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1E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
E/S POUR API
2E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Système numérique destiné à être utilisé dans un environnement industriel :
DEFINITION D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLEselon norme IEC 61131-1
• Fonctions spécifiques dites métier : - logique- mise en séquence- temporisation- comptage- calcul arithmétique
• Commande du processus au moyen d ’entrées et de sorties Tout-ou-Rien ou Analogiques
• Intégration facile dans un système d ’automatisme industriel et utilisation facile des fonctions prévues
• Exécute des activités définies par l'utilisateur sous forme de programme écrit dans un langage textuel ou graphique
3E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Système numérique destiné à être utilisé dans un environnement industriel :
DEFINITION D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Heater band
Acidic reagent
Alkali reagent
Harvest valve
pH sensor
Temperaturesensor
Feed valve
AgitatorFermentation Process
4E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Système numérique destiné à être utilisé dans un environnement industriel :
DEFINITION D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Fermentation Process
Les fonctions du système de contrôle/commande sont :
• des fonctions logiques [séquentielles]: - remplir la cuve (durée, volume, niveau...), la vidanger - agiter la solution, mettre le chauffage ...
• des fonctions de régulation :- réguler la température autour de la consigne- réguler le pH de la cuve
• des fonctions de surveillance :- débordement de cuve,excès de température, de pH- dérive du processus de fermentation
• des fonctions de production:- calculer le point d'arrêt de la fermentation...
• des fonctions de communication :- dialogue opérateur (écran IHM)- dialogue réseau avec les autres entités informatiques
5E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Système numérique destiné à être utilisé dans un environnement industriel :
DEFINITION D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
• Un automate est un système informatique spécialisé :
- fonctionnement en temps réel : l'échelle de temps est de l'ordre de 1 à 100 ms
- fonctionnement multitâche en temps partagé : toutes les activités fonctionnent simultanément
- interaction avec les éléments matériels du processus + prise en compte de signaux électriques --> entrées+ envoi de signaux électriques réalisant des actions sur le processus --> sorties
- fonctionnement en réseau [application répartie, entrées/sorties distantes, capteurs et actionneurs intelligents]
- fonctionnement sûr (garanti par une norme)
6E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Unité centrale
Alimentation Moduleentréessortiessimples
Moduleentréessorties
spécialisées
Rack
Prise Console
CouplageRéseau
de Terrain
Voyants de contrôle
Prise Communication
7E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
L ’automate doit remplir deux fonctions :
• un rôle de commande en élaborant des actions selon un algorithme approprié,
à partir des informations fournies par les détecteurs (Tout-ou-Rien) et les
capteurs (analogiques ou numériques)
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
• un rôle de communication dans le cadre de l ’exploitation avec :
- l ’opérateur humain (dialogue homme-machine par IHM)
- les autres processeurs hiérarchiquement supérieurs
(calculateurs de gestion de production)
- les processeurs de rang égaux (répartition du contrôle d ’une
application sur plusieurs automates
- les éléments de rang inférieur (instrumentation intelligente)
8E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
E/S du processus automatiséConsole de mise au point
Dialogue opérateurOutil de développement
Vers autresautomates
9E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Dialogue et supervision
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Réseau local
Dialogue opérateur
Supervision
10E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Système automatisé à structure hiérarchisée
11E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
12E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Les variables internes peuvent être utilisées en écriture et en lecture par le programmeur de l'automate. Elles servent à stocker des valeurs utiles à la réalisation du programme.
Dialogue externe (IHM, console,
réseau)
13E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLEActivité logicielle d ’un automate
• en mode « stop », l ’automate programmable reste actif
- seule l ’exécution des tâches (logique, grafcet) est suspendue - les fonctions réseau restent actives (échange avec les autres automates, surveillances des E/S ...)
• le Traitement est exécuté selon les instructions définies par le programmeur
• un automate est en permanence en activité dès sa mise sous tension
14E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Activité logicielle d ’un automate
étude du chronogramme des signaux externes et internes, analyse de la synchronisation
• notion de machine d'état (Mealy)
15E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Activité logicielle d ’un automate: exemple du Grafcet
Règle de franchissement du graphe :
-une transition est validée si toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à la transition sont actives
-la transition est franchie si la transition est validée ET si la réceptivité associé à la transition est vraie
- le franchissement de la transition provoque simultanément l'activation de la ou les étapes suivantes et la désactivation des étapes précédentes.
- si une étape doit être simultanément activée et désactivée, elle reste active
- plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies
X2
X3
Transition T1
X1X1
Transition T2
action1
action2
action3
la "simultanéité" matérielle est impossible sur l'automate !
l'exécution est donc différente du principe ! interprétation du Grafcet→
16E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
E/S POUR API
17E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
• binairebooléen , vrai/faux , case à cocher , bouton bascule , Tout ou Rien TOR
• numérique
Sous-ensemble de N , nibble (entier 4bits) , Octet ou caractère (entier 8bits) , Mot (entier 16 bits), MotDouble (entier 32 bits)
• numérique signé ou entier relatif
Complément à 2
• numérique codéBCD, binaire réfléchi , code de GrayFlottant
Variables: la forme numérique ou discrète ensemble de définition discret
Exemples : bouton poussoir , voyant signalisation afficheur 7 segments , compteur , roues codeuses
x∈ Z
x∈ N
x∈ {0 , 1 }
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
18E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
grandeur unipolaire
signal positif
grandeur bipolairesignal signé (tension ou courant)décalage de la grandeur (bipolar offset)
Variables : la forme analogique variation continue dans l'espace de définition (type réel)
Exemples : résistance , température , tension , courant
x∈ R+
Les signaux analogiques sont convertis en signaux numériques
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
x∈ R
19E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Bits : Mots 16bits: • %IXxxx entrée TOR • %IWxxx mot entrée
• %QXxxx sortie TOR • %QWxxx mot sortie • %MXxxx bit interne • %MWxxx mot interne
• %SXxxx bit système • %SWxxx mot système
• %KWxxx mot constantMots 32bits: • %MDxxx mot interne 32 bits • %MFxxx mot interne flottant 32 bits
Attention: il existe de nombreuses autres variables et des variantes de la syntaxe normalisée
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Variables : Notation normalisées CEI 61131 des variables
Les outils de développement permettent d'affecter un nom symbolique à chacune des variables physique de l'automate ; cette possibilité améliore la lisibilité d'une application et permet de modifier l'affectation des E/S sans modifier le programme
20E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Notation normalisées IEC 61131 des variables sur un automate : • Adressage variable:
L ’adresse variable xxx est structurée pour tenir compte de la structure matérielle de l ’automate
<adresse> = [réseau].<numéro de chassis>.<numero d ’appareil>.<numero de voie>
Exemple : %IX0.3.5 entrée TOR n°5 du module d ’entrée 3 sur le chassis 0
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
21E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
• SFC Sequential Function Chart ou Sequential Flow Chart langage de type Grafcet ou organigramme permettant la programmation aisée des systèmes séquentiels
• FBD Functions Blocks Diagram ou Schéma-Bloc représentation graphique de fonctions logiques ou de fonctions quelconques
• LD Ladder Diagram ou Diagramme en Echelle représentation graphique des équations booléennes, avec possibilité d'insertion de blocs FB . Langage le plus courant
• ST Structured Text langage textuel permettant d'écrire toute type de fonctionnalité (séquentielle ou non) . Remplacé par le langage C sur les automates les plus puissants.
• IL Intruction List Langage textuel de bas niveau de type assembleur (une instruction par ligne)
Langages normalisées IEC 61131-3 sur automate :
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
22E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
23E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
• POU Program Organisation Unit
Chaque partie de programme s'appelle un POU . Le langage d'un POU est défini par l'utilisateur en fonction de ses habitudes et de la facilité à exprimer le problème.
Hiérarchie des POUs : 3 sections ou groupes principaux - Programmes représentant des opérations séquentielles ou cycliques
- Fonctions pouvant être appelées depuis n'importe quel autre programme. Une fonction peut appeler d'autres fonctions. Une fonction retourne une valeur.
- Blocs fonctionnels ou Function_Blocks pouvant être appelées depuis n'importe quel autre programme. Un bloc-fonction peut appeler d'autres bloc-fonctions. Un bloc-fonction peut ne pas retourner de valeur (procédure).
Langages normalisées IEC 61131-3 sur automate :
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
24E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Accès logiciel aux grandeurs Booléennes:
Langage IL...LD %X11AND %M0AND N %I1.1OR N %I1.2ST %M2ST %Q2.0LD %M2AND %M1R %M2....
Langage ST....IF (%X11 AND %M0 AND NOT(%I1.1)) OR (NOT(%I1.2)) THEN
%Q2.0 := TRUE ;IF %M1 THEN
RESET %M2 ;END_IF
ELSE%Q2.0:= FALSE ;
END_IF.......
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
25E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Accès logiciel aux grandeurs Numériques:
Langage IL...LD %I1.0OR [%MW3>100]
MPS[%MW5:=%MW1+%MW2]
MPPIN %TM1
LD %TM1.QST %Q2.3....
Langage ST....IF %I1.0 OR (%MW3>100) THEN
%MW5 := %MW1 + %MW2 ;START %TM1;
END_IF%Q2.3 := %TM1.Q ;....
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
26E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Exemple de définition d'une fonction_block
up/down count
Counter
le compteur est incrémenté ou décrémenté à chaque appel de la fonction
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
27E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
FONCTIONS D ’UN AUTOMATE PROGRAMMABLE
Activation des sorties en SFCN Non-stored The action is active as long as the step
R Reset The action is deactivated (overriding a time limited activation)
S Set (Stored) The action is activated and remains active until a Reset
L time Limited The action is activated for a certain time, maximum as long as the step is active
D time Delayed The action becomes active after a certain time if the step is still active and then it remains active as long as the step is active. P Pulse The action is executed just one time if the step is active SD Stored and Delayed The action is activated after a certain time and remains active until a Reset DS Delayed and Stored The action is activated after a certain time as long as the step is still
active and remains active up to a Reset SL Stored and time limited The action is activated for a certain time
The qualifiers L, D, SD, DS and SL need a time value in the TIME constant format
28E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
E/S POUR API
29E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Mémorisation des sorties Lecture au vol des entrées
30E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Sortie sur plusieurs mots
Non-synchronisme des actions sur le processus
31E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Structure de sortie double-buffer
Synchronisation matérielle des sorties
32E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Lecture et mémorisation synchrone des Entrées
Structure d ’entrée avec mémoires tampons
33E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Cycle Lecture/écriture des E/S
• temps de cycle usuel : 1 à 5 ms
• un temps maximum est alloué par l ’utilisateur. Le dépassement du temps maximum est considéré comme une anomalie de fonctionnement
34E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Structure du watch-dog
L ’absence de réactivation du chien de garde provoque la remise à zéro / le repli / le gel des sorties et une signalisation externe de la défaillance
35E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Autres fonctions sur TOR : • Filtrage Le filtrage élimine les rebonds des entrées et évite les erreurs d ’interprétation de la valeur d ’une variable dans une cascade utilisant %IXn puis not(%IXn)
• Repli/Gel:
Une valeur est affectée à chaque sortie TOR lorsque l ’automate passe en mode « STOP »ou en cas de détection d ’erreur. Celle valeur peut être 0, 1 ou Maintien de la valeur de sortie
• Forçage:
Le forçage d ’une entrée ou d ’une sortie est accessible dans la phase mise au point du programme de l ’automate.
36E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
E/S POUR API
37E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Connexion des entrées :
• cas des sources de tension
fonctionnement dit en « logique positive »
38E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Connexion des entrées :
• cas des contacts « secs »
39E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Connexion des entrées :• cas des capteurs statiques
PNP NPN
« logique positive » « logique négative »
couplage électrique entre les entrées et l ’automate
40E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Connexion des sorties :• sorties « relais »
Isolation entre l ’automate et les sorties
41E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Connexion des sorties :• sorties « statiques »
PNP
NPN
42E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S ANALOGIQUES
pour un signal analogique représenté par un nombre binaire, la plus petite variation correspond au changement de valeur du bit de poids le plus faible LSB (Least Significant Bit)
Entrées analogiques :
43E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S ANALOGIQUESEntrées analogiques :
La valeur analogique est quantifiée avec une incertitude de LSB± 12
44E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S ANALOGIQUES
exemple : signal codé sur 12 bits soit une dynamique de 0 à 212-1 une variation de 1 pas correspond à une précision relative de
1/4096 soit 0,025%
Entrées analogiques :
le nombre de bits du convertisseur sera choisi en fonction de la précision demandée
45E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S ANALOGIQUES
Les signaux analogiques sont convertis en signaux numériques
Entrées analogiques :
%IWxx.0%IWxx.1%IWxx.2%IWxx.3
%QWxx.0%QXxx.1....
• entrées multiplexées
46E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S ANALOGIQUES
Entrées analogiques :
%IWxx.0%IWxx.1
%QWxx.0%QXxx.1....
• entrées parallèles
47E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S ANALOGIQUES
Sorties analogiques :
%QWxx.0%QWxx.1%QWxx.2....
• sorties parallèles
Référence de tension
48E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S ANALOGIQUES
Sorties analogiques :
• sorties démultiplexées
%QWxx.0%QWxx.1%QWxx.2....
49E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
ISOLATION DES ENTREES/SORTIES
Nécessité de l ’isolation :
50E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES E/S TOR
Connexion des entrées :• entrées opto-couplées
isolation galvanique • entre l ’entrée et l ’automate • entre les entrées
l ’isolation implique une source d ’alimentation pour chaque structure isolée
51E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Modules isolés pour entrées TOR :
ISOLATION DES ENTREES/SORTIES
52E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Isolation des Entrées analogiques :
ISOLATION DES ENTREES/SORTIES
53E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Isolation des Entrées analogiques :
ISOLATION DES ENTREES/SORTIES
54E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Isolation des Sorties analogiques :
%QWxx.0....
%QXxx.0....
ISOLATION DES ENTREES/SORTIES
55E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
E/S POUR API
56E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES Entrée Comptage/Décomptage
Fonction dédiée au Signal numérique incrémental La valeur numérique est l ’intégration des incréments
• Exemple: Comptage des impulsions d ’une roue dentée
57E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES Entrée Comptage/Décomptage
Cas du codeur incrémental La valeur numérique est l ’intégration signée des impulsions reçues
58E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES Entrée Comptage/Décomptage
Cas du codeur incrémental Décodage
59E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
LES MODULES Entrée Comptage/Décomptage
Structure d ’un module comptage/décomptage
60E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
E/S POUR API
61E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Actionneurs TOR L ’actionneur possède 2 états : actif ou inactif
exemple :allumage d ’un voyant, déclenchement d ’une sirène, mise en marche d ’un chauffage, ouverture d ’une électrovanne, déplacement d ’un vérin, avance continue d ’un tapis...
Actionneur proportionnel L ’action est proportionnelle au signal de commande
exemple : ouverture d ’une vanne, réglage de la puissance d ’un chauffage, réglage d ’une pression, contrôle de l ’angle d ’un rotor...
Signal de commande
Source d ’Energie
ACTION
Action Transformation du signal de commande en une grandeur physique d ’un autre nature
ACTIONNEURS
62E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Chaîne d ’Action : Ensemble des éléments qui permettent d'obtenir une action
ACTIONNEURS
63E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Chaîne d ’Action:• Préactionneur :
Constituant de gestion d'énergie qui, sur ordre de la commande, distribue une énergie disponible vers un actionneur (ex : relais, distributeur, hacheur)
• Actionneur :
Objet technique qui convertit une énergie de puissance d'entrée en énergie de sortie utilisable pour obtenir une action définie. (ex : vérin, moteur)
• Effecteur :
Ensemble de constituants qui convertit l'énergie reçue de l'actionneur pour l'adapter à l ’effet demandé sur le processus. (ex : réducteur, tapis roulant, bras )
ACTIONNEURS
64E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
PREACTIONNEURS
Relais électromécanique
Commutation Tout ou Rien de la source d ’énergie
Relais statique
65E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
PREACTIONNEURS
Commutation Tout ou Rien de la source d ’énergie
Cascade de pré-actionneurs
+
66E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Relais statique à isolation galvanique
Commutation Tout ou Rien de la source d ’énergie
PREACTIONNEURS
67E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
PREACTIONNEURS
Commutation Tout ou Rien de la source d ’énergie
Cascade de pré-actionneurs
électrovanne
+
68E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Principe de la Modulation de Largeur d ’impulsion MLI/PWM
Modulation de la source d ’énergie
MODULATION DE LA COMMANDE
69E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Modulation de la source d ’énergie
Grandeurs caractéristiques: période T fréquence F = 1/T rapport cyclique
Détection de l ’absence de signal
évaluation des temps par simple comptage
α=T 1
T 1 T 2
MODULATION DE LA COMMANDE
70E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Modulation de la source d ’énergiePrécision de mesure
Erreur sur front
E rreur sur durée
Erreur sur période
MODULATION DE LA COMMANDE
71E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Applications: contrôle de la luminosité d ’un voyant, modulation d ’un chauffage à faible puissance, d ’une enceinte thermostatée
Modulation de la source d ’énergie sur charge résistive
PR = 1T ∫
0
T
pR t dt
= 1T ∫
0
T 1
Pmaxdt
PR = α Pmax La relation puissance/rapport cyclique est linéaire, indépendante de la période
PR
α
Pmax
MODULATION DE LA COMMANDE
72E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Modulation de la source d ’énergie sur charge selfique (bobine)
MODULATION DE LA COMMANDE
73E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Modulation de la source d ’énergie sur charge selfique (bobine)
Imoyen = Imaxα Le courant moyen suit la loi de commande (pour les courants forts)
l ’ ondulation résiduelle dépend des paramètres du système :- fréquence du hacheur- tension d ’alimentation- valeur de la self-inductance et de la résistance de la charge
la force exercée par la bobine est proportionnelle à l ’angle de commande
MODULATION DE LA COMMANDE
74E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012Actionneurs Pierre BONNET
Application à la commande d ’une vanne proportionnelle
l ’ondulation résiduelle permet de limiter l ’effet d ’hystérésis
MODULATION DE LA COMMANDE
75E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Vérification de l ’exécution de la commande Élimination des erreurs de linéarité ou d ’hystérésis Possibilité d ’introduire une non-linéarité voulue dans la commande
Principe
ASSERVISSEMENT D ’UN (PRE)ACTIONNEUR
76E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
La position du tiroir est mesurée par un capteur interne Pas de mesure réelle du débit L ’appareil prend le nom de servovalve de contrôle de débit
Exemple: régulateur de débit
ASSERVISSEMENT D ’UN PREACTIONNEUR
77E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Mesure réelle de la pression par un capteur externe La pression mesurée sert de feedback au régulateur L ’appareil prend le nom de servovalve de contrôle de pression
Exemple: régulateur de pression
ASSERVISSEMENT D ’UN (PRE)ACTIONNEUR
78E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Mesure réelle du débit ou de la pression
Exemple: Servovanne à commande pneumatique
ASSERVISSEMENT D ’UN ACTIONNEUR
79E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Mise en place facilitée (loi de correction simplifiée)
Servo-vanne: usage en régulation cascade
ASSERVISSEMENT D ’UN ACTIONNEUR
80E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Modulation directe du secteur sur charge résistive
ACTIONNEURS A COURANT ALTERNATIF
81E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Modulation directe du secteur
La puissance délivrée est strictement proportionnelle au rapport cyclique
Pas de perturbation harmonique du réseau
La puissance utilisée est très inférieure à la puissance maximale instantanée
La puissance est fluctuante à moyen terme (perturbation des systèmes à faible inertie)
Doc: Chauvin Arnould
ACTIONNEURS A COURANT ALTERNATIF
82E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Modulation par angle de phase
Ajustement très précisde la puissance
Adapté aux charges selfiques (bobines, transformateurs)
La relation rapport cyclique/puissance n ’est pas linéaire
Le principe est générateur d ’harmoniques sur le réseau
Doc: Chauvin Arnould
ACTIONNEURS A COURANT ALTERNATIF
83E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Synchronisation des contrôleurs
ACTIONNEURS A COURANT ALTERNATIF
Doc: Chauvin Arnould
Doc: Chauvin Arnould
84E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Modulation directe du secteur
ACTIONNEURS THERMIQUES
85E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Principe fondamental de la dynamique
ACTIONNEURS MECANIQUES
L ’entraînement d ’une charge mécanique impose de maîtriser la loi d ’accélération donc la force ou le couple du moteur
L ’application d ’une force à une masse en translation provoque sa mise en mouvement
L ’application d ’un couple à une inertie en translation provoque sa mise en rotation
M x =∑ Forces Motrices− ∑ Forces Résistantes
J θ =∑ Couples Moteurs −∑Couples Résistants
86E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Déplacement par contrôle de l ’accélération
ACTIONNEURS MECANIQUES
87E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Effet d ’une discontinuité d ’accélération
ACTIONNEURS MECANIQUES
88E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Effet d ’une discontinuité d ’accélération
ACTIONNEURS MECANIQUES
M
89E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Exemple de commande d ’axe : Module Premium SchneiderACTIONNEURS MECANIQUES
Source: Schneider Electric
90E/S pour API - P. Bonnet - 2011/2012
Exemple de commande d ’axe : Sercos Axis Full Servo LoopACTIONNEURS MECANIQUES
Source: Schneider Electric
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