'éclairage
d'ambiance, le réseau étant présent.
Principe de raccordement pour blocs conventionnels
Éclairage
normal
-=================::i:==================::::i;: : ==================:::=;: : ==========:- -,
Ph
N_
N Ph
N Ph
Éclairage normal
J
COFFRET
ANTI-PANIQUI!
Éclairage
j d'ambiance
anti-panique
LOCAL
n•1
Éclairage d'évacuation
llWJ •
SOURCE CENTRALE
Option
télécommande
J
Local n°1 disposant de
~- - - l'option anti-panique
Éclairage
d'ambiance
anti-panlque
LOCAL
n'2
,r---"' Local n' 2 ne disposant pas
1, ________
L
de l'option anti-panique
CÂBLES
Les câbles utilisés doivent être non propagateurs de la flamme ( C2) et les canalisations des éclairages
de sécurité doivent être différentes des éclairages normaux.
Exemples de câbles type C2 : U 1000R2V, H 07 RN-F ...
326 llh Automatismes du bâtiment
On vous demande de mettre en service un éclairage de sécurité
conventionnel. Vous disposez pour cela du matériel et de sa
documentation technique.
L
Jfrit1
DÉCOUVERTE DU MATÉRIEL
Compléter les informations suivantes :
BAES évacuation : Marque ..... ... .. .............. ... .. ... .
Tension d'alimentation .. ... .... ..... . .. ..... .......
Référence ... .. .... .. ... .... ... .... .... ... ... ... .... .... ... ...
Flux lumineux ........... ....... ... ..... .............. .. ... ...... .
Autonomie .. .... ......... .. .............. ... ... . Type de lampe d'éclairage .. .... ... .... .. ...... .. .. ..... .. .............. ... ..
Type de lampe pour la veille ... .... ... ... ... ... .... . .... .... .. ... Éclairage permanent D
Non permanent D
Consommation . ... .. ...... . .... . ...... . ...... ....... . .... .. Type de batteries ........ ..... .. .. .. ... .. ..... ...... .. .............. .
BAES ambiance : Marque .... . .... ... ...... ..... .. . ... .. .. ... .. Référence .. ....... ... ..... .. .... ........... .... .. .. ... ...... .
Tension d'alimentation .. .. .... .... .. . ...... . ..... ... .
Flux lumineux .. .... ... ... ...... ... ....... .... ........ .... ... .... .
Autonomie .. ........ .. .. ....... ...... .......... Type de lampe d'éclairage .... ... .. ... .. ........... .. ..... .. ........ .... .... .
Type de lampe pour la veille .. .. .. ... ...... ...... ... .. ..
Éclairage permanent D
Non permanent D
Consommation .. ... ..... .. ..... . ... ... ....... .... ... .... . .. Type de batteries ... .... .... .. ....... ... ...... ..... ... ....... ..... .. .
2L
FONCTIONNEMENT 1: ALLUMAGE EN CAS D'ABSENCE DE TENSION
Raccorder l'éclairage de sécurité pour obtenir l'allumage des BAES en cas d'absence de tension.
Disjoncteur du circuit
d 'éclairage normal
Interrupteur
d'éclairage
normal
Schéma de l'éclairage normal
~BAES
Évacuation
11
BAES
Ambiance/
Anti-panique
Matériel 22.1 - Éclairage de sécurité non adressable
11 327
flfl ,f
Matériel
'
1
•
1.. _.J
'
J
.
'
!J
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
1. Mettre sous tension l'installation. Décrire le fonctionnement des BAES lors de l'apparition du réseau.
Décrire le comportement des BAES lorsque le réseau est présent en fonctionnement normal.
2. Mettre hors tension en actionnant le disjoncteur « éclairage normal ». Décrire le comportement des
BAES lorsque le réseau est absent.
Le fonctionnement obtenu est-il correct ?
0 Oui
0Non
J 7_ FONCTIONNEMENT 2 : MISE AU REPOS À DISTANCE
On souhaite pouvoir, en fin de journée, couper l'alimentation de l'éclairage normal et commander la
mise au repos des BAES par l'intermédiaire d'un bloc de télécommande.
Tracer les borniers du bloc de télécommande, puis raccorder l'éclairage de sécurité pour obtenir un
fonctionnement conforme au cahier des charges.
Disjoncteur du circuit
d'éclairage normal
Disjoncteur du circuit
de télécommande
Bloc de
télécommande
Interrupteur
d'éclairage
normal
Schéma de l'éclairage normal
328 llh Automatismes du bâtiment
~BAES
~ Évacuation
BAES
Ambiance/
Anti-panique
-
- --
- -- - - - - - - - - - - - - - - - - " ' l 1
Materie1
..... 1
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
1. Mettre sous tension l'installation et noter le fonctionnement des BAES.
2. Mettre hors tension de l'installation et noter le fonctionnement des BAES.
Commander, dans ce cas, la mise au repos des BAES par la télécommande. Noter la méthode
utilisée et les résultats obtenus.
Remettre en fonctionnement les BAES. Noter la méthode utilisée.
3. Les BAES étant au repos, remettre sous tension l'installation. Noter le comportement des BAES.
Peut-on utiliser la télécommande, l' installation étant sous tension?
0 Oui O Non
Pour quels usages ? ...... .. .. ......... ... .. .... .. ..... .. .... ..................... ...... .. ... ...... ..... ... ........ ... .. .......... ....
4 L FONCTIONNEMENT 3 : COMMANDE PAR INTERRUPTEUR
À CLÉ OU PAR ALARME INCENDIE
On souhaite pouvoir effectuer la mise au repos des BAES par l'intermédiaire d'un interrupteur à clé
(sans intervention directe sur le bloc de télécommande) et on souhaite également que le déclenchement
d' une alarme incendie provoque l'allumage des BAES.
Tracer les borniers du bloc de télécommande, puis raccorder l'éclairage de sécurité.
Disjo ncteur du circuit
d 'éclairage normal
Disjoncteur d u circuit
de télécommande
Interrupteur à clé
Bloc de
télécommande
Tableau lr.====;==:::=:!:;il
d 'alarme
Interrupteur
d 'éclairage
normal
incendie ~~f~~3
Cont8_2 UGA
Schéma de l'éclairage normal
~ B A ES
~ Évacuation
BAES
Ambiance/
Anti-panique
M atériel 22.1 - Éclairage de sécurité non adressable
1t 329
(\(\ 1
Matériel
! ! . 1
~!:.'"' l
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
1. Mettre sous tension l'installation et tester le fonctionnement des BAES (disjoncteur « éclairage
normal » enclenché puis déclenché).
Leur fonctionnement est-il correct ?
0 Oui
0Non
2. L'installation étant toujours sous tension, commander la mise au repos des BAES à l'aide de
l'interrupteur. Noter la méthode utilisée et les résultats obtenus. ..... ........... ..... ... ......... .. ... ............ .
Commander la mise en fonctionnement des BAES à l'aide de l'interrupteur. Noter la méthode utilisée
et les résultats obtenus.............. . .. .. .. ........ ... ... ... ... ... ...... ... ..... .... .......... ... ..... .. ........ .. .... ... ..... .... .
La commande des BAES par la face avant de la télécommande est-elle toujours possible ? Noter la
méthode utilisée et les résultats obtenus.
3. Mettre hors tension l'installation.
Commander la mise au repos des BAES à l'aide de l'interrupteur. Que se passe-t-il ?.. . .......... ...... .
Est-ce-normal ?
0 Oui
O Non
Pourquoi ? .. .... .. ....... ........ .. .... .. ........ ... ... ...... .. .. .. ... .
4. L'installation étant sous tension, déclencher une alarme incendie. Que se passe-t-il? .......... ... .... .. .
Mettre fin à l'alarme incendie et remettre l'installation en fonctionnement normal.
Noter la méthode utilisée et les résultats obtenus...... ...... ...... ................ ........ ... ..... ......... ........... .
Le fonctionnement obtenu est-il correct ?
0 Oui
0Non
5 7_ FONCTIONNEMENT
4 : ALLUMAGE CENTRALISÉ
,.
,.
DE L'ECLAIRAGE NORMAL ET DE L'ECLAIRAGE
DE SECOURS PAR INTERRUPTEUR À CLÉ
On souhaite pouvoir effectuer la mise en fonctionnement et au repos de l'éclairage normal et des
BAES par l'intermédiaire d'un interrupteur à clé (sans intervention directe sur le bloc de télécommande
et sans manœuvrer le disjoncteur d'éclairage normal).
Un contacteur d'éclairage sera mis en/hors tension par le bloc de télécommande à cet effet.
Tracer, sur le schéma en page suivante, les borniers du contacteur et du bloc de télécommande puis
raccorder l'éclairage de sécurité pour obtenir un fonctionnement conforme au cahier des charges.
330 ( l h Automatismes du bâtiment
- -- - - - - - - - - - - - - - - --
-
- - - - - - (\(\
~
Matériel
,.
)::
àiÙiO ~
•
~ 0
' ,, Disjoncteur
du circuit
d'éclairage normal
Disjoncteur
du circuit
de télécommande
Contacteur
éclairage
~0
Interrupteur à clé
Bloc de
télécommande
Interrupteur
d'éclairage
normal
Schéma de l'éclairage normal
BAES
Ambiance/
Anti-panique
~BAES
~ Évacuation
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
1. Mettre sous tension l'installation et tester le fonctionnement des BAES (disjoncteur « éclairage
normal » enclenché puis déclenché). Leur fonctionnement est-il correct ?
0 Oui
O Non
2. L'installation toujours sous tension, commander la mise au repos des BAES et de l'éclairage normal
à l'aide de l'interrupteur. Que se passe-t-il ? ........ ......... ....... ..... ... ... .. ............... ... .................. . ..
Est-ce-normal ?
0 Oui
O Non
Peut-on remettre en service l'installation?
0 Oui
0 Non Comment faire ? .... .... ....... .. .. .
Peut-on commander l'éclairage normal et l'éclairage de sécurité à partir de la face avant de la
télécommande ? Expliquer la procédure : ... ... .. .. .. .. .... ... ... ..... ... . .. ... .... ..... ...................... .......... .
3. Mettre hors tension l'installation, commander la mise au repos des BAES à l'aide de l'interrupteur.
Que se passe-t-il ? .... ....... ................. ..... ........... .. .......... ... Est-ce-normal ?
Le fonctionnement obtenu est-il correct ?
0 Oui
0 Oui
O Non
O Non
M atériel 22.1 - Éclairage de sécurité non adressable
., 331
FICHE DE MAINTENANCE
Le professeur aura provoqué une panne.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
CONSTATATIONS
- Essayer le montage.
- Identifier ce qui ne fonctionne pas correctement dans votre réalisation :
Sous tension
DIAGNOSTIC
- Localiser (en entourant) sur le schéma de principe, la partie responsable de ce
dysfonctionnement.
- Noter par ordre de probabilité les éléments susceptibles de provoquer la panne.
1 ..........................................................................................................................................................................
Hors tension
2 . ............................................................................................................ ................................... ..........................
3. ···•····•······························································ .. ···········.. ········...........................................................................
4. ····························································································· .. ·····································.. ·································..
5. ·······························································································································································•······· ..
LOCALISATION DU DÉFAUT
•
•
,
-
-
•
'
~
'
~ •
•
'
'
•
'
'
...
•
•
~
·,
p
-
(:~~~~· \l~~-{~_,:~·~: :~•, -~i~~~·'.~'.i:•.: 1.~; ~~~:,1i·-~·: ~.:.;~:\;~~;: ~~::_-~~t;~~:t:_;~:l~:,·;.~:~ti. . :: ~~: ::.~1,1~(~::-..~L.1}i1tJ1
Cause de la panne : ......................................................................................................................................
Sous tension
- Fonctionnement correct :
332 flh Automatismes du bâtiment
Doui
D Non
Situation : Votre professeur a mis à votre disposition une
centrale de gestion d 'éclairage de sécurité adressable, un
ou plusieurs BAES d 'évacuation, un ou plusieurs BAES
d'ambiance ainsi que leurs documentations techniques.
Vous devez réaliser et tester l'installation d'éclairage de
sécurité correspondant à une bibliothèque.
Référentiel :
Savoirs associés : S4-8 Automatismes du
bâtiment
Compétences développées : C2-4, C2-5, C2-7,
C3-1, C3-3, C3-4
1 7_ PRÉSENTATION
On vous demande d'équiper le rez-de-chaussée de la
bibliothèque municipale d'un système d'éclairage de
sécurité adressable capable de réaliser :
• l'éclairage d'évacuation du public,
• l'éclairage d'ambiance anti-panique.
Entrée principale
IZ!
D
Éclairage d'ambiance
Éclairage évacuation
IZI
Hall d'entrée
et d'exposition
Tableau
Bureau 40 m 2
d'abonnéf
Local
technique
25 m2 D
Couloir (longueur : 20 m)
Réserve 35 m2
Accueil
Bibliothèque 400 m 2
IZl/ c
Issue de
secours
Issue de
secours
Matériel 22.2 - Éclairage de sécurité d'une bibliothèque
•t 333
i\(ù i1
Matêriel
,
-
•
I
'
1
. ,._ , '
d,'l\,
2 7_ DÉCOUVERTE DU MATÉRIEL
À l'aide votre matériel et de la documentation constructeur, compléter les informations suivantes :
CENTRALE : Marque .. .... .. .... . ... ..... ...... ..... ... ...... ... .. Référence ......... ..... .. ....... .. ... .... .......... ........ .
Tension d'alimentation .. .. .................. .. .............. ....... Types de BAES acceptés .. .. ... ... ..... .. .......... ..
Nombre maximal de BAES raccordables directement ...... .. .... ........... ... ... ........ .............. .... .... ..... .. ... .
Longueur maximale de la ligne .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. Nombre maximal de BAES raccordables .............. ..
Type de matériel à utiliser dans ce cas .. .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. À partir de combien de blocs ? ......... .... .... .. . ..
Caractéristiques de la batterie .. ....... .. ... .. ... .. .. .......... .. ..... ...... .. ... .. .. ... ....... .... ... ....... .... ... ...... ... .. ... .. .
Sorties de communication .... .. ......... .. .. ... .... .. ............. .... ...... .. ... .. ...... ...... ....... ... ....... ... ... ..... ... ...... .
BAES évacuation : Marque ... ....... ....... . ... .... ..... . .... .. Référence ..... .. .......... ...... ... ... ............ ...... ... .
SATI □
SATI évolutif □
SATI adressable □
Tension d'alimentation . ..... .. ... .. ... .... ...... .... ..... ... ..... .. Flux lumineux .. ... ... .. .. .... ... .. ... ......... ...... ...... .
Autonomie .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. ... ... .. ... ... . .. .. . .. Type de lampe d'éclairage .. ......... ..... .... .. .. . ..
Type de lampe pour la veille ... ... ..... ...... ... .. .... .. ...... .... Éclairage permanent
D Non permanent D
Consommation .... . .. .... ... .... .. .. ........ ..... . ... ..... .... ..... .. Type de batteries ... .. .. ... ... ...... ....... .... .... .. .... .
Référence .. ........... .. ... .. .... ...... ..... ..... .... ... ... . .
BAES ambiance : Marque
SATI □
SATI évolutif □
SATI adressable
D
Tension d'alimentation .. .. . . .. .. .. . .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. ... .. . Flux lumineux ........... ....... .......... ........ ..
Autonomie ........... .. ..... .......... .... ... ...... .... .. ... ..... .................. ... ........ ... ..... ... .... ..... .......... ........ ..
Type de lampe d'éclairage ..... .. ....... .. ... ... ...... ... ... ....... ......... ....... ..... ...... ...... .... .............................. .
Type de lampe pour la veille ... .... ... ... ... .... .. ........ ........ Éclairage permanent
D Non permanent D
Consommation .... . .. ... ... ... ... .. .. .... .. .... .. ... .... .... .. ... .... Type de batteries ... .... .. .. ....... ....... ... .. ... .... .. . .
3 7_ IMPLANTATION DU MATÉRIEL
Implantation :
Quel est le flux lumineux légal à atteindre pour l'éclairage d'ambiance anti-panique ? .. ..................... .
Calculer, en fonction du nombre de BAES présents dans la bibliothèque, le flux lumineux obtenu.
Le flux lumineux légal est-il respecté pour la bibliothèque ? ................ ......................... ...... ............. .
Mettre la bibliothèque en conformité en calculant le nombre minimal de BAES d'ambiance nécessaires
et en les implantant judicieusement sur le plan . .. ............. .. ... .. .. ...... ................ .. ... .. .... ...... .. ....... .. ... .
En respectant les règles, implanter les BAES d'évacuation (indiquer leur emplacement 1
préciser pour chacun le pictogramme à utiliser).
1 et
Vérification :
Pour chacune des personnes A, B, C, D représentées sur le schéma, flécher son parcours lors d'une
évacuation, en vérifiant que la signalisation d'évacuation implantée est correcte :
A en vert, Ben bleu, C en noir, Den rouge.
334 llh Automatismes du bâtiment
- -- --
- - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - t \ ) t \
,,
Matériel
klae!.
7_ SCHÉMA DE RACCORDEMENT
a. À l'aide des documents constructeurs et du matériel mis à votre disposition, compléter les différents
borniers.
b. Tracer le schéma de raccordement.
PE
N
Ph
000
ooo
Centrale
000000
Donner la référence complète d'un câble que vous pourriez utiliser pour effectuer le raccordement
d'un BAES.. .... ......... ....... .. ... ... .................................................. ..... ...... ...... .... ... .... .... ........ ........ .
D'après la documentation constructeur, expliquer le principe d'adressage des BAES.
Donner le tableau d'adressage des BAES.
Référence
Adressage
BAES1
BAES2
BAES3
BAES4
Matériel 22.2 - Éclairage de sécurité d'une bibliothèque
11 335
()() (l
Matériel
k.i. tA'u
5 7__ ESSAIS
Réaliser le raccordement des équipements suivant les modalités indiquées par votre professeur.
CONSIGNES DE SÉCURITÉ : La mise sous tension ne peut s'effectuer qu'en présence et avec
l'accord de votre professeur.
Mettre sous tension l'installation complète.
1. Configurer la centrale. Noter la méthode utilisée et les résultats obtenus.
2. Configurer chaque BAES. Noter la méthode utilisée et les résultats obtenus.
3. À l'aide de la centrale (pour chaque action, noter la méthode utilisée et les résultats obtenus) :
Consulter la liste des BAES... ..... .... ....... ......... .. ...... ........ ... ....... .... ..... .. .. ............. ... ......... ....... ... .
Contrôler l'état des BAES .. ..... .... .... .......... ... ... .. ......... ...... ...... ..... ........ ........... ........ ... ... .
Effectuer une mise au repos de tous les BAES.... ... ..... ... .. ...... ...... ... .... .... ........ .......... .... ... ....... ... .
Est-il possible de ne mettre que certains blocs au repos ? Comment ?
Le professeur a mis un des blocs en défaut. Comment déterminer le bloc en défaut?
En fonctionnement normal, réseau présent, dans quel état sont les BAES? ... .... ... ... ... .... ........... .. .
Peut-on les mettre au repos ? comment ? ... .......... .. .. ...... ........ .. ..... .... ..... ... ... ... ...... ..... ... ... ...... ... . .
En fonctionnement normal, réseau absent, dans quel état sont les BAES? .. ... .. .... . . ... ... ... ... .... .
Peut-on les mettre au repos? comment? ... ........... .. ... ... ....... ..... ...... ..... ... ... ........ .... ....... .. .... ... ..
Le fonctionnement obtenu est-il correct ?
336 llh Automatismes du bâtiment
D Oui
0Non
Le contrôle d'accès sert à sécuriser
l'accès à un local (habitation collective,
atelier, bureau, parking ...). Il met en œuvre
un ensemble de moyens pour s'assurer
que seules les personnes autorisées
peuvent entrer dans les espaces réservés.
Le contrôle d'accès comprend trois
parties:
• l'authentification,
• l'autorisation,
• la traçabilité.
autorisation
Espace réservé
Application 1 : Placer sur la structure d'un contrôle d'accès les trois étapes du contrôle.
Bus de communication
Logiciel de supervision - -~
l
Gestion horaire
Gestion de parkings
Gestion du restaurant
Clavier
Lecture
de carte
Clavier, caméra
ou biométrie
Accès protégé
(porte, barrière,
coffre)
Leçon 23 - Contrôle d'accès
ri•t 33 7
7_ AUTHENTIFICATION
L'authentification consiste à s'assurer que la personne désirant entrer est autorisée. Elle est réalisée
par un lecteur de proximité qui décode un badge de proximité, un code, une signature biométrique.
Plusieurs moyens d'encodage plus ou moins élaborés existent selon le niveau de sécurité recherché.
Exemples de lecteurs de proximité
Lecteur magnétique
Un badge de proximité désigne tout objet d'identification que l'on porte sur soi. Il permet de sécuriser
et hiérarchiser l'accès aux locaux. Ils sont utilisés dans les grandes entreprises, les habitations
collectives, les administrations, les universités, les centres hospitaliers, les aéroports ...
Exemples de badges de proximité
~~
.··••·· ··-·.···· ·.-... ..
.... ...,. ··- ....
--- - ..... ·-
Encodage
Par puce électronique
1 - - - - - --
Lecture
Par piste magnétique
Par puce RFID
Radio Frequency Identification
- - - - - - - + - - - - - - - - -- - - - +- ' - - - -- '-
par contact
par contact
--<-- - - -~
sans contact
La reconnaissance biométrique authentifie le détenteur du badge à partir de sa morphologie: œil,
empreinte digitale, voix, etc. Cela à l'avantage de supprimer les risques liés au vol, à la perte, ou à
l'oubli des badges, des clefs ou des codes.
Cette technologie en plein essor est utilisée pour protéger :
- les passeports, les cartes d'identité,
- les locaux sensibles : laboratoires de recherche, aéroports, usines pharmaceutiques, ...
Exemples de contrôles biométriques
Reconnaissance d'empreintes
digitales
338 llh, Automatismes du bâtiment
Reconnaissance de la forme
de la main
Reconnaissance de l'iris
gL AUTORISATION
L'autorisation permet à une personne authentifiée d'accéder à un local réservé. Elle est fournie à
l'unité de déverrouillage par un contrôleur.
Authentification
1
Lecteur
1
1
1
11. I
,, 1
Contact de porte, bouton de sortie
+
1
Contrôleur
11. I
,, 1
1
Autorisation
1
Unité de verrouillage
1
%
1
Données
1
Exemple de contrôle de porte
Mode réseau
Mode autonome
Configuration locale
pour un fonctionnement
autonome
gestion des profils
Réseau de communication
Serveur pour la gestion
à distance des profils
et des présences
Lecteur-+
Contact de porte
Contrôleur
Unité de
verrouillage
Le contrôleur donne l'ordre à l'unité de verrouillage d'ouvrir l'accès si les données fournies par le
lecteur sont cohérentes :
- en mode autonome : avec ses propres données (préalablement chargées à partir d'un PC),
- en mode réseau : avec les données du serveur de contrôle d'accès.
Exemples d'unités de verrouillage
'
Ventouse
magnétique
Gâche
électrique
Î
Barrière
Portillon
Tourniquet
Borne
escamotable
Leçon 23 -Contrôle d'accès
ri•t 339
Application 2 :
• Situer les différents éléments d'un contrôle
d'accès.
• Entourer la liaison représentant le réseau de
communication.
0
0 contrôleur
f) lecteur
8 unité de verrouillage
0 bouton de sortie
0 serveur
0 contact de porte
8 alimentation contrôleur
0 alimentation unité de déverrouillage
0
0
...
'----'
- ~1
ILt--3.•
~
·-- ~
0
0
•
7_ TRAÇABILITÉ
La traçabilité consiste sur les installations importantes ou sensibles, à archiver avec un logiciel
informatique tous les accès aux locaux. Elle permet:
- le contrôle en temps réel (supervision) de l'installation (quels utilisateurs dans quel local),
- la gestion des horaires de chaque utilisateur (pointage),
- de retrouver les personnes responsables d'actes malveillants ou de détecter les usurpations d'identité,
- l'édition de rapports et de journaux,
- la programmation des badges.
..
Exemple de profil
Identité
_(";: _., .
,_
-~
--=
., n
.
Service et niveau d'habilitation
Local où est actuellement l'employé
340 llh Automatismes du bâtiment
~
_-
,,
. . I l, .
- -··--,,
,...,-..........
__.....
,__~
~ :::JI
.. ~C:1~
1
'1
~
- _.J
J UOli>J
)
photo
Application 3 : Système de contôle d'accès Vigik
Vigik est un système de contrôle d'accès destiné à des immeubles d'habitation. Il a été conçu par
l'entreprise La Poste pour permettre à ses agents et à ceux de France Télécom, EDF-GDF, aux
services de sécurité et d'urgences de pénétrer dans tous les halls d'habitations collectives à l'aide
d 'un badge de proximité unique.
Les systèmes compatibles Vigik sont fabriqués et commercialisés par des sociétés privées.
Composition d'un système Vigik « 1 porte »
Alimentation monophasée
.L.
t,::,
Alimentation
centrale
-•~
~!Jl
Alimentation
unité de verrouillage
Ventouse
Commande d'ouverture intérieure
Centrale Vig ik
Lecteur badge
(tête de lecture)
1. Étude du système
Sur le schéma ci-dessus, tracer :
- en rouge, les circuits « courant fort »,
- en bleu, les circuits de commande.
2. Compléter le bon de commande ci-dessous afin que le système réponde au cahier des charges
suivant (documentation technique en page 344).
Extrait du cahier des charge
- alimentation du système : 230 V ; 50 Hz
- ventouse magnétique : force 300 kg, 12 V CC
- Commande d'ouverture intérieure: bouton affleurant inox antivandales
- tête de lecture: labélisée Vigik
Bon de commande
Désignation
Caractéristiques
Réf
Nombre
Leçon 23 - Contrôle d'accès
rl•1 J41
3. En vous aidant de la documentation technique, tracer les connexions nécessaires à un
fonctionnement monoporte.
Alimentation
centrale
Alimentation
ventouse
. =[J]
1
I
E-~ Bouton de sortie
A
G
1
Lecteur de badge
~
R
V
4. Configuration
Placer les cavaliers JP1, JP2, et JP3 pour que le système fonctionne en mode contrôle d'accès
uniquement avec les badges préenregistrés. Tracer les cavaliers présents.
Justification des cavaliers :
JP1:
JP2:
JP3 :
342 llh Automatismes du bâtiment
Documentation technique
Connecteurs de la centrale
- J1 : Câble RS232 relié au programmateur
-J2 : Tête de lecture
- J3: Alimentation et commande d'ouverture
-J5: Commande d'ouverture pour raccordement à une
autre centrale de contrôle d'accès
GNO
Antenne
Led R
Connectlon Led rouge
Led V
BUS RS 485
A
BUS RS 485
TX
Liaison PCV123
RX
Liaison PCV123
GNO
Liaison PCV123
DATAS
Datas vers centrale exterleur
GNO
GNO
Bouton poussoir de sortie
BP
Description des cavaliers: JP1, JP2 et JP3
Connectlon Led verte
B
commun
Bouton poussoir de sortie
NO
C
NC
Cont act relais normalement ouvert
12
Alimentation 12V AC/DC
V
Alimentation 12V AC/DC
Commun refais
Contact relais normalement connecté
li
D
Mode contrôle
d'accès
Changement
Master code
0
Interdiction
de modification
du code site
Autorisation
de modification
du code site
Communication
par la tête Mlfare'
Communication
par la liaison RS232
NE PAS UTIUSER
CECAVAUER
. _______________
.__
J2
J5
J1
__.
• Mode « Liste noire » :
- Les numéros des badges volés ou perdus sont enregistrés dans la centrale.
- Les badges en cours ne sont pas enregistrés dans la centrale.
• Mode « Liste blanche » permet de ne fonctionner qu'avec les badges préenregistrés.
Service résidents
Trois modalités de gestion/programmation des badges résident sont disponibles :
- Master Badge (retirer le cavalier JP2 de la centrale).
- Programmateur (avec le cavalier JP2 en place).
- Logiciel + Programmateur (avec le cavalier JP2 en place).
Modalités master badge {liste blanche)
Comment créer ou remplacer un Master badge
- Mettre en place le cavalier JP1 sur la centrale.
- Présenter le badge à la tête de lecture.
- Retirer le cavalier JP1 .
Comment créer/ajouter des badges résident
- Présenter le Master Badge à la tête de lecture, la centrale passe en programmation.
- Présenter l'un après l'autre les badges résident; au bout de 30 secondes après le dernier badge
présenté, la centrale quitte automatiquement la programmation.
Élimination de tous les badges (rétablissement de la configuration par défaut)
- Couper l'alimentation de la centrale.
- Mettre en place le cavalier JP2.
- Rétablir l'alimentation.
- Couper à nouveau l'alimentation.
- Retirer le cavalier JP2.
- Rétablir l'alimentation ; la centrale est ensuite prête pour être reprogrammée.
Leçon 23 - Contrôle d'accès
ri•t 343
Câblage de la tête de lecture Mifare
Tête
de lecture
Câblage avec SYTl
2x2 8/l0ème
~
/
~ AG" - .
Led R Led V ANT GND
Centrale Vigik
1 porte
2 portes
-
UGV2
DGM1
Support mural Inox
diamètre 25 mm
Saillie
Encastré
Programmateur
Viglk
4 portes
UGV4
PCV123
Tête de lecture
Vigik
Digicode• collectif
■
dl
004863
004862
DC100EOPTT
TDG4
Bouton poussoir
Alimentation
Affleurant
Plexo
Entrée230V
Sortie 24 V CC
Entrée230V
Sortie 48 V CA
Entrée230V
Sortie 12 V CC
009854
005482
AL110
AL240
AL302
Ventouse magnétique 300 kg
Gache
230VCA
12VCC
12VCC
005874
002365
001247
344 flh Automatismes du bâtiment
Contrôle d'accès
d'une résidence__
ffr1 f<)
- - Matériel
J;.J
La résidence « Les Tilleuls » est une habitation
collective constituée de quatre étages comprenant
trois appartements chacun.
Le syndic a décidé de changer le système vétuste
de portier, trop souvent en panne et a contacté
votre entreprise pour un devis. Il souhaite :
- un portier vidéo couleur,
- une platine de rue encastrée, équipée d'un
clavier codé, d'une caméra et d'un module
micro-HP à défilement de noms,
- chaque appartement sera équipé d'un poste
intérieur couleur, main libre.
Pour entrer:
- Chaque résident devra composer son code
sur le clavier.
- Chaque visiteur appellera l'appartement du résident qui lui ouvrira la porte depuis son poste intérieur.
Le choix s'est arrêté sur un vidéo portier à bus. Quel est l'avantage d'un système à bus par rapport à
un système filaire classique ?
Schéma de principe de l'installation
1°' étage
Secteur
~
[I[J []
u
Postes i térieurs
u
Platine de rue
Adaptateur
vidéo
Répartiteur d'étage
\,
Répartiteur d'étage . ../ \ ,
· - -- - - - --
Vous devez:
- tracer le schéma simplifié de l'installation,
- établir la liste du matériel nécessaire,
- faire un devis estimatif du prix du matériel.
Matériel 23 - Contrôle d'accès d'une résidence
1t 345
Matériel
L
SCHÉMA DE L'INSTALLATION
a. Placer sur le schéma les termes suivants: 0 alimentation secteur, 8 répartiteur d'étage, 8 poste
intérieur, 0 platine de rue, 0 serrure, 0 adaptateur vidéo, 8 alimentation du système.
b. Tracer le schéma multifilaire de l'installation (limité aux deux premiers étages).
tvers les étages supérieurs
.
, ............................................................................ .
:2• étage
Appartement 1
Appartement 2
Appartement 3
~
C
.l2
C
0
!••···········································································
E
: 1°' étage
<I)
C
C
0
ë5
ü
Appartement 1
Appartement 3
Appartement 2
0
..=·············································································
0
0
;
0
0
:·□g;
0000
0000
0000
0000
1
0
0
0
346 llh Automatismes du bâtiment
.r-~, \r:1
Matériel
/;
!;
Il,~·..:.~:-\
i 7_ CHOIX DU MATÉRIEL ET DEVIS
Pour l'installation complète, hors ventouse électromagnétique, compléter le tableau suivant en vous
aidant du schéma de principe, de la documentation technique et du tarif.
Référence
Prix unitaire
Désignation
HT
Nb
Total HT
Total HT
Taux TVA : 19.6%
Montant TVA
Total TTC
Quelle option pourriez-vous proposer au syndic pour améliorer le confort des résidents ?
Matériel 23 - Contrôle d'accès d'une résidence
11 347
t"'fJ; ("'~~ - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - - - - - - Matéri~I
~u>
Documentation technique
Dérivateur d'étage réf. 346841
Appartement 2
Adaptateur vidéo 346830
Appartement 3
- - Postes intérieurs
Platines de rue - -
Appartement 4
Appartement 1
~Él Él~
.......
,_,
Colonne
montante
0
BUS
BUS
TK
Pl
0000
0000
0
.....__ _ _ Bloc d'alimentation
Colonne montante 2 fils
alimentation bus 346000
Platine de rue
Bus
PL
S+
S-
346000
Bus colonne
montante
Bus
2
1
Tarifs HT
Enjoliveur
Boîte encast.
Module micro
HP à défilement
Module caméra
Module clavier
de noms
■
331130 _____,.-3 5€
331231
4490=-€-=---•----
Façades modulaires
-
I IJIEal ID
Ill Ill ID ID
IIJIIJKI ID
IIJIDKI ID
Couleur
~
342550
342630
342640
63943€
619 72 €
154 59 €
Alim.
Adapt. vidéo.
Dériv. étage
,u.,
332661
4761 €
4925€
Il
.
346830
346841
6637 €
5694€
Postes intérieurs
u
Postes N & B
Postes couleur
1 - - - - -~
S"'--'
rin'""'t_ _ _ _,____S_w~ing'-'é;....cc..;;.
o_ _ _.____ Swing._________-=.;.,.
P.;,;
iv...=o,c:.t =------1
344212
35 95 €
348
t•h
Automatismes du bâtiment
344832
218 25
344824
154 46 €
344182
430 54 €
La résidence « Les Coquelicots », structure
d'accueil pour personnes âgées ou handicapées,
reçoit 50 pensionnaires.
Le directeur vous confie le soin de remettre aux
normes ses installations électriques.
Vous devez:
1. Raccorder les équipements communicants
et la GTB, par l'intermédiaire d'un réseau
Ethernet.
2. Choisir le matériel de détection et tracer
le schéma du système anti-intrusion du
bâtiment administratif.
3. Étudier la sécurité incendie de la cuisine.
4. Tracer le schéma du circuit d'éclairage d'évacuation de la cuisine.
Alarme incendie
Éclairage de secours
Chaufferie
GTE
Alarme
intrusion
Il;;;;;;;=;;;,(,)
-
0
1)
(\)
(j)
, rl)
i)
~_j
· 'r
i)
)
~
- - Réseau Ethernet de classe C, débit 100 Mb/s
- - Réseau LonWorks
Répondre aux questions des pages suivantes à l'aide des leçons précédentes et de la documentation
technique pages 354 à 358.
Synthèse 4 - Résidence « Les Coquelicots »
1 llt 349
7_ COMMUNICATION - GTB
---~--·-----
Les longueurs des liaisons Ethernet sont toutes inférieures à 100 m.
Table d'adresse des hôtes :
·~.-~ Lj_uj
. . . ;~;
Installation
Poste GTB
Passerelle
Contrôle
d'accès
Chaufferie
GTE
Alarme
intrusion
Alarme
incendie
Host ID
10
12
33
51
68
77
11
- Que signifie le terme GTB ? .................................... ........................................... ..... ........ ....... ... .. .
- Citer le nom du protocole de communication utilisé pour ce réseau: .. .. .. ... ............... .. .. .. ........ ..... .
- Préciser la topologie de ce réseau :
anneau
D
étoile
D
bus
D
- Citer la norme Ethernet utilisée : ............................................. .... ......... .. ............ ..... .. ........... ... .... .
- Quel type de support doit-on utiliser? .................................. .................. ............................ .. ... .. ..
- Donner la référence de la passerelle LonWorks - Ethernet avec serveur web intégré : ........ .. .. ... ..... .
- Citer la fonction d'un switch : ... ........ .......................................... ......... ........................... .. ......... ..
- Tracer les connexions Ethernet sur le schéma ci-après et compléter les données manquantes.
•
t~
Contrôle d'accès
1
Éclairage de secours
Adresse IP
Masque de
sous-réseau
Adresse IP 1
192.168.0.10
Passerelle
Switch
liilfilillili
Chaufferie
Légende : 1i1iJ prise RJ45
Alarme intrusion
o •:::: o 0 89
Automatismes du bâtiment
Alarme incendie
- - - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - - - --
- - - = = S ftlse
7_ SYSTÈME ANTI-INTRUSION
La sécurité du bâtiment administratif est assurée au moyen d'une alarme intrusion associée à une
alarme technique. Chaque bureau (longueur 13 m) est protégé contre l'intrusion par un détecteur de
mouvements double technologie et par un détecteur de bris de glace. D'autre part, le sous-sol est
protégé contre les inondations par des détecteurs de type plexo IP55.
Tout le matériel que vous devrez choisir pour cette installation devra être agréé NFA2P. Donner la
signification de ce sigle : .... ......... ... .. .... .. .. .... ... ..... ... .... ... ....... .... ..... .. .. ...... .. .. .... .. ... ..... ... ..... .... .. ... ..
Compléter le tableau de choix des détecteurs.
Type de détection
Désignation
11
;=~:.:
1
Référence
1
Raccordements d'une partie de la centrale :
Compléter le schéma de raccordement en respectant les consignes suivantes:
• Boucle 1 : détection volumétrique (seul deux détecteurs sont repésentés).
• Boucle 2 : détection périmétrique (seul deux détecteurs sont repésentés).
• Boucle 3 : détection technique.
Centrale anti-intrusion
Commande à distance
{clavier, lecteur clé)
Bernier de
Boucle 1
Bernier de
Sirène auto-alimentée
Bernier de
Boucle 2
Bernier de
Boucle 3
surveil~~tg; 1 ~
Commande ~
0
Q)
Masse ~
Alimentation + ~
C
, Q)
1,,,,
ën
surveillance
Auto-1
1iS
Commande iS
~
Masse iS
Alimentation +
',
/
16l 6l 6l 6l 6l 6ll
+ - q
C:::J
12 V OC
Alarme
Auto-détection protection
l6l 6l 6l 6l 6l 6ll
+ -
q
12 V OC
Alarme
C:::J
Auto•
protection
16l 6l 6l 6ll
q
C:::J
Alarme
Auto·
protection
fGJ
Détection volumétrique
l6l 6l 6l 6ll
q
@::ID
C:::J
Alarme
1~ ,;v:1
Auto•
ptotection
fGJ
@:ID
'
Détection
Détection périmétrique
Synthèse 4 - Résidence « Les Coquelicots »
1l•t 351
7_ ALARME INCENDIE
Donner la signification des termes suivants :
SSI : ................................. ... .. .... .. ..... .... ... .. .. ... ............... ... ........ .. .... .. ... .
EA: ... ....... .......... .. .... ........ ... ....... ..... ... .. .. ... .. .... ........ .. ...... .... ... ........... .. .
D'après le cours, déterminer :
- La catégorie de SSI : .. ..... ............ .... ... ........ .. .... .... ... ....... ..... ........... .. .
- le type d'EA : ...... .. ...... ..... ..... .... ... ....... ................................... .. ........ ..
Le bâtiment a été classé, par une commission de sécurité, comme étant un établissement nécessitant
un SSI de catégorie A avec EA 1.
Déterminer la référence de la centrale adressable avec CMSI intégré: ..... ... ... ..... ..... ..... ......... .... .......
Citez les avantages de l'équipement d'alarme choisi ci-dessus.
Afin d'améliorer la sécurité, on équipe la cuisine de nouveaux détecteurs.
Déterminer la référence des nouveaux détecteurs: ....... ....... ...................................... ................. .. ..
Calculer la surface de la cuisine : ................................................................. .......... ... ..... ......... ...... .
Déterminer le nombre de détecteurs nécessaires : .... .................................... ...... .. ... .............. .. .. .... .
Implanter judicieusement sur le plan de la cuisine les détecteurs et tracer leur zone de détection
Echelle : 1 cm == 1m
hauteur sous plafond : 3 m
La totalité de la cuisine estelle protégée ?
10 m
Ooui
0Non
Sinon comment remédier à
ce problème ? ... ................. .
5m
cuisine
11 m
Proposer sur le schéma une
nouvelle implantation.
stock
Choix du câble:
Déterminer le type de câble
nécessaire pour le raccordement
des détecteurs :
chambre
froide
5m
352 flll Automatismes du bâtiment
4 7_ ÉCLAIRAGE DE SÉCURITÉ
Que signifient les termes suivants ?
BAES : ... ... ... ..... ..... ... ..... ... .... .... .. ..... ....... ... .... ........ .... .... ... .. .... ... ...
SATI : ..... .......... ........................ ....... ... ..... ..... ...... .. ........ ... ....... ... ....
LSC: ........... ... ........ ..... ..... ........ ...... .. .. .... ... .. ........ ...... .. ... .. ... ... ... .. .
ERP:
Indiquer les deux types de BAES et leurs caractéristiques.
Type
Flux lumineux
Autonomie
Quels sont les avantages de l'utilisation d'une centrale adressable ? ....... ...... ... ........ ...... .. ....... ....... ..
Compléter le schéma de l'éclairage de secours de la cuisine (les blocs de la cuisine pourront être mis
au repos par télécommande).
Protection
éclairage
N
--
N
J..==--1µ::::.=--1
la ~
@ C)IIC)C)I @C)I
®®®®
N
"""'"'"""""
,}/
Protection
commande
N
~.......
,}/
,}/
0D~
nue
nue
""""'
""""'
FI
F2
C)C)l l~ ~ I 0 0
®®®®
f // / /
~i
~~
B--A• SSI
-fJ8-A+
~
~<m'D)1C'lUJl><lll0
l l ~t t 123 ,s
1 2 3
Alimentation
secteur
.9:?
~
t:
Interrupteur
de mise au repos
m
Entrée coffret de
télécommande ~
externe
Q)
0
Départ ligne de
télécommande
BAES
• ·rn::ïl=---l-- - ~
<,UC:iu=--t----,
Vers reste de
l'installation
11 1-&-•-~-~
Vers
l' éclairage
normal
BAES cuisine
Synthèse 4 - Résidence « Les Coquelicots »
1
111 353
Documentation technique
Passerelle
.:.- ~_...
fondions
serveur Web
passerelle LonWorks / ligne téléphonique
passerelle LonWorks / réseau Ethernet
passerelle LonWorks / muIli protocoles Modbus, BACnet, etc.
•
•
•
•
•
réferences
XENTA511SW
XENTA901LONRS
XENTA911LONIP
•
XENTA913MODBUS
Alarme intrusion
Schéma des borniers
.....
Il
'.0 0:0:0 0
l
:,
:~
h
h
Bornier sirène :
1. alimentation + 13 V
2. masse
3. commande
5-6. auto-surveillance
Choix des détecteurs anti-intrusion
1
Rér.
1 Détection d'ouverture périmétrique intérieure
Raccordement sur bornier dédié avec câble alarme
6 fils 6/1o. réf. 433 95 (p. 942)
Distance maxi d'une boucle : 1000 m
Détecteurs magnétiques d'ouverture
431 00 Détecteur magnétique saillie agréé NF et A2P type
11 interrupteur lame souple à fixer sur le dormant
1 aimant mobile à fixer sur le battant. S'associe à la
moulure 20 x 12,5 mm réf. 300 08 (p. 676)
431 01 Détecteur magnétique encastré
Pour surveillance des portes non magnétiques
Dim. : 08 mm - long. : 30 mm
431 08 Détecteur magnétique pour porte de garage
1 sabot à fixer sur le sol. 1 aimant à fixer sur la porte
Livré avec 1 câble de branchement avec gaine acier
Détecteur bris de glace
431 10 Détection assurée sur un rayon de 1,5 m
Détection ultrasonique créée par la coupure du
verre Fixation sur la vitre par collage (adhésif livré)
Tapis contact
431 12 Se place sous objet à protéger ou sous moquette et
..__ _ tapis placés sur le chemin d'accès
Détection de mouvement volumétrique
intérieure
Détection à la verticale du détecteur pour toute la
gamme des détecteurs. Autoprotection à l'ouverture
Raccordement sur bornes avec câble 6 fils 6/10'
réf. 433 95
Long. maxi d'une boucle : 300 m
Haut. d'installation : 2,3 m
Détecteurs infrarouges agréés NF et A2P type 2
431 18 Angle de détection 85° - portée 11 m
Pour surveillance de locaux types bureaux
Livré monté avec lentille insensibilité aux animaux
(maxi 18 kg)
Avec lentille haute sécurité optionnelle à monter
431 17 Angle de détection 85° - portée 18 m
Pour surveillance de locaux type surface commerciale
431 19 Angle de détection 9,5° - portée 25 m
Pour surveillance de passage obligé (ex. : couloir,
corridor)
Détecteur double technologie agréé NF et A2P
type 2
Détection infrarouge + hyperfréquence
Hyperfréquence bande K (24,125 Ghz) insensible
au Wi-Fi. Elimine les risques de fausse alarme.
spécialement dans les locaux délicats (sources de
chaleur)
431 42 Angle 85° - portée 11 m
431 43 Angle 90° - portée 15 m
354 flll
Automatismes du bâtiment
Bornier boucle :
1. alimentation + 12 V
2. masse
3-4. détection
5-6. auto-surveillance
Choix des détecteurs techniques
Détecteurs techniques
Permettent de renvoyer une information d'alarme
sous forme de contact sec
NF 48 V'\- ou 24 Vcc - 1 A - 60 VA sur l'alarme
technique (Modulaire ou Mosaic) ou sur transmetteur
téléphonique réf. 432 76 (p. 943).
Les détecteurs réf. 406 10, 744 76 et 916 81 doivent
être alimentés par une almentaion séparée réf. 042 1O
(p.934). Les détecteurs réf. 744 77 et 916 82/83 doivent
être alimentés par une alimentation réf. 042 10 ou un
transformateur réf. 042 25 ou 744 84
Détecteur de fumée à usage domestique
40610 Détecte les fumées blanches (chaufferie,
combustion d'un câble, de bois, papier, chiffon, ... )
Alimentation 12 V=
Consommation : en veille 4,8 mA, en alarme 20,3 mA
Equipé d'un contact NO/NF 1 A 24 V=
Encombrement: 0132 mm. épaisseur 46 mm
Détecteur de gaz
Détecte la présence de gaz tels que butane, propane,
gaz de ville
Tension d'alimentation 12 Vcc
Équipé d'un contact NF 1 A 24 V et d'un voyant de
signalisation
Consommation :
En veille: 170 mA / En alarme: 190 mA
744 76 Mozaic
916 81 Plexo 55 gris
Détecteur d'inondation Plexo
Détecte la présence de liquide conducteur
pour une hauteur donnée (hauteur
d'installation)
Tension d'alimentation 12 Vcc / "Équipé d'un contact NF 1 A 24 V et d'un voyant de
signalisation
Consommation :
- En veille : 0,2 mA
- En alarme : 20 mA
Livré avec sonde de niveau d'eau et cordon
longueur 2 m
744 77 Mozaic
91682 Plexo 55 gris
Détecteur d'élévation de température
(conqélateurs)
Signale une élévation de température
à partir de - 15 °C
Tension d'alimentation 12 Vcc /'\- par
transformateur réf. 775 60 / 042 25 ou par
Équipé d'un contact NF 1 A 24 V et d'un voyant de
signalisation
Consommation :
- En veille : 0,2 mA
- En alarme : 20 mA
Livré avec sonde et cordon lonqueur 2 m
91683 Plexo 55 gris
Alarme incendie
Choix du type de détecteurs automatiques
Détecteur de fumée
Détecteur
thennovéloclrnétrlque
et thennoatatlque
Optique de chaleur
Ionique
à Ionisation
Élément détecté
fumée blanche,
variation de température
ou seuil de température
aérosols, fumée, gaz de
combustion
Type d'incendie détecté
feux couvants ou
feux couvants et ouverts feux couvants ou ouverts feux ouverts à évolution
ouverts à évolution lente
à évolution lente
à évolution lente
rapide
ou rapide
Précocité de la détection bonne
très bonne
Optique
fumée blanche
bonne
variation de température
ou seuil de température
moyenne
Type de local
chaufferies, ateliers,
combles, parking
locaux propres, bureaux, tous locaux, ateliers,
combles, parking
couloirs
chaufferies, ateliers,
cuisines
Perturbations parasites
variations de
température en
fonctionnement normal
fumée en
fonctionnement normal,
humidité, poussière
variation de température
en fonctionnement
normal
Maintenance
nettoyage périodique du
capteur
craignent la poussière, les recycler environ tous les
nettoyage périodique du
4 ans et plus fréquernent dans les locaux à atmosphère
capteur
chargée (cartonnerie, scierie, atelier textile ...)
humidité
Synthèse 4 - Résidence « Les Coquelicots »
1 Surface de surveillance des différents détecteurs
12 m
maxi
Surface surveillée
par un détecteur de f umée
Détecteur de fumée (Ionique, optique et optique de chaleur)
surface et distance maximales surveillées
hauteur d'installation du détecteur (m)
2,5
4
6
10
50/60
70
80
90
distance horizontale maximale
entre cloison et détecteur (m)
4/5
5
5,5
6
distance horizontale maximale
entre détecteurs (m)
9/10
10
11
12
idem dans un couloir (m)
12/15
15
20
25
surface (m2)
Détecteur de chaleur thermovéloclmétrlque
surface et distance maximales surveillées
hauteur d'installation du détecteur (m) 2,5 à 7
surface (m2)
30
distance horizontale maximale
3
entre cloison et détecteur (m)
distance horizontale maximale
6
entre détecteurs (m)
Choix des détecteurs incendie
1
Ré1.
406 69
406 59
406 70
406 60
406 63
406 61
356 (111
, Détecteurs automatiques adressables
Conformes à la norme européenne, CE DPC
Equipés d'un voyant rouge qui s'allume en cas de
détection
Zone de repérage pour indication visible de
l'adresse du détecteur
Livrés avec capot de protection pour chantier
Livrés avec socle équipé d'une carte d'adressage
pour l'affectation d'une adresse spécifique à chaque
détecteur
Détecteur optique de fumée
Permet la détection rapide d'un début d'incendie
avant l'apparition des flammes. Surface maximum
typique de détection : 60 m2
Distance maxi typique de détection : 5,8 m
Température d'utilisation : - 20 •et+ 60 •c
Détecteur sans isolateur pour ECS ou ECStCMSI
réf. 406 22t ou réf. 405 12
Détecteur avec isolateur de court-circuit intégré pour
ECS réf. 405 12
Détecteur de chaleur
Surface maxi typique de détection: 18 m2
Distance maxi typique de détection : 3,6 m
Température d'utilisation : - 20 •et+ 70 •c
Thermostatique
Détecte une température supérieure à 55 °C
Thermovélocimétrique
Détecte une vitesse d'élévation de température ou
une température supérieure à 60 •c
Détecteur mulicritères
Détecte la fumée et la chaleur
Surface maximum typique de détection : 30m2
Distance maxi typique de détection : 4,4 m
Température d'utilisation 0 °C/ + 60 •c
Pour ECS réf. 405 12
Isolateur de courts-circuits
Peut être utilisé entre des déclencheurs manuels et
des détecteurs automatiques afin de ne pas perdre
plus d'une fonction sur un BUS adressable rebouclé
en cas de court-circuit
Pour ECS réf. 405 12
Automatismes du bâtiment
,
Rér.
1 Détecteurs automatiques conventionnels
Conformes à la norme européenne, CE DPC,
certifiés NF SSI
Equipés d'un voyant rouge qui s'allume en cas de
détection
Compatibles avec les ECS et ECStCMSI
adressables via l'organe intermédiaire réf. 407 29
Détecteur optique de fumée
406 71 Permet la détection rapide d'un début d'incendie
avant l'apparition des flammes
Livré avec capot de protection pour chantier
Surface max. typique de détection : 60 m2
Distance max. typique de détection : 5,8 m
Température d'utilisation : - 20 •c à + 60 •c
Détecteur de chaleur
406 72 Détecte une vitesse d'élévation de température
(thermovélocimétrique) ou une température
supérieure à 60 °C
Livré avec capot de protection pou r chantier
Surface max. typique de détection : 30 m2
Distance max. typique de détection : 4,4 m
Température d'utilisation : - 20 °Cà + 90 •c
Détecteur de flamme infrarouge conventionnel
406 73 Permet la détection de feux à développement
rapide (hydrocarbu res, gaz carbonés, alcool. .. )
ou en remplacement des détecteurs de fumée en
environnement perturbé
Se raccorde directement sur les boucles de
détection des ECS et ECStCMSI conventionnels
(réf. 405 01t02t03t04t06t07t08)
Se raccorde via l'organe intermédiaire réf. 407 29
sur les ECS et ECStCMSI adressables
(réf. 406 22 et 405 12)
_ _ _ Livré avec un support mural orientable
-----------------------==
si
e
Choix de la centrale incendie
. llllllll r
•
Centrales conventionnelles (SSI A ; EA 1)
1
Rél.
1
ECS/CMSI 2/4/8/16 boucles
Classe 11- IP 30 - IK 07
Conformes aux normes EN 54-2, EN 54-4 et
NF S 61-934, NF S 61-935, NF S 61-936
(certifié NF SSI}
Equipements communs :
Contacts généraux disponibles (48 V'\.,/= 1 A)
- 1 contact NF d'alarme générale
- 1 contact NO/NF d'alarme feu
- 1 contact NF de dérangement
• Détection :
Les boucles de détection (à borniers débrochables)
peuvent recevoir soit les DA réf. 406 71/72/73/75,
soit les DM réf. 380 12/13/35/75, 32 max. par
boucles, sauf pour la réf. 406 75 (1 par boucle) et la
réf. 406 73 (5 par boucle}
- 1 sortie 24 V (pour éventuellement alimenter un
détecteur linéaire à relais réf. 406 74)
- 1 sortie tableau répétiteur (5 tableaux max. sauf
sur réf. 405 03/04)
Possibilité de mise hors service d'une boucle
• Evacuation :
- 1 contact UGA
- 1 contact BAAS pouvant recevoir 16 BAAS max.
Deux sorties diffuseurs sonores (à borniers
débrochables) pouvant recevoir les diffuseurs
sonores réf. 415 07, 405 80/81/84/85/86/87/94 dans
la limite de 32 diffuseurs sonores par sortie et
de 1,2 A pour l'ensemble des deux sorties
Une entrée son continu
Mode test de l'UGA : permet en appuyant sur
le bouton d'évacuation générale de ne faire sonner
les diffuseurs sonores et les BAAS que 3 s
• Mise en sécurité :
2 lignes de CMSI à rupture de courant sans contrôle
de position permettant par exemple de piloter du
compartimentage (matriçage possible des lignes)
• Alimentation 230 V'\., - 50/60 Hz :
Pour vous accompagner, une formation préalable
est conseillée. Contactez le service Relations Pro
au 0810 48 48 48 ou votre agence commerciale
ECS/CMSI 2 boucles
405 01 2 boucles de détection
Fonctionne avec deux batteries : réf. 407 49 x 1 et
réf. 407 47 x 1 (non livrées)
ECS/CMSI 4 boucles
405 02 4 boucles de détection
Fonctionne avec deux batteries : réf. 407 49 x 1 et
_ ___. réf. 407 47 x 1 (non livrées)
Centrales adressables (SSI A; EA 1)
1
Réf.
ECS adressable 64 zones avec UGA intégrée
Equipement de Contrôle et de Signalisation (ECS)
adressable avec UGA
• Equipement:
- Une unité de gestion d'alarme (UGA) pouvant
piloter deux lignes de diffuseurs sonores et une ligne
de BAAS (contact auxiliaire)
- Contacts disponibles (48 V'\., ou = 1 A) :
1 contact NF d'alarme générale
1 contact feu (NO/NF)
1 contact NF de dérangement
- 1 sortie 24 V
• Connexion :
1 sortie pour imprimante matricielle et/ou jet d'encre
de type Centronics (connecteurs DB25) pour
impression au fil de l'eau et/ou sur demande
• Alimentation : 230 V'\., - 50/60 Hz
ECS 512
405 12 Pour vous accompagner, une formation préalable
est conseillée. Contactez le service Relations Pro
au 0810 48 48 48 ou votre agence commerciale
Peut gérer jusqu'à 512 points de détection
Programmation par PC (cordons et logiciel livrés)
Possibilité de visualiser via le logiciel PC le niveau
d'encrassement des détecteurs optiques
• Equipement
4 boucles de détection rebouclés pouvant recevoir
chacun 128 points
Pour une mise en sécurité plus avancée, l'ECS peut
aussi être associé à un CMSI externe réf. 406 28 ou
réf. 407 33
1 sortie modbus pour GTC/GTB
• Alimentation
Prévoir une batterie réf. 407 53 et une batterie
.___ __. réf. 407 47 non livrées
ECS/CMSI 128/256
406 22 Conforme également aux normes NF S 61-934,
NF S 61 -935
Peut gérer jusqu'à 256 points de détection
Programmation sur la face avant de l'ECS
• Equipement :
- Livré avec 4 boucles de détection ouvertes,
extensibles à 8 boucles par ajout de 2 cartes de
2 boucles réf. 406 93
- Chaque boucle peut recevoir 32 points maximum
- Deux lignes de mise en sécurité à rupture
- Une clé mémoire amovible pouvant être dupliquée
ou conservée en lieu sûr
• Alimentation
..__ __. Batteries 1 réf. 407 49 + 1 réf. 407 50 (non livrées)
Synthèse 4 - Résidence « Les Coquelicots •
1 1•1 35 7
Éclairage de sécurité
1 Bornier sortie alarme
2 F2 Fusible ligne
de télécommande
3 F1 Fusible alimentation
secteur
4 Bornier entrée alimentation
secteur
5 Entrée des câbles secteur
6 Connecteur RS 232
7 Bornier entrée coffret
de télécommande externe
8 Bornier départ de ligne
de télécommande bloc
9 Connecteur accumulateur
10 Accumulateur
11 Connecteur Imprimante
Secteur 250 V--.,
1 à 250 blocs
Disjoncteur
10 A
Centrale
625 11
625 12
Bloc de télécommande 03900
Alimentation générale 230 v,
Détection de l'alimentation de l'éclairage normal
...J._ --1....
O
Interrupteur
de mise au
___ repos
Cuisine
Répéteur 62512
Raccordement
de la télécommande
Signalisation télécommande (LED verte)
Commande d'extinction d'alarme
!El-++-----------
0
SORTIE
l<U:C
ENTREE
l<I.EC
F1
F2
© ©
1
Llgno de télocommande
(contrelo ou BAES)
Contact NF de commande du
contacteur d'éclairage
Bloc BAES
Commande à distance / Report de télécommande
Entrée pour extension de télécommande
Entrée contact NF de déclanchement d'alarme incendie
Sortie télécommande
Automatismes du bâtiment
BAES
Entrée
ligne
SQrtle
ligne
Fusibles
0
PC
hors énergie
@
0
Procédures d'arrêt et de remise en route
Remise en route
C
0
Procédures de fonctionnement
3(1)
Mises en ou hors service
Arrêt
Essai de vérification
<Initialisation PO>
•
►]
1
1
1
1
1
1
1
1
-~-~-~----------------------------T--'
1
~ <Marche de
~ vérification dans
1
1
initial>
1
le désordre>
1
1
1
~ <Arrêt dans état
~
1
1
~ <Mise dans
\CV état particulier>
....
1
1
1
1
1
1
1
1
1
~ <Préparation pour
'0 remise en route>
1
1
1
1
1
---,
1
1
8
•1►1
@
@
<Marche
<Marche
préparation>
clôture>
<Arrêt obtenu>
1
@
@
~ <Marche de véri-
<Arrêt
demandé
fin cycle>
<Arrêt
demandé>
l'ordre>
~ fication dans
--.--•} - ----7-
@
« Production normale »
1
-
- - -,
@<P~g_
nôstlê>
◄•
~
~
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<
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~
~
~
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m
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l'TI
0
C:
[~~~;~;,•~ {\)'":;;:;;\;~>: ,).·.· •. p-1 L-_-_i_-------------------------Mise en sécurité ou maintien de la disponibilité sur défaillance
®
Procédures de défaillance
@<Marche de test>
~
~
)>
<
c5·
ta
(1)
0
PC
hors énergie
@
7
Remise en route
(;;;\ <Initialisation PO>
Mises en ou hors service
@
~ initial>
!
@
i
1
,
:
@
<Arrêt
demandé
fin cycle>
remise en route>
.l
1
1
1
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1
1
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1
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2 < 0 1•agnost·1c>
••
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1
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-
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..
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i @)<Arrêt d'urg1
~
~
w
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1
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Procédures d'arrêt et de remise en route
Remise en route
Arrêt
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Procédures de fonctionnement
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Mises en ou hors service
Essai de vérification
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Procédures de défaillance
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<Marche de test>
ndex des notions _ _
11
Action conditionnelle (GRAFCET) ......................... 181
Adressage des entrés/sorties (API) ............................ 82
Adresse MAC ................................................................... 282
Alarme intrusion ..... ...................................................... 289
Analyse fonctionnelle ..................................................... 15
API ....... ..................................................................................... 80
Arrêt d' urgence d'un programme ............................. 90
Arrêt d'urgence d'une machine .............................. 219
ASCII .................................................................................... 135
Asservissement ................................................................ 253
Asservissement de position ...... ................................. 255
Asservissement de vitesse .......................................... 254
Authentification (contrôle d'accès) ....................... 338
Automate compact .......................................................... 83
Automate de sécurité ................................................... 220
Automate programmable ................................... ........... 79
Automate programmable modulaire .................... 137
Autorisation (contrôle d'accès) ............................... 339
llJ
Badge de proximité ....................................................... 338
BAES ..................................................................................... 322
Barrage ................................................................................... 48
BCD ........................................................................ ............. 131
Binaire nature l ................................................................. 130
Binaire réfléchi ................................................................ 132
Biométrie ............................................................................ 338
Bloc autonome d'éclairage de sécurité ............... 322
Boucle fermée ................................................................ 240
Boucle ouverte ................................................................ 240
Bus AS-i ...................... ........................................................ 211
Bus KNX ........................................................................... 270
Codeur incrémental ...................................... ........ ....... 124
Codeur magnétique ...................................................... 12 7
Codeur optique rotatif ............................................... 124
Compartimentage .......................................................... 304
Comptage .......................................................................... 143
Comptage (GRAFCET) ................................................ 182
Contact NC ..................................................... ..................... 24
Contact NO ........................................... ............................ 24
Contact temporisé ............................................................ 62
Contacteur auxiliaire ....................................................... 55
Contrôle d'accès ............................................................ 337
Convertisseur analogique - numérique ............... 116
Convertisseur numérique - analogique ............... 115
Correcteur proportionnel ........................................... 247
Correcteur TOR .............................................................. 246
Correcteurs d'un régu lateur ...................................... 243
Coupure d' urgence incendie ............... ... ................ 305
[D
Déclencheur manuel (incendie) ............................. 303
Désenfumage ......... .......................................................... 304
Détecteur à ultrasons ........................................... .......... 51
Détecteur de pression ..................................................... 52
Détecteur de proximité ................................................. 43
Détecteur de proximité capacitif .............................. 46
Détecteur de proximité inductif ................................ 45
Détecteur photoélectrique ........................................... 48
Détecteurs d'alarme ..................................................... 290
Détécteurs d'incendie ................................................. 302
Détection périphérique, périmétrique,
volumétrique ...................... ........................................ 291
Dispositifs de déclenchement ................ ................. 223
Domotique ........................................................................ 269
Il
Câbles trapézoïdaux (Bus AS-i) ... ......................... 21 3
Catégorie de SSI .............................................................. 306
Centralisateur de mise en sécurité incendie ..... 303
Chien de garde ................................................................... 89
Classe de résea u ........................................................... 281
CM SI ..................................................................................... 303
Code ASCII ............................................................ ........... 135
Code BCD ......................................................................... 131
Code Gray ......................................................................... 132
Codeur absolu ................................................................. 125
Codeur communicant .................................................. 127
EA ......................................................................................... 306
Éclairage d'ambiance ou anti-panique ............... 321
Éc 1aI•rage d e secunte
,
• , .................................................... 321
Éclairage d'évacuation ................................................ 32 1
ECS ........................................................................................ 303
Entrées/sorties analogiques .. ..................................... 141
Entrées/sorties déportées ............................................ 146
Entrées/sorti es TOR ....................................................... 140
Équipement d'alarme (incendie) ............................ 306
Equipement de contrôle et de signalisation ...... 303
ET .............................................................................................. 21
État (GEMMA) ................................................................. 193
Index des notions
ri•t 365
Index
Ethernet ............................................................................... 2 79
Évacuation incendie ..................................................... 304
Exécution d'un programme .......................................... 89
Logique câblée ................................................................... 79
Logique programmée ...................................................... 79
LSC ........................................................................................ 322
Luminaire sur source centralisée ............................ 322
D
m
Fonction ET .......................................................................... 21
Fonction mémoire ............................................................ 59
Fonction OU ....................................................................... 21
Fonction OU exclusif .. .................................................... 25
Fonction SI (OU I) .............................................................. 20
Fonction SI PAS (NON) .................................................. 22
Fonctions logiques ........................................................... 20
[I
Masque d'adresse .......................................................... 281
Matériel d'alarme ........................................................... 289
Mémoire ....................... ......................................................... 59
Module de comptage (API) ....................................... 143
Module de sorties TOR .................................................. 82
Module d'entrées TOR ................................................... 81
Modules de sécurité ..................................................... 220
Il
GEMMA .............................................................................. 192
Gestion des sécurités ................................................... 146
Gestion technique centralisée ................................. 271
Gestion technique du bâtiment .............................. 269
Gestion technique électrique ................................. .. 271
GRAFCET ........................................................................... 151
Gray ...................................................................................... 132
GTB ....................................................................................... 269
GTC .............. ........................................................................ 271
GTE ............... ........................................................................ 271
ou ············································•···•···········•······························2 1
OU excl usif .......................................................................... 25
m
Il
Hexadécimal .................................................................... 134
D
Interface de puissance (régulateur) ....................... 249
Interrupteur de position électromécanique .......... 41
lnterverroui llage ............................................................. 221
lpconfig (instruction) .................................................... 283
Il
Karnaugh ............................................................................... 35
D
LAD DER ................................................................................ 86
Langages de programmation API .. .... ...................... 85
Liaison cuivre (réseaux) .............................................. 206
Li aison optique (réseaux) ........................................... 207
Liaison sans fil (réseaux) ............................................. 207
Logigrammes ....................................................................... 26
Automatismes industriels et tertiaires
NC ............................................................................................ 24
NO ........................................................................................... 24
Norme NF-A2P ............................................................... 289
Dl
Partie commande d'un GRAFCET .......................... 153
Partie commande d'un système ................................. 12
Partie opérative d'un GRAFCET .............................. 152
Partie opérative d'un système ............... ...................... 12
Ping (instruction) ............................................................ 282
Poste de supervision ......................... ............................ 204
Pressostat ............................................................................ 123
Principe des systèmes automatisés ........................... 11
Programmation des API .............................................. 138
Protecteur .......................................................................... 22 1
Pt1 00 .................................................................................... 11 8
Il
Reconnaissance biométrique ................................... 338
Réflex ...................................................................................... 48
Règle optique ........................... ....................................... 126
Régulateur ......................................................................... 243
Régulateur à correcteur proportionnel ................ 247
Régulateur à correcteur TOR .................................... 246
Régulateurs industriels ................................................ 250
Régulation ................................. ........................................ 245
Index
Relais auxiliaire ................................................................. 55
Relais bistable ..................................................................... 64
Reprise d'étapes (GRAFCET) .................................... 181
Réseau Ethernet .......................................... .................... 279
Réseaux locaux industriels ........................................ 203
RLI ......................................................................................... 203
a
SADT ....................................................................................... 15
SATI ....................................................................................... 325
SATI adressable ............................................................... 325
Saut d'étapes (GRAFCET) ........................................... 181
Sélection de séquences (GRAFCET) ..................... 178
Séquences parallèles (GRAFCET) .......................... 175
SI (OUI) ........................................................ .......................... 20
SI PAS (NON) ..................................................................... 22
Signal ana logique ..... .................................................... 114
Signal logique ...................... ............................................ 114
Signal numérique ......................... ........................ .......... 115
SMSI ....................................................................... ............. 303
Sonde à résistance métallique ................................. 118
Sonde à thermocouple ................................................ 119
Sous-programmes (GRAFCET) ................................. 180
SSI .......................................................................................... 301
Structure d'un système automatisé ........................... 12
Symboles du GRAFCET .............................................. 153
Système asservi ............................................................... 239
Système autonome de test intégré ......................... 325
Système barrage ................................................................. 48
Système de sécurité incendie ................................... 301
Système décimal ............................................................ 129
Système hexadécimal .................................................. 134
Système réflex ..................................................................... 48
Système régulé ................................................................ 239
Systèmes binaires ......................................................... 130
D
Tableaux de Karnaugh .................................................. 35
TCP/IP .................................................................................. 279
Temporisation (GRAFCET) ......................................... 156
Temporisation repos ...................................................... 62
Temporisation travail ....................................................... 62
Temps de scrutation d'un programme .................... 86
Terminal opérateur ....................................................... 204
TGBT commun iquant .................................................. 272
Thermocouple ................................................................. 119
Topologie des RLI .......................................................... 205
TOR ......................................................................................... 40
Traçabi I ité (contrôle d'accès) ................................... 340
Trace route (instruction) .............................................. 283
Transition (GRAFCET) .................................................. 154
Type de détection d'intrusion .................................. 291
li
Unités de verrouillage ............................. .................... 339
Il
Vaccuostat ......................................................................... 123
Verrouillage protecteur ..... ......................................... 221
Vigik ..................................................................................... 341
m
Watch dog ............................................................................ 89
Index des notions
ri•I 367
a
A2P
AOC
ADEPA
AES
AFNOR
AGS
API
APSAIRD
ARU
AS-i
Alarme Protection Prévention
Analog to D igital Converter
Agence pour le DEveloppement de la
Productique Appliquée à l'industrie
A limentation Électrique de Sécurité
Association Française de NORmalisation
Alarme Générale Sélective
Automate Programmable Industriel
Association Plén ière des Sociétés
d' Assurance Incendie et Risques Divers
ARrêt d'Urgence
Actuators Sensors Interface
Ill
Bloc Autonome d' Alarme Sonore
Bloc Autonome d'Éclairage de Sécurité
Binary Coded Decima l
Bouton Poussoir
BAAS
BAES
BCD
BP
Gestion Technique
Gestion Technique du Bâtiment
Gestion Technique Centralisée
Gestion Technique Électrique
D
1
IGH
IL
IP
Intégrale
Immeuble de Grande Hauteur
Instruction List
Internet Protocol
D
LAN
LO
LSC
Local Area Network
Ladder D iagram
Luminaire sur Source Centralisée
m
MAC
Med ia Access Control
m
[I
Condition d' Activation
Convertisseur Analogique - Numérique
Cond ition de Désactivation
Centralisateu r de M ise en Sécurité
Incendie
Convertisseur Numérique - Analogique
Centre National de Prévention et de
Protection
Chauffage, Ventilation, Cl imatisation
CA
CAN
CD
CMSI
CNA
CNPP
cvc
m
NC
NO
Normally Closed
Normally Open
Il
p
PC
PD
Pl
PID
Proportionnel
Partie Commande
Proportionnel Dérivée
Proportionnel Intégrale
Proportionnel Intégrale Dérivée
Il
Dérivée
D igita l to Ana log Converter
Décimal Codé Binaire
D iffuseur Sonore
D
DAC
DCB
os
Il
EA
ECS
ECS
Équ ipement d'Alarme
Eau Chaude San itaire
Équipement de Contrôle et de
Signalisation
Établissement Recevant du Public
Établissement Recevant des Travailleurs
ERP
ERT
RLI
Function Bloc Diagram
FBD
m
SADT
SATI
SFC
SMSI
SSI
ST
GPN
GRAFCET
Guide d'Étude des Modes de Marches et
d' Arrêts
GRAFCET de Production Normale
GRaphe Fonctionnel de Commande Étape
Transition
Automatismes industriels et tertiaires
Structured Analysis and Design Technic
Système Automatique de Test Intégré
Sequential Fu nction Chart
Système de M ise en Sécurité Incendie
Système de Sécurité Incendie
Structured Text
D
Transmission Control Protocol
Tout Ou Rien
li
uc
GEMMA
Réseaux Locaux Industriels
D
TCP
TOR
D
368 11
GT
GTB
GTC
GTE
Unité centrale
m
WD
WLAN
Watchdog
Wireless Local Area Network