Notions de chaîne fonctionnelle


2 - Approche structurée des systèmes automatisés

2.2 - Structuration en fonctions principales d'automatisme

2.2.3 - Chaîne fonctionnelle associée à une fonction opérative ou à une tâche.


    Un automatisme peut être représenté suivant le schéma ci-dessus. Sur ce schéma on a représenté les liaisons qu'il peut y avoir entre les différents éléments du système automatisé. Analysons ces différentes liaisons :

- l'opérateur dialogue avec la partie commande (PC) du système à l'aide de boutons poussoirs du pupitre ou d'un terminal de programmation, la partie commande peut dialoguer avec l'opérateur à l'aide de voyants, de compteurs, d'afficheurs du pupitre, etc...

- le pupitre communique avec la partie commande soit à l'aide de signaux de différentes natures (électriques, pneumatiques ou autres) soit directement avec les interfaces de sortie pour les commandes d'arrêt d'urgence par exemple, en cas de dysfonctionnement de la partie commande. En retour la partie commande enverra des signaux vers le pupitre qui permettront à l'opérateur de suivre le fonctionnement du système automatisé.

- la partie commande dialogue avec la partie opérative (PO) au travers d'interfaces d'entrées et de sorties. Si la partie commande est un automate, ce qui est souvent le cas dans notre étude, il est nécessaire de changer la nature du signal ou de l'énergie de sortie et inversement pour l'entrée. On utilise alors des interfaces qui peuvent être soit des interfaces d'entrées de l'automate, soit des interfaces de sorties de l'automate qui vont avoir pour but de changer la nature du signal ou de l'énergie pour la rendre active sur la partie opérative ou compréhensible par la partie commande.

- les interfaces vont permettre l'établissement d'une communication entre la partie commande et la partie opérative.

L'étude que nous allons faire porte sur les informations qui partent de la partie opérative en direction de la partie commande.

  • Chaîne fonctionnelle :

Notion de chaîne fonctionnelle :

    Une chaîne fonctionnelle est un outil schématique de description du fonctionnement d'un actionneur d'un système automatisé. On distingue deux parties sur une chaîne fonctionnelle :

 

- une chaîne d'action qui part de la partie commande vers la partie opérative,

- une chaîne d'acquisition d'information qui part de la partie opérative vers la partie commande.

 

    Lorsqu'une action est pilotée par une partie commande, elle engendre généralement un mouvement qu'il va être nécessaire de contrôler. On pourra contrôler ce mouvement soit en cours soit en fin de déroulement. La chaîne d'action va permettre de gérer ce mouvement, de l'ordre qui est donné par la PC à la PO jusqu'à l'acquittement de la PO à la PC après réalisation. Si on utilise le modèle grafcet, on peut établir un lien direct avec une chaîne fonctionnelle. Une action associée à une étape correspondra à une chaîne d'action et une réceptivité associée à une transition correspondra à une chaîne d'acquisition.

Exemple :

Mise en situation :

On propose le schéma de câblage suivant.

Sur ce montage, il y a une partie commande électrique, et une partie opérative pneumatique.

Dans la partie électrique, on trouve un bouton poussoir BP1 associé à un contact à ouverture et un contact à fermeture, un contact à ouverture et un contact à fermeture qui sont liés au capteur C1 que l'on trouve dans la partie opérative le long du vérin V, deux électrovannes YV1 et YV0. Le capteur C1 détecte la position sortie du vérin.

Dans la partie pneumatique du montage, on trouve la partie opérative composée d'un vérin double effet et d'un capteur. Il y a une interface de sortie qui est le préactionneur. Ce préactionneur est un distributeur 4/2 bistable à pilotes électriques.

Montage :

description littérale du fonctionnement du montage :

    Conditions initiales : le vérin est rentré, le capteur c0 est actif et son contact associé est fermé.

    Lorsque l'on appuie sur le bouton poussoir bp1 , l'électrovanne YV1 est activée et le distributeur bascule. Le piston du vérin est poussé et la tige du vérin sort. Lorsque le vérin est sorti, le capteur c1 dont nous verrons le fonctionnement plus loin dans un autre chapitre, est activé et le contact électrique associé à ce capteur change d'état. A l'activation du capteur c1, l'électrovanne YV0 est activée, le distributeur bascule et la tige du vérin rentre.

description grafcet du fonctionnement du montage :

description de la sortie du vérin par une chaîne fonctionnelle :