P. GUERINEAU GEII N - 1Automatisme -...

Le pneumatique

GEII N - Automatisme - Auto2 1 P. GUERINEAU

Circuit de puissance

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 2

Énergie

mécanique

disponible pour

réaliser l’action

souhaitée

Énergie

- Électrique

- Pneumatique

- Hydraulique TRANSFORMER

l’énergie

Ordres issus de la

commande

CIRCUIT DE PUISSANCE

Chaine d’action et de retour

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 3

Carte

sorties

Carte

entrées

UC

traitement

IHM

Partie commande Partie opérative

actionneur

capteur

pré

actionneur

Grandeur électrique

représentative de la grandeur

physique

Effectuer

Informer

Grandeur physique

Ordre électrique

Energie adaptée

à l’actionneur

Les différents types d’énergie

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 4

Pneumatique Hydraulique Electrique

Production

Compresseur

1 par atelier

Groupe

hydraulique

1 par système

Réseau EDF

Liaison

Tubes, flexibles

(pertes de charges selon

distance et forme)

Câbles, fils

Rendement 0,3 à 0,5 0,7 à 0,9 0,9

Electrique - pneumatique

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 5

Si les temps de réponse ne sont pas critiques (10 à 20 ms minimum)

Pour des machines séquentielles simples

Dans les milieux « hostiles » (hautes températures, milieux déflagrants ou

humides, etc…)

Pour leur faible coût d’entretien

Qualification minimale requise pour la maintenance

INCONVENIENTS DU PNEUMATIQUE / L’ELECTRIQUE :

Les actionneurs pneumatiques rotatifs sont limités en puissance

Aucune variation de vitesse contrôlée n’est possible

LES ACTIONNEURS PNEUMATIQUES SONT PREFERES

Le pneumatique

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 6

ORGANES

MECANIQUES

PRE-ACTIONNEUR

ACTIONNEUR

ACTION SUR LE

PROCESSUS PHYSIQUE

Energie

mécaniqueDisponible

Pour réaliser

l’action

souhaitée

CONDITIONNER

Source

d’énergie

pneumatique

ISOLER

EFFECTEUR

REGLER

LA VITESSE

Ordre de

commande

1A

1V1

1YV1 1YV0

1V2

Schéma de puissance

pneumatiqueConstituants principaux Fonctions des constituants

Source d’énergie

pneumatiqueCompresseur,

Réseau de distribution

0Z1

0V1SECTIONNEUR

FILTRE

REGULATEUR

LUBRIFICATEUR

DISTRIBUTEUR

REDUCTEUR

De débit

VERIN

ALIMENTER

CONVERTIR

COMMUTER

TRANSMETTRE

Production d’énergie pneumatique

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 7

Compresseur intégré

manomètre

Vanne de purge

Réservoir d’air

Copnduite de

distribution

SWP

10bar Vanne d’isolement

Soupape

de sécurité

M

Symbole du compresseur intégré

Elle est assurée par un compresseur, animé par un moteur électrique.

La pression est de l’ordre de 10 bars.

Un réservoir permet de réguler la consommation.

Unités de conditionnement FRL

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 8 8

Symbole

Filtre

Mano - régulateur

Lubrificateur

Appelées : Têtes de ligne.

Elles adaptent l’énergie pneumatique au

système

Filtre

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 9

Symbole

Filtre les poussières

Assèche l’air

Mano - régulateur

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 10 10

2

4 6

8

10

40

80

120

lbf/in2

bar

P1 P2

2

4 6

8

10

40 80

120

lbf/in2

bar

P1 P2

2

4 6

8

10

40 80

120

lbf/in2

bar

P1 P2

2

4 6

8

10

40 80

120

lbf/in2

bar

P1 P2

Symbole

Réguler la pression

Régler la pression

2

4 6

8

10

40 80

120

lbf/in2

bar

P1 P2

Réglage augmentation

P1 P2

2

4 6

8

10

40 80

120

lbf/in2

bar

Réglage diminution 2

4 6

8

10

40 80

120

lbf/in2

bar

P1 P2

Consommation système

Lubrificateur

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 11

Symbole

Éviter la corrosion

Améliorer le glissement

P1

P2

P1

P2

Sectionneur

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 12

Isoler le circuit pneumatique du système

par rapport à la source

Vider le circuit pneumatique du système

C’est une vanne de type 3/2 qui va mettre en/hors

énergie le système.

Il peut être manœuvré manuellement ou

électriquement

Symbole

Démarreur progressif

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 13

13

Symbole

Il assure une montée progressive de la pression dans l'installation, en

agissant sur la vitesse de remplissage du circuit.

Monté en sortie du FRL ou avant le sectionneur de mise en énergie.

Principe d’un démarreur progressif

Les types d’actionneur pneumatiques

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 14

Fonction technique Classe d’actionneur

pneumatique

Entraîner en translation ou en rotation

Maintenir en position un objet

Saisir un objet

Entraîner un objet

en rotation continue

Vérins linéaires ou rotatifs

Préhenseurs

- Pinces

- Ventouse

Moteurs pneumatiques

Les 3 Classes d’actionneurs pneumatiques

Utilisation des actionneurs pneumatiques

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 15

Vérin simple effet

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 16

Symbole

Symbole

Position : repos

tige rentrée

Position repos

tige sortie

Diamètre piston

Course

Effort (F ressort, F=P*S-F ressort)

Revient en position repos en cas de coupure pneumatique

Nb de canalisation =1

Vérin double effet

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 17

17

Symbole

Classique

Amorti réglable

Symbole

2 orifices d’utilisation

Course

Reste en position en cas de coupure pneumatique

Effort

tigesortie lapour 4

2DPSPF

tigerentrée lapour

4

22 dDPSPF

• D =Ø alésage en millimètres

• d =Ø tige piston en millimètres

• P = Pression en bar

• F = Force en Newton

Vérin rotatif

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 18

Symbole

270° Pignon crémaillère

Autres actionneurs pneumatiques

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 19

Vérin sans tige Vérin double tige

Symbole

Ventouse - venturi

P1 P2

Moteur

Echappement

Alimentation

sens

Alimentation

sens

Pinces pneumatiques

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 20

Distributeurs pneumatiques

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 21

Les distributeurs pneumatiques assurent la

fourniture en énergie pneumatique aux

actionneurs, sur ordre du constituant de

commande (commande : manuelle ,

pneumatique ou électrique).

Leurs principales caractéristiques sont :

Le nombre de positions : 2 ou 3

Le nombre d’orifices : 2,3,4 ou 5

Le type de commande du pilotage

Le diamètre de passage des

orifices et leur facteur de débit Kv

(le DEBIT)

Représentation

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 22

Nombre de positions

=

Nombre de carrés

Nombre d’orifice 1 admission

3 – 5 échappements

2 – 4 utilisations Les orifices toujours tracés sur la position repos

Voies de communication

Les flèches représentent

les liaisons entre orifices.

Commandes

2 positions 3 positions

1

2

3 3

4

1

2

1

4

3

2

5

bistable monostable

1

4

3

2

5 3

4

1

2

1

2

3

1

2

2 3 4 5

Désignation

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 23

La désignation d’un distributeur pneumatique fait apparaitre :

Le nombre de positions,

Le nombre d’orifices.

On complète la désignation, en spécifiant le type d’action ( bistable = double

commande, ou monostable (1 commande + 1 ressort)) et le type des

commandes (pneumatique : , électrique : , ou manuelle : ).

Exemple :

Distributeur : 3/2, action monostable et commande

électropneumatique

2 positions

3 orifices

Commande : électropneumatique

et ressort Commande ressort

Le distributeur : 2/2

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 24

Applications typiques :

Électrovanne

Bouton poussoir (soufflette)

Alimentation ventouse (venturi)

Symbole

1 2

12

1 : alimentation

2 : utilisation actionneur

12 : commande

1 2

12

Le distributeur : 3/2

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 25

1

2

3

10 12 1

2

3

12 10

1

2

3

10 12 1

2

3

12 10

1 : alimentation

2 : utilisation actionneur

3 : échappement

12 - 10 : commandes

Applications typiques :

Électrovanne générale (sectionneur)

Alimentation vérin simple effet

Alimentation ventouse (venturi)

Symbole

Le distributeur : 4/2

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 26

1 : alimentation

2- 4 : utilisations actionneur

3 : échappement

12-14 : commandes

1

2 4

3

14 12

12

1

2 4

3

14

Fonctionnement avec un seul échappement

Applications typiques :

Alimentation vérin double effet

Un seul réglage possible de vitesse de rentrée

et de sortie (1 échappement )

cde1

cde2

Le distributeur : 5/2

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 27 27

Applications typiques :

Alimentation vérin double effet

Possibilité de régler les vitesses de rentrée et de sortie

indépendamment (2 échappements séparés ).

1 : alimentation

2- 4 : utilisations actionneur

3-5 : échappements

12-14 : commandes

1

2 4

5 3

14 12

1

2 4

5 3

14 12

1

2 4

5 3

14 12 1

2 4

5 3

14 12

Le distributeur : 5/3, centre ouvert

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 28

1

2 4

5 3

1 4 2 3 5 14 12

1

2 4

5 3

1 4 2 3 5 14 12

1

2 4

5 3

1 4 2 3 5 14 12

cde1

cde2

aucune

Le distributeur : 5/3, centre fermé

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 29

1

2 4

5 3

1 4 2 3 5

14 12

1

2 4

5 3

1 4 2 3 5

14 12

1 4 2 3 5

14 12 1

2 4

5 3

cde1

cde2

aucune

Les commandes

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 30

tournant Poussoir interrupteur

Solénoïde galet pneumatique

urgence

Ressort

Association : vérin - distributeur

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 31

VSE 3/2 bistable

VDE 4/2 monostable

VDE 4/2 bistable

VSE 3/2 monostable

Les 4 associations types

Choix du vérin

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 32 32

type de mouvement : horizontal, vertical, oblique, en rotation

longueur du mouvement à effectuer

type de travail : statique (serrage) ou dynamique (déplacement)

Effort à fournir (Effort statique et Effort dynamique)

Contraintes cinétiques : vitesse , accélération, durée de déplacement, inertie,

déformation et fragilité de la charge, etc..

Les caractéristiques principales du vérin le type : simple effet ou double effet (ou autres actionneurs)

la course

A partir des Critères précis extraits du cahier des charges :

On détermine

le diamètre du vérin (par calculs ou par abaques constructeurs)

Schéma du bloqueur

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 33

Situé au plus près du vérin ; le bloqueur permet le

blocage du vérin en cas de :

Schéma de principe :

Autorisation

1A

1V1

1YV1 1YV0

1V2 1V3

P

Disparition des signaux de commande

Coupure d’énergie pneumatique

(Si les signaux de commande sont supprimés)

Le réducteur de débit universel

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 34

Il permet de régler la vitesse de déplacement des vérins, par action

sur le débit.

Le principe consiste à limiter le débit d’échappement des vérins

uniquement.

Il se monte entre le vérin et de distributeur.

Symbole

Pour un public averti, on parle de diode pneumatique

Réglage de vitesse dans les 2 sens

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 35

RDU

en rentrée

de vérin

1V3

1A

1V11YV1 1YV0

1V2

P

RDU

en sortie

de vérin

Principe de la régulation de vitesse à l’échappement dans les 2

sens par 2 RDU

Détecteur ILS

P. GUERINEAU GEII N - Automatisme - Auto2 36

Détecteurs magnétiques (ILS)

Le capteur ILS (interrupteur à lame souple) est un interrupteur

sensible au champ magnétique.

Or, un aimant est solidaire du piston du vérin, ainsi on peut connaitre le

positionnement exact de la tige, à l’aide de 2 ILS.