Chapitre I

Préparé par: Mme Hamri

ATTAR ép : Amellal
OMAR
Introduction aux systèmes automatisés
 1. La Partie Opérative P.O
Il s'agit de la partie qui effectue le travail. C'est elle qui reçoit les
ordres de la Partie Commande (P.C.). Dans la P.O c'est les
actionneurs (des vérins ou des moteurs) qui exécutent les ordres
reçus. Elle consomme de l'énergie électrique, pneumatique (air) ou
hydraulique (eau ou huile). Elle contient :
•Des actionneurs, qui transforment l'énergie reçue en énergie utile
(vérin, moteur voyant,...).
•Des pré-actionneurs qui sont directement dépendants des
actionneurs et sont nécessaires à leur fonctionnement (distributeur
pour un vérin...etc.).
•Des capteurs, qui transforment les variations de grandeurs physiques
en signaux électriques (température, luminosité, présence,
position,...), leurs rôle est donc de contrôler, mesurer, surveiller et
informer la PC sur l’´evolution du système.
ACTIONNEURS PNEUMATIQUES

Un actionneur pneumatique convertit une énergie

d’entrée pneumatique en une énergie utilisatrice
mécanique.
LE VERIN PNEUMATIQUE
Un vérin double effet c’est un vérin qui
comporte deux prises de pression (deux
orifices de branchement).
 Les pré-actionneurs : distributeurs
Le distributeur est l'élément de la chaîne de
transmission d'énergie utilisé pour commuter et contrôler
la circulation des fluides sous pression. Généralement
constitué d'un tiroir qui coulisse dans un corps, il met en
communication des orifices (connectables ou non) suivant
plusieurs associations. Le tiroir peut être actionné par un
levier, une bobine, un piston, ou un ressort.

On distingue les distributeurs d'abord par :Le nombre

d'orifices et le nombre de positions, puis la nature des
commandes.
1. Le nombre de positions correspond au nombre de situations du
composant. Pour chaque position, les conduites sont associées suivant
une combinaison différente.
2. Le nombre d'orifices est le nombre de conduites (connectables
ou non) sortant du corps du distributeur.
Il y en a donc au moins deux.
 Distributeur 5/2

Distributeur 4/2
Distributeur 2/2
Les capteurs
Ce sont des éléments de la partie opérative capable de détecter un
phénomène physique dans son environnement (température,
présence d'un objet...) et d'en rendre compte à la partie commande
sous forme d'un signal électrique. On distingue :

1. Les capteurs T.O.R. (tout ou rien), qui délivrent un signal de

sortie logique, c'est à dire 0 ou 1.

2. Les capteurs numériques, ou « incrémentaux », qui associés à un

compteur, délivrent des signaux de sortie numériques.

3. Les capteurs analogiques, ou proportionnels » qui permettent de

prendre en compte la valeur réelle d'une grandeur physique.
2. Partie commande (Systèmes de commande)
Elle permet à l'opérateur d'établir le programme qui commande
l'automate. La partie Commande reçoit les consignes d'un opérateur.
Elle adresse des ordres à la partie opérative. Inversement la PC
reçoit des comptes rendus de la partie opérative et envoie des
signaux à l'opérateur.

Quelles tâches un système de commande peut-il prendre en charge ?

Il peut être chargé de contrôler une séquence d’événements,

de maintenir constante une certaine variable ou de suivre un

changement prévu.
Par exemple, le système de commande d’une perceuse
automatique
peut démarrer la descente du foret
lorsque la pièce est en position,

 démarrer le perçage lorsque le foret

arrive sur la pièce,

 stopper le perçage lorsque la

profondeur du trou souhaitée est
atteinte,

Retirer le foret, arrêter la perceuse,

 attendre que la pièce suivante

arrive en position
avant de répéter le processus.
Quelles formes un système de commande peut-il prendre ?

Pour la perceuse automatique,

il est possible de câbler des circuits électriques dans lesquels
l’ouverture ou la fermeture de l’interrupteur conduisent au
démarrage de moteurs ou au déclenchement de vannes.

Dans un système de commande « traditionnel », les règles de

fonctionnement et les actions exécutées sont déterminées par le
câblage.
Lorsque les règles qui déterminent les actions de commande sont
modifiées, le câblage doit également être revu.
 Systèmes de commande à microprocesseur

Au lieu de câbler un circuit de commande différent pour

chaque situation, une approche permet d’employer le même
système de base dans tous les cas. Elle se fonde sur un système à
base de microprocesseur et sur un programme qui explique à ce
microprocesseur comment réagir aux signaux d’entrée,

En modifiant les instructions du programme, nous pouvons

conserver le même système à microprocesseur pour commander
une grande diversité de cas.
automate programmable industriel
 1. Introduction
Les automates programmables industriels sont apparus à la
fin des années soixante, à la demande de l'industrie automobile
américaine (GM), qui réclamait plus d'adaptabilité de leurs
systèmes de commande.
 Les coûts de l'électronique permettant alors de remplacer
avantageusement les technologies actuelles.

Avant : utilisation de relais électromagnétiques et de systèmes

pneumatiques pour la réalisation des parties commandes

⇒ logique câblée

Solution : utilisation de systèmes à base de microprocesseurs

permettant une modification aisée des systèmes automatisés

⇒ logique programmée
 Les ordinateurs de l'époque étant chers et non adaptés aux
contraintes du monde industriel, les automates devaient permettre de
répondre aux attentes de l'industrie.

2. Contraintes du monde industriel :

influences externes : - poussières,

- température,
- humidité,
- vibrations,
- parasites
électromagnétiques, …
 Personnel : -mise en œuvre du matériel aisée (pas de langage de
programmation complexe)

-dépannage possible par des techniciens de

formation électromécanique.

- possibilité de modifier le système en cours de

fonctionnement

Matériel : - modulaire
- implantation aisée
Définition 1: l'Automate Programmable Industriel (API) est un
appareil électronique programmable, adapté à l'environnement
industriel, qui réalise des fonctions d'automatisme pour assurer la
commande de système à partir d'informations logique, analogique
ou numérique.

Définition 2: Un automate programmable industriel (API) est une

forme particulière de contrôleur à microprocesseur qui utilise une
mémoire programmable pour stocker les instructions et qui
implémente différentes fonctions, qu’elles soient logiques, de
séquencement, de temporisation, de comptage ou arithmétiques,
pour commander les machines et les processus
 Les avantages des API
En comparaison des systèmes à relais, les API :

simplifient les modifications car elles sont mises en œuvre de façon

logicielle et non pas par des solutions matérielles plus complexes.

 peuvent être facilement étendus par l’ajout de nouveaux modules,

alors que des changements matériels sont sinon requis.

 sont plus robustes et plus fiables en raison d’un nombre de

composants mécaniques moindre.

sont plus compacts.

 exigent une maintenance moindre.

sont plus rapides.

3. Principe de fonctionnement:
L'opérateur saisit le programme dans la mémoire de l'API,
l'automate surveille ensuite les entrées et les sorties
conformément aux instructions du programme.

programme

Entrées API Sorties

système
Capteur(information) consigne
 Architecture des automates

Aspect extérieur: Les automates peuvent être

de type:

• Compact

• modulaire.
Automate non-modulaire (compact)
Type compact :
Il intègre le processeur, l'alimentation, les entrées et les
sorties en une seule unité. Ces automates, de fonctionnement
simple, sont généralement destinés à la commande de petits
automatismes.
Automate modulaire
Modulaire :
Le processeur, l'alimentation et les interfaces d'entrées /
sorties résident dans des unités séparées (modules) et sont
fixées sur un ou plusieurs racks.

Ces automates sont intégrés dans les automatismes

complexes où puissance, capacité de traitement et flexibilité
sont nécessaires.
Aspect intérieur
La structure interne d’un automate programmable
industriel (API) est assez voisine de celle d’un système
informatique simple.
L’unité d’alimentation est indispensable puisqu’elle convertit une
tension alternative en une basse tension continue (5 V) nécessaire au
processeur et aux modules d’entrées-sorties.
Le périphérique de programmation est utilisé pour entrer le
programme dans la mémoire du processeur. Ce programme est
développé sur le périphérique, puis transféré dans la mémoire de
l’API.
L’interface de communication est utilisée pour recevoir et
transmettre des données sur des réseaux de communication qui
relient l’API à d’autres API distants
Traitement du programme automate :
Tous les automates fonctionnent selon le même mode
opératoire :
Traitement interne : L'automate effectue des opérations de
contrôle et met à jour certains paramètres systèmes (détection des
passages en RUN / STOP, mises à jour des valeurs de l'horodateur,
...).

 Lecture des entrées : L'automate lit les entrées (de façon

synchrone) et les recopie dans la mémoire image des entrées.

 Exécution du programme : L'automate exécute le programme

instruction par instruction et écrit les sorties dans la mémoire image
des sorties.

 Ecriture des sorties : L'automate bascule les différentes sorties

(de façon synchrone) aux positions
définies dans la mémoire image des sorties.
Ces quatre opérations sont effectuées continuellement par
l'automate (fonctionnement cyclique).
On appelle scrutation l'ensemble des quatre opérations réalisées
par l'automate.
le temps de scrutation est le temps mis par l'automate pour traiter
la même partie de programme. Ce temps est de l'ordre de la
dizaine de millisecondes pour les applications standards.
Le temps de réponse total (TRT) est le temps qui s'écoule entre le
changement d'état d'une entrée et le changement d'état de la
sortie correspondante