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Cours automatisme industrielle : chapitre II Sommaire II.1 Logique combinatoire

Cours automatisme industrielle : chapitre II Sommaire II.1 Logique combinatoire : .......................................................................... 31 Exemple : ................................................................................................. 31 Résumé : ................................................................................................... 31 II.2 Logique séquentielle .............................................................................. 32 II.2.1 Analyse d'un système séquentiel .................................................... 33 II.2.2 Chronogramme ............................................................................... 33 II.2.3 Tableau de séquences ..................................................................... 34 II.2.4 Synthèse d'un système séquentiel ................................................... 34 Réduction du nombre de variables ........................................................... 35 Exemple : ................................................................................................. 35 II.3 Les bascules : ......................................................................................... 36 II.3.1 Bascules asynchrones, ou verrous .................................................. 36 II.3.2 Bascules synchrones ....................................................................... 37 BASCULE RS .......................................................................................... 37 Bascule RS NAND ................................................................................... 37 II.4 Grafcet.................................................................................................... 40 II.4.1 Le langage GRAFCET ................................................................... 40 Etape :....................................................................................................... 41 Transition : ............................................................................................... 42 Liaisons : .................................................................................................. 44 II.4.2 Règles d'évolution du GRAFCET : ................................................ 44 II.4.3 Structures de base : ......................................................................... 46 Séquence unique: ..................................................................................... 46 Sélection de séquence ou Aiguillage : ..................................................... 47 OU divergent / Convergeant : .................................................................. 47 Cours automatisme industrielle : chapitre II Saut d'étape: saut en avant : ..................................................................... 48 Reprise d'étape: saut en arrière : .............................................................. 49 Séquences simultanées : ........................................................................... 49 Réutilisation d'une séquence (notion de tâche) : ...................................... 51 Séquences alternées : Etape de Synchronisation : ................................... 52 Macro-Représentation et Représentation détaillée : ................................ 53 Les règles associées à la macro-étape sont : ............................................ 53 Exercice .................................................................................................... 54 . Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Cours automatisme industrielle : chapitre II II.1 Logique combinatoire : Un système logique est dit combinatoire si l'état de ses sorties Qk ne dépend que de l'état de ses entrées Ii. Le système combinatoire ne doit donc pas présenter de réactions de la sortie sur l'entrée, de sorte à ce que l'état de la sortie ne dépende pas de l'histoire du système. Les différents états d'un système combinatoire peuvent être représentés par une table de vérité. Cette table représente à tout instant l'état des entrées et des sorties d'un système combinatoire. Elle sert de base à l'établissement des équations logiques (booléennes) qui caractérisent le fonctionnement du système. Chaque ligne de la table où l’état de la sortie est à ‘1’ donne un terme partiel de l’équation qui est la fonction ET des variables entrées à ‘1’ et du complément des variables d’entrée à ‘0’. L’équation complète, exprimée sous sa forme canonique, est donnée par la fonction OU des termes partiels. Exemple : L’expression canonique de l’équation ainsi obtenue n’est pas forcément optimale car elle ne fait pas nécessairement intervenir un nombre minimal d’opérations logiques. Cette équation doit être simplifiée en appliquant les théorèmes de la l’algèbre booléenne. La simplification est importante pour toute réalisation technique car du nombre d’opérations logiques dépend la complexité du système. Résumé : Y.BOUDOUAOUI 31 E.MAIL :yacine.boudouaoui@gmail.com Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Cours automatisme industrielle : chapitre II II.2 Logique séquentielle Un système logique est dit séquentiel si l'état de sa sortie dépend des variables d'entrée et des états antérieurs de ce système, c’est-à-dire qu’il se souvient de son histoire. La logique séquentielle prend en compte les états successifs du système. L’histoire d’un système est représentée par une succession d’états que prend le système au cours du temps. Le changement d’état est provoqué par une variation des entrées Ii. Les sorties Qk sont fonction de l’état du système. L’historique d’un système est décrit par un ensemble de variables appelées variables d’état Sj qui interviennent dans les équations caractéristiques du système. Parmi les différentes méthodes appliquées pour faire la synthèse du système séquentielle, on trouve le Grafcet. Exemple : Pour exemple prenons la commande d’un vérin hydraulique. Le piston du vérin est au repos à la position 1S3, repérée, par un contact de fin de course. Lorsqu’on appuie sur le bouton START les distributeurs 1M1 et 2M2 sont activés et le piston descend en vitesse rapide jusqu’à la position 1S2. A cette position le distributeur 2M1 est activé, le piston termine la descente à vitesse lente jusqu'en position 1S1. Le distributeur 1M2 est alors activé et le piston remonte en position 1S3. Schéma hydraulique et commande piston Y.BOUDOUAOUI 32 E.MAIL :yacine.boudouaoui@gmail.com Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Cours automatisme industrielle : chapitre II II.2.1 Analyse d'un système séquentiel L'analyse d'un système consiste à étudier en détail son fonctionnement et à déterminer ses propriétés afin de pouvoir le décrire avec précision et méthode. II.2.2 Chronogramme C’est un graphique qui représente l’évolution des valeurs prises par les variables d’entrée, de sortie et d’état du système en fonction du temps. Exemple chronogramme Le chronogramme représente un certain nombre d'états du système qui correspondent à une configuration particulière des entrées sorties. L'état initial est choisi arbitrairement. Si le nombre de variables est grand, il existe un risque d’oublier certains états et certaines possibilités d’évolution. Ce mode de représentation ne permet pas d'aboutir à une synthèse. Le chronogramme servira plutôt pour représenter une particularité de fonctionnement. Exemple de chronogramme pour le vérin Remarque : aucune condition n’est posée quand à la durée d’action sur le bouton START. La seule condition est qu’il ait été relâché à la fin du cycle. Cette particularité est indiquée par la zone hachurée sur le chronogramme. Le chronogramme représente un certain nombre d'états du système qui correspondent à une configuration particulière des entrées sorties. L'état initial est choisi arbitrairement. Si le nombre de variables est grand, il existe un risque d’oublier certains états et certaines possibilités d’évolution. Ce mode de représentation ne permet pas d'aboutir à une synthèse. Le chronogramme servira plutôt pour représenter une particularité de fonctionnement. Y.BOUDOUAOUI 33 E.MAIL :yacine.boudouaoui@gmail.com Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Cours automatisme industrielle : chapitre II II.2.3 Tableau de séquences Le tableau de séquences représente de manière exhaustive la succession des états par lesquels passe le système. La première colonne indique le numéro des états, les suivantes représentent la valeur actuelle des différentes entrées du système et les dernières la valeur future des sorties de celui-ci. Entrées (état actuel) Sorties (état futur) START 1S3 I3 1S2 I2 1S1 I1 2M2 Q5 2M1 Q4 1M2 Q2 1M1 Q1 Références schéma variables 1 0 1 0 0 0 0 0 0 Position de repos 2 1 0 0 0 1 0 0 1 Bouton START actionné 3 x 0 0 0 1 0 0 1 Piston descend GV 4 x 0 1 0 0 1 0 0 Piston descend PV 5 x 0 0 0 0 1 0 0 6 x 0 0 1 0 0 1 0 Piston remonte 7 x 0 0 0 0 0 x 0 8 x 0 1 0 0 0 1 0 9 x 0 0 0 0 0 1 0 10 x 1 0 0 0 0 0 0 Piston en haut Tableau 2: Exemple de tableau de séquences Note : Dans le tableau ci-dessus les événements qui entraînent un changement d'état sont marqués en gras. Le tableau de séquences est une représentation analytique du fonctionnement. Cependant il devient ardu à établir lorsque le système comporte de nombreux états avec des choix de séquences qui dépendent de différentes situations. II.2.4 Synthèse d'un système séquentiel La synthèse d'un système séquentiel consiste établir les équations caractéristiques décrivant son comportement. Puis à déterminer la structure de la partie commande, indépendamment de la technologie utilisée, en vue d'obtenir un comportement conforme aux spécifications. Y.BOUDOUAOUI 34 E.MAIL :yacine.boudouaoui@gmail.com Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Cours automatisme industrielle : chapitre II Réduction du nombre de variables La description d'un système physique réel comporte souvent un grand nombre de variables d'entrée-sortie. La plupart de ces variables sont dépendantes, c'est-à-dire qu'elles sont liées par des lois externes imposées par la partie opérative du système. Par conséquent, en raison de ces dépendances le nombre d'états possibles est généralement très inférieur au maximum théorique. Exemple : Dans le cas de la commande de vérin vue plus haut le système comporte 4 entrées et 4 sorties. Théoriquement le nombre d'états possibles est de 24 ! 24 = 256, or l'analyse montre qu'il n'y en a que 18 qui sont définis. En réduisant le nombre de variable le système et ses équations caractéristiques deviennent plus simples à décrire. La première étape de la réduction porte sur les variables d'entrées. Elle consiste à établir la liste des combinaisons possibles pour les variables d'entrée qui ont une dépendance technologique due à la partie opérative. Puis on effectue un changement de variables {I1, .. , In} ! {x1, .. , xk} qui transforme l'ensemble des variables d'entrée dépendantes {I} en un ensemble de variables internes {x} qui seront utilisées pour établir les équations caractéristiques. Le codage se fait avec n variables binaires qui permettent de définir 2n états. Remarque : lorsqu'on réalise des commandes au moyen d'automates programmables on n'effectue généralement pas cette réduction pour des raisons de lisibilité et de compréhension des programmes. La réduction du nombre de variable est par contre intéressante si on réalise la commande par câblage électrique ou avec des dispositifs mécaniques, pneumatiques ou hydrauliques. Dans ce cas le coût des composants justifie une étude plus poussée. Exemple : Dans le cas de la commande du vérin les 3 entrées I1, I2 et I3 sont dépendantes, en effet ces entrées ne peuvent pas être uploads/Industriel/ chapitre-ii 2 .pdf