Automatisme

Ce cours d’introduction à l’automatisme présente les systèmes automatisés de production (SAP) tels qu’on les rencontre dans l’industrie nigérienne : ensacheuses de cimenterie, stations de pompage et châteaux d’eau télégérés, lignes de conditionnement d’huileries et de laiteries, démarrage et protection des groupes électrogènes, convoyeurs miniers. L’étudiant apprend à décrire la structure d’un système automatisé, à manipuler la logique combinatoire (algèbre de Boole, tableaux de Karnaugh), à choisir capteurs et actionneurs, à modéliser un fonctionnement séquentiel par un GRAFCET (norme NF EN 60848) et à le traduire pour un automate programmable industriel (API) selon la norme CEI 61131-3. La description officielle de cette matière n’étant pas fournie, le programme proposé est un programme standard d’introduction, qui prépare la matière « Régulation numérique » de S6.

Objectifs d’apprentissage

• Décrire la structure d’un système automatisé (partie commande, partie opérative, interface homme-machine) et la chaîne capteur – traitement – pré-actionneur – actionneur.
• Utiliser les systèmes de numération et l’algèbre de Boole ; simplifier une équation logique par Karnaugh.
• Choisir un capteur et un actionneur adaptés à une application et exploiter un signal analogique 4-20 mA.
• Établir une équation de mémoire et construire un GRAFCET respectant les règles d’évolution.
• Expliquer le fonctionnement d’un API et traduire un GRAFCET simple en langage à contacts (Ladder).

Prérequis

Notions d’électricité (tension, courant, circuits simples), bases de mécanique et d’hydraulique ; aucune connaissance préalable en programmation n’est exigée.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Systèmes automatisés et logique combinatoire
2. Leçon 2 — Capteurs, pré-actionneurs et actionneurs
3. Leçon 3 — Logique séquentielle et GRAFCET
4. Leçon 4 — Automates programmables industriels et programmation

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP, 20 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD : équations, GRAFCET, Ladder ; quiz ; 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

Bibliographie

• Bossy J.-C., Brard P., Faugère P., Merlaud C., Le GRAFCET : sa pratique et ses applications, Casteilla/Educalivre.
• Bolton W., Programmable Logic Controllers, Newnes/Elsevier.
• NF EN 60848, Langage de spécification GRAFCET pour diagrammes fonctionnels en séquence.
• CEI 61131-3, Automates programmables — Partie 3 : langages de programmation.