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les systèmes automatisés
présentation
Les systèmes techniques peuvent être classés en différentes catégories suivant la nature de leur fonctionnement et l'énergie qu'ils mettent en œuvre : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique ou électronique, informatique, ou une combinaison de plusieurs. On distingue néanmoins deux grandes familles de systèmes : les systèmes manuels et les systèmes automatisés.
Dans un système manuel, l'utilisateur commande et contrôle l'ensemble des opérations. Le système peut être un objet technique mécanique simple (porte, paire de ciseaux, bicyclette …) ou plus complexe, et peut dispenser en partie l'utilisateur d'apporter son énergie musculaire (machine à coudre, grue, voiture …).
Dans un système automatique, les opérations programmées s'exécutent et s'enchaînent sans l'intervention de l'utilisateur. Un opérateur suit l'évolution du système et contrôle le bon déroulement du cycle de fonctionnement. Il assure la programmation, le démarrage et l'arrêt du système (en cas de problème).
définition
- Un système est dit automatique s'il exécute toujours le même cycle de travail après avoir reçu les consignes d'un opérateur.
remarques
Simples ou complexes, les systèmes automatiques sont partout dans notre environnement quotidien. Ils se développent de plus en plus et modifient la manière de travailler dans les ateliers de production comme dans les bureaux.
Dans l'industrie par exemple, ils permettent d'augmenter la sécurité et remplacent l'homme en accomplissant des travaux pénibles (convoyeur), répétitifs (ligne de montage), dangereux (atelier de peinture) ou dans des endroits inaccessibles (réacteur nucléaire).
Exemple
Un embouteillage automatisé (remplissage, capsulage et étiquetage) permet d'assurer une cadence sûre, rapide et régulière.
composition
Un système automatique est composé généralement d'une partie commande et d'une partie opérative. La partie commande assure le pilotage et le contrôle du système. Elle peut-être composée d'un ordinateur ou plus simplement d'une carte électronique. La partie opérative effectue les opérations en produisant des mouvements, de la chaleur, de la lumière, des sons, etc. Cette partie opérative est composée de capteurs, d'actionneurs et d'effecteurs.
Capteur
Un capteur est un élément de la partie opérative qui détecte un phénomène physique dans son environnement. Les capteurs réagissent en fonction d'une grandeur physique : présence, distance, niveau, débit, masse, pression, vitesse, accélération, température, luminosité, humidité…
Actionneur
Un actionneur est un élément de la partie opérative qui produit un phénomène physique (déplacement d'un objet, dégagement de chaleur, émission de lumière, production d'un champ magnétique ou de son…) à partir de l'énergie qu'il reçoit. Il transforme un type d'énergie en un autre.
Effecteur
L'effecteur finalise le travail : il produit l'effet attendu. Par exemple, c'est l'outil mis en mouvement par les actionneurs (ressort, vérin, moteur…) via une chaîne cinématique. C'est l'élément terminal de la chaîne d'action d'une chaîne fonctionnelle. Il agit directement sur l'élément à modifier.
Chaîne cinématique
La chaîne cinématique est une structure composée d'éléments de transmission, de transformation, de guidage… qui permettent de rendre exploitable, par l'effecteur, l'énergie de sortie de l'actionneur
Exemple
L'ouverture et la fermeture d'un portail automatique s'effectuent en cliquant sur la télécommande. Parcourez l'animation avec la souris pour localiser les capteurs et les actionneurs.
échange d'informations
Présentation
L'ensemble des échanges d'informations est contrôlé par le programme de la partie commande :
- L'opérateur donne des consignes à la partie commande.
- La partie commande adresse des ordres à la partie opérative.
- Les actionneurs/effecteurs exécutent les ordres reçus : production d'un phénomène physique.
- Les capteurs réagissent à une variation d'état : détection d'un phénomène physique.
- La partie opérative adresse des comptes-rendus à la partie commande.
- La partie commande envoie à l'opérateur des signaux sur l'état du système ou de son environnement.
Il s'établit un dialogue d'exploitation entre l'opérateur et la partie commande, et un dialogue de fonctionnement entre la partie commande et la partie opérative.
Schéma de principe
Exemple
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Décomposition des échanges d'informations dans un système d'ascenseur :
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