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Les chaînes fonctionnelles

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La chaîne d'information

Présentation

Pour produire des ordres, un système automatique doit connaitre les informations provenant de l'utilisateur ainsi que les états du système lui-même et de son environnement.

Les états et les consignes sont des grandeurs physiques détectées et mesurées par des capteurs.

L'analyse de ces données est assurée par un circuit électronique qui ensuite envoie les ordres à exécuter.

Définition :

La chaîne d'information est l'ensemble des fonctions techniques et des solutions technologiques qui participent à la prise des décisions par le système automatique.

Schéma fonctionnel

Fonctions techniques :

La chaîne d'information est composée de 3 blocs fonctionnels :

ChaineInformation
Solutions technologiques :

Pour assurer chacune de ces 3 fonctions techniques, il existe de nombreuses solutions technologiques :

  • Acquérir : capteur logique, analogique ou numérique (interrupteur, bouton-poussoir, clavier, anémomètre, cellule photoélectrique, détecteur infrarouge, thermistance...).
  • Traiter : circuit intégré, microprocesseur, microcontrôleur, calculateur, circuit de commande, module logique, automate programmable...
  • Communiquer : carte électronique, fil électrique, fibre optique, liaison sans fil, connexion réseau...

Exemple

Composition de la chaîne d'information d'une régulation de température :

  • Grandeurs physiques : la température souhaitée (consigne) et la température réelle (état).
  • Acquérir : le thermostat est le capteur qui mesure la température de la maison.
  • Traiter : le circuit intégré compare la température mesurée à celle désirée.
  • Communiquer : la carte électronique envoie le bon ordre en fonction de la température.
  • Ordres : déclencher ou arrêter le chauffage.
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La chaîne d'énergie

Présentation

Pour effectuer des actions, un système automatique a besoin d'être alimenté par une source d'énergie. Bien que les énergies intervenantes soient de natures variées (électrique, mécanique, thermique, pneumatique, solaire...), le principe est toujours le même.

Les ordres provenant de la chaîne d'information autorisent la distribution de la bonne quantité d'énergie dans le système, sa conversion par des actionneurs et sa transmission aux effecteurs.

Identifier les composants qui assurent ces différentes fonctions permet une compréhension globale du fonctionnement du système.

Définition :

La chaîne d'énergie est l'ensemble des fonctions techniques et des solutions technologiques qui participent à la réalisation des opérations par le système automatique.

Schéma fonctionnel

Fonctions techniques :

La chaîne d'énergie est composée de 4 blocs fonctionnels :

ChaineEnergie
Solutions technologiques :

Pour assurer chacune de ces 4 fonctions techniques, il existe de nombreuses solutions technologiques :

  • Alimenter : boitier d'alimentation, tableau électrique, fils électriques, pile, coupleur de piles, batterie, transformateur...
  • Distribuer : contacteur, relais, inverseur, variateur, régulateur, distributeur, vanne...
  • Convertir : actionneur (moteur, vérin, résistance, électro-aimant, sirène, haut-parleur, voyant, écran...).
  • Transmettre : engrenage, réducteur, embrayage, bielle, bras, poulie / courroie, pignon / chaine, crémaillère / vis sans fin...

Exemple

Composition de la chaîne d'énergie d'un store automatique :

  • Source d'énergie : l'électricité.
  • Alimenter : le boitier d'alimentation fournit l'énergie électrique à tout le système (partie commande et partie opérative).
  • Distribuer : les contacteurs amènent l'électricité au moteur en fonction des ordres reçus.
  • Convertir : le moteur transforme l'énergie électrique en énergie mécanique.
  • Transmettre : les engrenages réduisent la vitesse de rotation du moteur et font tourner le tube d'enroulement de la toile.
  • Action : l'ouverture ou la fermeture du store.
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Interactions entre chaîne d'information et chaîne d'énergie

Source : SlidePlayer
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Ressources

icopdfChaîne d'information et chaîne d'énergie

icopdfComment un système automatique entre en action ?

icopdfStructure fonctionnelle des systèmes automatisés

icoflashAnalyse fonctionnelle

Sources : P. Onesti, académies de Martinique et de Versailles
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Evaluations

icoqcmLes chaînes fonctionnelles

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