Constituants des systèmes - Campus des Sciences et Techniques d

PTSI
PT
AUTOMATIQUE
Constituants des systèmes

Automatique Chapitre A
PTSI - PT i Avignon
Table des matières
1 – LA CHAINE FONCTIONNELLE 1
1.1 – STRUCTURE FONCTIONNELLE.................................................................................................................... 1
1.2 – CHAINE D’ENERGIE ................................................................................................................................... 1
1.3 – CHAINE D’INFORMATION .......................................................................................................................... 2
2 – LES ACTIONNEURS 3
2.1 – LES VERINS PNEUMATIQUES ET HYDRAULIQUES ....................................................................................... 3
2.2 – LES MOTEURS ........................................................................................................................................... 4
3 – LES PRE-ACTIONNEURS 6
3.1 - CONTACTEURS ET RELAIS .......................................................................................................................... 6
3.2 VARIATEURS ELECTRONIQUES ..................................................................................................................... 6
3.3 DISTRIBUTEURS HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES.................................................................................... 7
4 – LES COMMANDES PROGRAMMABLES 7
5 – LES CAPTEURS 8
5.2 - DEFINITIONS .............................................................................................................................................. 8
5.3 – ERREURS CLASSIQUES ............................................................................................................................... 9
5.4 – LES PRINCIPAUX CAPTEURS ...................................................................................................................... 10

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1 – La chaine fonctionnelle
1.1 – Structure fonctionnelle
On peut distinguer au sein des systèmes pluritechniques deux chaînes, l’une agissant
sur les flux de données, appelée chaîne d’information ou partie commande, l’autre
agissant sur les flux de matières et d’énergies, appelée chaîne d’énergie ou partie
opérative.
Chaîne d’information
COMMUNIQUER
Chaîne d’énergie
Informations
destinées à d’autres
systèmes et
interfaces H/M
ordres
TRAITER
ACQUERIR
ALIMENTER
DISTRIBUER
CONVERTIR
TRANSMETTRE
ACTION
Informations issues
d’autres systèmes et
interfaces H/M
Matière d’oeuvre
Matière d’œuvre
+ Valeur ajoutée
Pertes
énergétiques
Grandeurs physiques à acquérir
Energies d’entrée
1.2 – Chaine d’énergie
La chaîne d’énergie, est constituée des fonctions génériques : Alimenter,
Distribuer, Convertir, Transmettre qui contribuent à la réalisation d’une action.
Alimenter
Distribuer
Convertir
Transmettre
Energies
d’entrée
Energie électrique,
pneumatique,
hydraulique
Energie mécanique,
pneumatique,
hydraulique
Ordres
Energies disponibles pour l’action
demandée par le cahier des
charges
Prise réseau,
raccord réseau,
pile, batterie,
accumulateur, …
Préactionneur :
Contacteur, relais,
variateur,
distributeur, …
Actionneur :
Machines
asynchrones, à
courant continu,
vérins, …
Assemblage démontable, guidage
en rotation, en translation,
accouplement, embrayage, limiteur
de couple, frein, poulies courroies,
engrenages, systèmes vis-écrou,
transformateurs plans, …
Energie distribuée
L'énergie issue de la chaîne d’information n'est pas suffisante pour être utilisable
directement par les actionneurs, le rôle du préactionneur est alors de distribuer ou

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non une énergie importante en fonction des ordres émis par la partie commande
transmis sous la forme d'une énergie de commande plus faible.
1.3 – Chaine d’information
La chaîne d’information permet :
d’acquérir des informations :
o sur l’état d’un produit ou de l’un de ses éléments (en particulier
de la chaîne d’énergie) par le biais de capteurs,
o issues d’interfaces homme/machine (consignes) ou élaborées par
d’autres chaînes d’information,
o sur un processus géré par d’autres systèmes (consultation de
bases de données, partage de ressources, ...),
de traiter ces informations pour obtenir le comportement souhaité du
système ;
de communiquer les informations générées par le système de traitement
pour réaliser l’assignation des ordres destinés à la chaîne d’énergie ou
(et) pour élaborer des messages destinés aux interfaces homme/machine
(ou à d’autres chaînes d’information).
Acquérir
Traiter
Communiquer
Grandeurs physiques,
consignes
Informations traitées
Ordres, messages
Capteurs TOR, Capteurs
analogiques,
Capteurs numériques,
Interfaces homme / machine,
Systèmes numériques
d’acquisition de données.
Matériels :
- Automates programmables ;
- Ordinateurs ;
- Microcontrôleurs ;
- Modules logiques
programmables ;
- circuits de commande
câblés, …
Logiciels :
- Ateliers logiciels,
- Éditeur de modèles de
commande avec générateur
de code, …
- Commandes TOR,
- Interfaces homme/machine,
- Liaisons utilisant le mode
de transmission série,
- Liaisons utilisant le mode
de transmission parallèle,
- Réseau Ethernet
- Bus capteurs/actionneurs, …
Images informationnelles
utilisables

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2 – Les actionneurs
2.1 – Les vérins pneumatiques et hydrauliques
2.1.1. Le vérin linéaire
Utilisé pour obtenir un mouvement de translation d’amplitude limitée. La nature de
son énergie (pneumatique, hydraulique) dépend de la force souhaitée en sortie. On
distingue le vérin simple effet (la rentrée de tige se fait sans alimentation extérieure
par un ressort) du vérin double effet (la sortie et la rentrée de tige sont commandées).
Simple effet Double effet
2.1.2. Le vérin rotatif
Assez rare, le vérin rotatif permet d’obtenir une rotation d’amplitude limitée. C’est
en pratique un vérin linéaire associé à un mécanisme pignon-crémaillère pour la
transformation de mouvement.
Vérins stand Vérin télescopique