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CHAÎNE D’ENERGIE ET D’INFORMATION
Approche fonctionnelle des systèmes
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I – Le Système technique
Un système technique est un ensemble technique conçu ………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………….
Le système technique assure …………………………………………………………………………. en opérant …………………………………………………………………………………………………. Il est constitué le plus souvent par des composants ayant chacun une fonction technique simple. L’assemblage de ces composants permet au système d’assurer une fonction technique plus élevée. Certains composants seront ………………………………………….…………………………………, ils feront alors partie ………………………………………….………………………………………….. D’autres seront ………………………………………….………………………………………….…., ils feront partie ………………………………………….
II – Organisation fonctionnelle d’une chaîne d’énergie
Il existe différentes formes d’énergie (éolienne, solaire, mécanique, musculaire, électrique, pneumatique, thermique, nucléaire…) qui ne seront pas toutes utilisées directement. En effet, il est nécessaire de récupérer, modifier, transformer, adapter le flux d’énergie qui se décompose en 4 fonctions :
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Les formes d’énergies qui sont les plus utilisées dans les systèmes automatisés sont :
L’énergie ………………………………………….……………………………………………………. ………………………………………….……………………………………………………………….. ………………………………………….……………………………………………………………….. La plupart du temps l’énergie électrique est délivrée directement par un opérateur (fournisseur) comme E.D.F. mais il est aussi possible de l’obtenir par d’autres sources :
avec des batteries ou des piles (qu’il faut prévoir de remplacer ou recharger et qui ont
une durée de vie limitée)
avec des panneaux solaires ou des éoliennes,
par combustion (avec des groupes électrogènes)
L’énergie ………………………………………….…………………………………………………… ………………………………………….………………………………………………………………..
L’énergie ………………………………………….…………………………………………………… ………………………………………….………………………………………………………………..
L’énergie ………………………………………….…………………………………………………… ………………………………………….………………………………………………………………..
2-1 ALIMENTER en énergie
La plupart du temps, l’énergie d’entrée est électrique et fournie par un opérateur d’électricité. Il sera donc nécessaire de brancher le système sur le réseau électrique et d'adapter la tension à l'utilisation ou de la transformer en continu.
400 volts triphasés ou 230 volts monophasés
=
+-
Alimentation continue
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Pour des systèmes embarqués, la fonction alimenter est réalisée par des batteries ou des piles. Dans ce cas il y a conversion d’une énergie chimique en une énergie électrique :
L’énergie électrique peut-être produite également à partir d’énergie solaire ou du vent.
Pour des systèmes qui nécessitent d’autres énergies comme de l’air comprimé il faut
utiliser des compresseurs ou des pompes.
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2-2 DISTRIBUER (ou MODULER) l’énergie
Les composants assurant cette fonction sont des ……………………………………………… ………………………………………….……………………………………………………………... ………………………………………….……………………………………………………………...
L’énergie est de la même forme en entrée et en sortie. Le type de composant est donc fonction de la forme et du type d’énergie qu’ils doivent
distribuer :
Les CONTACTEURS (courant important) ou les RELAIS (courant faible) pour l’énergie électrique.
contacteur
Relais
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Les DISTRIBUTEURS ou les ELECTROVANNES pour l’énergie pneumatique ou hydraulique.
2-3 CONVERTIR l’énergie
Dans la majorité des cas, l’énergie distribuée est électrique, pneumatique ou hydraulique. Pour agir sur la matière d'œuvre, ………………………………………………………………… ………………………………………….……………………………………………………………... ………………………………………….……………………………………………………………... On utilise pour cela ………………………………………….……………………………………… ………………………………………….……………………………………………………………..
Il existe de nombreux types d’actionneurs, les plus couramment utilisés étant :
Les MOTEURS ELECTRIQUES qui convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique de rotation.
Moteur à courant continu
Moteur pas à pas
Moteur alternatif triphasé
Les VERINS qui convertissent l’énergie pneumatique ou hydraulique en énergie mécanique de translation.
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Il existe aussi des vérins rotatifs ou moteurs pneumatique qui transmettent un mouvement
de rotation.
Les POMPES qui utilisent de l’énergie électrique pour créer un débit de liquide ou de gaz.
Les ELECTROAIMANTS qui utilisent l’énergie électrique pour créer un champ magnétique.
Les RESISTANCES qui utilisent l’énergie électrique pour créer une énergie THERMIQUE.
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Les MOTEURS THERMIQUES qui utilisent de l’énergie fossile pour créer une énergie mécanique de rotation.
Les SOURCES LUMINEUSES qui utilisent de l’énergie électrique pour créer une énergie lumineuse.
2-4 TRANSMETTRE l’énergie
Cette fonction est très souvent utilisée pour entraîner les composants mécaniques entre
eux.
Cette fonction regroupe en fait plusieurs sous-fonctions techniques comme :
ADAPTER l’énergie du point de vue des efforts ou de la vitesse, grâce aux réducteurs à engrenage, aux systèmes poulies-courroie ou pignons-chaîne, etc.
Lampe basse consommation Diode électroluminescente
……………………
……………………
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TRANSFORMER l’énergie pour passer par exemple d’un mouvement de rotation à un mouvement de translation grâce aux crémaillères, aux systèmes bielle-manivelle ou levier-coulisseau, aux cames, etc.
crémaillères
bielle-manivelle
levier-coulisseau
cames
2-5 Représentation de la chaîne d’énergie
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2-6 Exemple d’un schéma électrique normalisé
III – La fonction AGIR
Les composants qui ………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………….
……………………
Il existe une multitude de formes, de matières et de technologies d’effecteurs qui doivent
s’adapter à chaque matière d'œuvre comme des ventouses, des poussoirs, des doigts, des
tapis roulants, des enrouleurs, des plateaux, des roues, des brosses, des résistances, etc.
Partie
commande
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IV – Organisation fonctionnelle d’une chaîne d’information
La chaîne d’information permet …………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………….
.………………………………………………………………………………………………………………
Les informations qui circulent peuvent être ……………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………….
Les flux de ces informations se décomposent en 3 fonctions :
4-1 ACQUERIR l’information
Les informations entrantes sont de deux sortes : Les consignes de l’opérateur et les
comptes rendus de la chaîne d’énergie.
Les consignes de l’opérateur sont recueillies par l’intermédiaire de boutons, interrupteurs, claviers, joysticks, souris, etc.
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Les comptes rendus de la chaîne d’énergie sont en fait des grandeurs physiques (de position, vitesse, fin de courses, pression, température, débit,…) qui sont recueillis en permanence par l’intermédiaire de CAPTEURS. Il existe une multitude de capteurs de formes et de technologies différentes.
Capteur de vitesse
Capteur de position (fin de course) Capteur de pression
Capteur de température Capteur de débit
4-2 TRAITER l’information
Cette fonction est assurée ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Elle est "PROGRAMMEE" de façon à gérer la succession des opérations en donnant des
ordres à la chaîne d’énergie ou des messages à l’opérateur en fonction des différents
comptes-rendus ou consignes.
Capteurs …………… …………….
…………….. …………….. ……………..
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………….. …………..
………….. …………..
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La plupart des systèmes industriels est commandée par un AUTOMATE PROGRAMMABLE INDUSTRIEL (A.P.I.). Pour les systèmes grand public telles que les machines à laver, la partie commande se
résume à un module ou une CARTE ELECTRONIQUE plus ou moins complexe.
4-3 COMMUNIQUER l’information
Cette fonction se résume généralement à ………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Les composants permettant de réaliser cette fonction sont des voyants, des écrans, des
buzzers ou hauts parleurs, etc.
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