Techniques de contrôle commande et contrôle de fabrication en automatisme industriel.
Le but primordial de l' automatisation est de piloter les organes de commandes (moteurs, vérins, vannes etc) d' une machine ou d' un atelier de production en fonction d' un état souhaité et de l' évolution réelle du système à commander.
Pour atteindre ce but il est nécessaire de maîtriser les techniques de contrôle, d' asservissement et de régulation (comme les boucles de régulation PID par exemple) pour commander les actionneurs, et par conséquence avoir des compétences minimales en analyse et en logique.
De nombreuses technologies complémentaires permettent d' atteindre ces objectifs, comme l' instrumentation ou la vision industrielle pour les mesures, les réseaux industriels pour faire circuler l' information, ou la robotique pour des processus de fabrication complexes, exigeants, pénibles ou s' exerçant en environnement dangereux.
D' une manière plus globale et à un niveau supérieur, il s' agit de contrôler les opérations de fabrication de manière efficace et économique en prenant en compte les exigences de la gestion de la production et ses différents points de vue, à l' aide d'outils tels que la norme S95 pour contrôler la production ou la norme S88 pour la gestion des procédés BATCH par exemple.
Pour obtenir des réponses et des précisions sur un sujet particulier, un automaticien ou un roboticien bénéficieront de l' aide d' experts sur les forums spécialisés en contrôle commande.
Il pourra aussi utiliser avec bonheur les outils proposés par quelques entreprises d' automatisme sous forme d' informations pratiques ou de logiciels utiles.
Malgré son titre, ce document pédagogique sur les automatismes séquentiels commence par aborder la logique combinatoire avant de présenter les systèmes automatisés de production, le langage grafcet (voir l' éditeur de langage Grafcet SFCedit) et enfin le langage GEMMA (Gestion des Modes de Marche et d' Arrêts).
Ce document de qualité est particulièrement clair et bien présenté, comme tous les documents publiés par cet auteur.
Alain BEURET ~ Institut d' Automatisation Industrielle
Ce cours technique de près de quatre cent pages (8 mégaoctets !) sur l' automatisation des machines aborde les connaissances de base en électricité (voir aussi les rubriques électrotechniques dans les portails d' automatisme), la théorie des circuits linéaires, l' alimentation des machines, les actionneurs et les moteurs électriques, les notions d' impédance, et les instruments de mesure et de détection.
Comme à leur habitude, les rédacteurs proposent un document clair, précis, particulièrement bien illustré et très bien présenté, qui est une référence en automatisme industriel.
Voir également la rubrique électrotechnique ci-dessous et les supports de cours de l' Institut d' Automatisation Industrielle contiennent aussi beaucoup de documents d' excellente facture sur la motorisation, les variateurs de fréquence et la commande d' axes.
Bernard SCHNEIDER et Alain BEURET ~ Institut d' Automatisation Industrielle
La médiathèque du club des enseignants chercheurs en électronique, électrotechnique et automatisme propose une section "AUTOMATIQUE", dans laquelle vous trouverez des cours, des documents techniques, des liens vers des sites spécialisés en automatisme et en électronique pour tout un ensemble de technologies variées.
Et bien d' autres choses encore !
Club des enseignants chercheurs en électronique, électrotechnique et automatisme
Ce répertoire en automatisme propose une liste assez conséquente de sites traitant bons nombres de sujets qui nous intéressent :
Vous y découvrirez aussi de nombreuses autres pages listant des ressources dans les domaines de la logique floue, des bus de terrain, des réseaux locaux industriels, de la vision industrielle, des automates programmables industriels, des SNCC (systèmes numériques de contrôle commande) des capteurs et de la science industrielle.
www.celles.net
Dans les différents chapitres des supports de cours de l' Institut d' Automatisation Industrielle, les électriciens et les automaticiens trouveront de très bons exposés dans les domaines de l' électricité et de la mécanique, en particulier les exposés sur les systèmes électromécaniques de Marc Correvon (voir aussi l' électricité au service de l' automatisation ci-dessus).
| Cours de régulation | Réglage régulation PID | Portail régulation et contrôle | Synthèse régulation PID | Forums |
Les techniques de régulation ont pour objet de commander des actionneurs tout ou rien ou analogiques en fonction d' une ou plusieurs mesures analogiques (s' il s' agit de capteurs tout ou rien, on parlera plutôt d' asservissement), dans le but de contrôler un système en l' amenant et en le maintenant dans un état déterminé.
De ce fait, les techniques de régulation sont intimement liées à l' instrumentation.
La technologie de régulation peut être la plus connue et la plus répandue est la boucle de régulation PID (Proportionnelle Intégrale Dérivée).
Quoique simple, il est important d' en bien connaître les différentes implémentations et les combinaisons possibles pour pouvoir bien les régler, ce qui pourra éviter pour une application donnée de régler une période d' échantillonnage à 1 milliseconde alors que 10 secondes suffisent par exemple (cas souvent rencontré) afin de ménager les ressources du processeur et d' obtenir un contrôle le plus stable et le plus performant possible eu égard à une situation donnée.
Pour les applications complexes, instables, ou qui nécessitent de commander plusieurs équipements simultanément (contrôle multi-variables), les techniques de contrôle avancé et de contrôle robuste peuvent s' avérer nécessaires.
Michel Ethique présente deux très bons documents sur les techniques de régulation et de régulation numérique, plus un cours conséquent sur les entraînements réglés, c' est à dire sur les systèmes qui génèrent un mouvement contrôlé (voir aussi la rubrique robotique).
Dans les dossier régulation, informatique industrielle et d' autres parmi les cours en automatisme de l' Institut d'Automatisation Industrielle, vous trouverez des cours complémentaires consacrés au contrôle, aux asservissements et à la régulation automatique et à la modélisation ainsi que la présentation d' outils logiciels associés, le tout mis à disposition publique par différents enseignants.
Dans un premier temps, ce document rappelle brièvement les grands principes qu' les boucles de régulation PID, en présentant une variante plus stable et plus robuste et en présentant l' algorithme.
Dans un deuxième temps, nous trouvons une description des signaux de réponse pour différentes classes de systèmes.
Dans un troisième temps, exposé de la méthode de réglage de Ziegler et Nichols.
Enfin, la présentation de Åström et Hägglund d' une méthode plus simple.
La méthode de Åström d' ajustage avec l' utilisation de régulateur à relais est abordée, ainsi que d' autres méthodes d' auto-ajustage.
Voir aussi les autres dossiers de l' auteur sur le traitement du signal.
Ce site présente une liste de sites sélectionnés traitant de régulation, de contrôle et d' instrumentation industrielle, ainsi qu' une sélection de sites parlant de (ou proposant des solutions sur) la simulation dynamique de procédés, parmi lesquels quelques logiciels libres.
Vous y trouverez aussi un cours et des méthodes de réglages de régulateurs PID, qui décrivent l' identification du procédé, et qui présentent les formules de calcul des paramètres des boucles de régulation PID série - proportionnelles ou intégrales - synthétisées sous forme de table.
www.azprocede.fr
Contrôle robuste | Contrôle avancé
Le contrôle robuste est destiné au contrôle des applications complexes dont le comportement n' est pas très bien connu ni très bien compris, ou dont le comportement est particulièrement instable, avec pour principal objectif de garantir la stabilité et la performance du système malgré les incertitudes.
Ce document présente une bonne vue d' ensemble et une bonne synthèse sur ce qu' est le contrôle robuste et les technologies en rapport.
Raoul HERZOG et Jürg KELLER ~ Institut d' Automatisation Industrielle
Le Manufacturing Execution System (MES) ou système d' ordonnancement de la fabrication, consiste en un ensemble de méthodes de gestion des informations des opérations de production destinées à améliorer et à optimiser les processus de production industrielle.
La norme S95 standardise le contrôle de la production. Elle est intimement liée au MES.
La norme S88 peut l' accompagner, et se charge de standardiser le contrôle des procédés continus et des procédés BATCH, appelés aussi procédés de fabrication d' ordonnancement par lots.
Consultant au sein du groupe d' experts CCG - Control Chain Group (anciennement Psynapses), Jean VIEILLE est membre de l' ISA. Il est, entre autres choses, spécialiste de l' intégration des systèmes de contrôle et de l' entreprise (SP95), ainsi que des procédés d' ordonnancement par lot (Batch control - SP88).
Jean VIEILLE mets à disposition du public un certain nombre d' articles sur les normes et les standards pour les systèmes d' information industriels, et en particulier les normes SP88 et SP95.
Les sujets portent sur différents aspects des processus industriels : les performances , les modèles d' architecture de production, les procédés batch et le standard S88, le MES - Manufacturing Execution System - et le B2M - Business To Machine -, la théorie des contraintes, la traçabilité ainsi que beaucoup d' autres sujets.
Last but not least, vous trouverez également quelques billets en rapport avec l' actualité de l' industrie et les tendances technologiques du moment, ainsi qu' une liste de liens vers des ressources sur les procédés batch, la gestion et les interactions entre les systèmes de production et de gestion.
À titre indicatif, voici quelques uns des documents proposés :
Jean VIEILLE (CCG), consultant en systèmes d' information industriels ~ www.controlchaingroup.fr
World Batch Forum est un organisme de promotion et de réflexion sur les techniques de production à destination de l' automatisation de procédé et des professions impliquées dans les procédés de fabrication.
Ses principaux centres d' intérêt sont :
World batch forum ~ www.wbf.org
OMAC - Open Modular Architecture Controls - www.omac.org
Voici quelques sites et sociétés qui proposent des logiciels spécialisés pour l' automatisation et tout un ensemble de trucs, d' astuces et d' informations pratiques en automatisme.
Vous trouverez également sur ce site une liste de logiciels libres utiles pour les études techniques (automatisation, électrotechnique ...), le traitement et la visualisation de données, la gestion de projets, la bureautique ...
LINTOUCH est à la fois un logiciel de conception d' interface opérateur (IHM) pour les machines et les lignes de production automatisées, et un serveur d' application compatible avec les plateformes logicielles et matérielles les plus populaires (Motorola, Intel, Linux et Microsoft).
LINTOUCH est une plateforme logicielle "Open source" (c' est à dire un logiciel libre dont le code source est public) distribuée sous licence GNU.
Une des spécificités de LINTOUCH est d' être très léger et d' être optimisé pour les petits systèmes embarqués.
Son architecture client / serveur est basée sur les standards Ethernet TCP/IP. LINTOUCH est extensible à d' autres protocoles de réseaux industriels à l' aide de plugins (ModBus TCP, SNMP etc).
Une librairies de modèles graphiques est proposée, et il est possible de développer ses propres bibliothèques graphiques.
Une documentation assez complète est disponible pour les concepteurs d' application aussi bien que pour les développeurs d' extensions et de collections graphiques. Le support est assuré via un wiki.
http://lintouch.org
Cet automaticien indépendant propose un logiciel d' édition de Grafcet sympathique (SFCedit) totalement conforme au standard pour la documentation de vos projets d' automatisme.
Compatible avec d' autres applications de conception, vous pourrez importer les graphiques dans votre traitement de texte, ou dans un logiciel de CAO ou de dessin comme Autocad ou Visio par exemple.
Stéphane DI MEGLIO, automaticien indépendant ~ http://stephane.dimeglio.free.fr
Cette entreprise d' automatisme ingénieuse propose tout un ensemble d' informations pratiques pour les automaticiens, comme des tables de codages, des tables de conversion pour les capteurs de mesure et de nombreux schémas de câbles.
Elle présente aussi quelques astuces qui peuvent rendre la vie plus facile à un automaticien, ainsi que quelques sites intéressants. En supplément, elle offre gracieusement quelques petits logiciels bien utiles.
ISARTEC ~ www.automaticien.com
Dernière mise à jour le 28 Octobre 2010.
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