Sommaire
Introduction générale……………………………………………………………………………1
CHAPITRE I : Systèmes automatises de production
I. Introduction……………………………………………………………………………….….... 3
I.2. Généralités et définition………………………………………………………………..…….. 3
I.2.1. Système technique et automatisation ……………………………………………..……..3
I.2.2. L’automatisation d’un système……………………………………………………..……3
I.2.3. Objectifs de l’automatisation ……………………………………………………..…..…4
I.3. Fonction globale d’un système automatisée……………………………………………..……5
I.3.1. Matière d’œuvre …………………………………………………………………..……5
I.3.2. Valeur ajoutée ……………………………………………………………………..……6
I.4. Organisation et fonctionnement d’un système automatisé ……………………………...……6
I.4.1. Structure des automatismes ………………………………………………....….....……6
I.4.1.1. Organisation générale………………………………………………………...…….…7
I.4.1.2. La partie opérative…………………………………………………………...……..…7
I.4.1.3. La partie commande………………………………………………………...…….…..7
I.4.1.3.1. Les différentes technologies : La logique de la commande ……………...…....…7
a.
Solution câblée…………………………………………………………….....…..….7
b.
Solution programmée……………………………..………………………....………8
I.4.1.4. La partie dialogue ………………………………………………………………....…..8
I.5. Fonction et relations internes au système automatisé ………………………………….……..9
I.5.1. Acquisition des informations ………………………………………………….….…….9
I.5.2. Fonction traiter les informations ………………………………………………………10
I.5.3. Fonction commander la puissance ……………………………………………….……10
I.5.3.1. Effecteur……………………………………………………………………...…..11
I.5.3.2. Actionneur………………………………………………………………………..11
I.5.3.3. Pré-actionneur…………………………………………………………………….11
I.6. Chaîne fonctionnelle……………………………………………………….………………..11
I.6.1. Chaîne d’action ……………………………………………………….………...……12
I.6.2. Chaîne d’acquisition ………………………………………………………...………..12
I.7. Plan d’étude des automatismes ………………………………………………...……………14
I.8. Structure détaillée d’un automatisme………………………………………………………..15
I.9. Conclusion………………………………………………………………………………...…15
CHAPITRE II : Démonstration de "mini-usines minoterie à café".
II.1. Introduction…………………………………………………………………………………16
II.2. Notre système automatisé mini usine « minoterie à café »…………………………………16
II.2.1 Le système technique automatisé de notre mini usine…………………………………….16
II.2.2 Schéma d'organisation d’un système automatisé……………………………….…………16
II.3. Description générale du mini usine……………………………………..…………………..17
II.4. Le déroulement de notre système automatisé……………………………………..………..17
II.5. Configuration des équipements……………………………………………………………..18
II.5.1. Partie opérative…………………………………………………………………………18
II.5.1.1. Les capteurs……………………………………………………..……………..……18
a. Capteur fin de course…………………………………………………...…………18
b. Les capteurs analogiques…………………………………………………..…...…19
II.5.1.2. Les pré-actionneurs électrique……………………………………………..….……19
II.5.1.2.1. Les relais……………………………………………………………...……..…19
a. Relais électromagnétique………………………………………………………….19
b. Le relais thermique………………………………………………………………..20
II.5.1.2.2. Le contacteur……………………………………………………….……...……21
II.5.1.2.3. Le sectionneur……………………………………………………...………...…22
II.5.1.2.4. Les fusibles………………………………………………………………...……22
II.5.1.3. Les actionneurs…………………………………………………….…………...……23
II.5.1.3.1. Les moteurs pas à pas……………………………………………….…...….…..23
II.5.1.3.2. Les moteurs à courant continue…………………………………………...….…24
II.5.1.4. Boutons poussoirs……………………………………………………….……..……24
II.5.1.5. Signalisation…………………………………………………………………....……25
II.5.2 Partie de commande……………………………………………………………...………..26
II.6. Conclusion ……………………………………………………………………………….…26
Chapitre III : Les automates programmable industriels
III.1. Introduction ……………………………………………………………………………..…27
III.2. Historique………………………………………………………………………….…….....28
III.3. Évolution…………………………………………………………………………..….……28
III.4. Définition…………………………………………………………………………..………29
III.5. Architecture matérielle d’un API……………………………………………………..……30
III.5.1 Cartes d’entrées TOR …………………………………………………………….…31
III.5.2 Cartes de sorties TOR ………………………………………………………………32
III.5.3 Cartes d’entrées/sorties analogiques …………………………………………..……33
III.5.4 Cartes d’entrées/sorties complexes ……………………………………...………….34
III.5.5 Carte d’axes pour moteur à courant continu ou alternatif………………………...…34
III.5.6 Carte d’axes pour moteurs pas à pas……………………………………………...…35
III.5.7 Carte de régulation PID……………………………………………………………..36
III.6. Critères de choix d’un API …………………………………………………………..……37
III.7. Applications des API dans l’industrie…………………………………………..…………38
III.8. Conclusion ………………………………………………………………………...………40
Chapitre IV : Réalisation de l'API et ces modules
IV.1. Introduction …………………………………………………………………………..……41
IV.2. Conception et réalisation de l’Automate Programmable Industriel……………….…..…..41
IV.2.1. Module CPU……………………………………………………………………...……41
IV.2.1.1. AVR ATMEGA2560………………………………………………………..…….42
IV.2.1.2. Les caractéristiques de AVR atmega2560………………………………….....…..42
IV.2.1.3. Architecture interne de AVR Atmega 2560…………………………………...….44
IV.2.1.4. Réalisation de notre module CPU………………………………….…………..….44
IV.2.2. Module sortie TOR……………………………………………………………...……..50
IV.2.3. Module Sortie Analogique…………………………………………………………..54
IV.2.4. Module entrée numérique…………………………………………………..……….58
IV.2.5. La carte BUS…………………………………………………………………..…….61
IV.3. Programmation de l’API………………………………………………………….………..63
IV.3.1. LD Micro……………………………………………………………………….……63
IV.3.2. Simulation du programme………………………………………….………………..65
IV.3.3. Compiler en code natif……………………………………………………………….65
IV.4. Conclusion…………………………………………………………………..……………..66
Conclusion générale ……………………………………………………………………….…….67
Bibliographie…………………………………………………………………….…….…………68