La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

LE TRAITEMENT ANALOGIQUE. But CAPTEUR ACTIONNEUR - Proportionnel - Asservi TRAITEMENT ANALOGIQUE - asservissement - régulation Prise en compte des grandeurs.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "LE TRAITEMENT ANALOGIQUE. But CAPTEUR ACTIONNEUR - Proportionnel - Asservi TRAITEMENT ANALOGIQUE - asservissement - régulation Prise en compte des grandeurs."— Transcription de la présentation:

1 LE TRAITEMENT ANALOGIQUE

2 But

3 CAPTEUR ACTIONNEUR - Proportionnel - Asservi TRAITEMENT ANALOGIQUE - asservissement - régulation Prise en compte des grandeurs physiques analogiques intervenant dans le système Faire évoluer le système Gérer l’évolution

4 But Capteur, TDI, Superviseur Actionneur - Proportionnel - Asservi Traitement analogique - Asservissement - Régulation Prendre en compte des grandeurs analogiques intervenant dans le système Faire évoluer le système Gérer l’évolution

5 Les Capteurs

6 Le rôle principal du capteur est de transformer la grandeur analogique à mesurer en un signal compréhensible par le système de commande.

7 Les Capteurs Changer la nature de la grandeur Fournir un signal utilisable Corps d’épreuve ou étage d’entrée Signal de sortie (tension ou courant) Transducteur ou étage de sortie U ou I Domaine d’utilisation Grandeur mesurée (mesurande) P1

8 Les Actionneurs

9 Pour permettre l’évolution du système en fonction de la grandeur analogique traitée, deux principes sont utilisés dans la commande des actionneurs analogiques, Les Actionneurs Pneumatique Electrique

10 Les Actionneurs ACTIONNEUR : Partie commande comparateur consigne Eff PO Commande Proportionnelle + - Signal de retour virtuel « BOUCLE OUVERTE » Le signal de retour n’existe pas réellement P2

11 Les Actionneurs comparateur ACTIONNEUR : Partie commande Eff consigne PO Commande Continue + - Signal de retour CAPTEUR « BOUCLE FERMEE » Le signal de retour est pris sur la grandeur réelle a asservir on utilise pour cela un capteur P2

12 La Conversion

13 Pour prélever les grandeurs physiques analogiques, on utilise des capteurs dont le rôle est de traduire une grandeur physique en un signal électrique analogique. Pour exploiter ce signal par des systèmes numériques il nécessaire de convertir le signal analogique en valeur numérique codée. Le traitement du signal comporte plusieurs phases: - L’échantillonnage TRAITEMENT DU SIGNAL

14 La Conversion Ye t 0 T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T Y1 Y2Y3 Y4 Echantillonnage On prélève la valeur instantanée du signal analogique a intervalles de temps réguliers. F e > 2 * F maxi du signal à contrôler TRAITEMENT DU SIGNAL Fréquence d’échantillonnage = 1 / F e T Période d’échantillonnage P3

15 La Conversion YeH t On utilise un échantillonneur bloqueur, il met en mémoire les valeurs des échantillons successifs. Echantillonnage TRAITEMENT DU SIGNAL 0 T 2T 3T 4T 5T 6T 7T 8T P4

16 La Conversion Pour prélever certaines grandeurs physiques, on utilise des capteurs dont le rôle est de traduire une grandeur physique en un signal électrique analogique. Pour exploiter ce signal par des systèmes numériques il nécessaire de convertir le signal analogique en valeur numérique codée. Le traitement du signal comporte plusieurs phases: - L’échantillonnage - La quantification TRAITEMENT DU SIGNAL

17 La Conversion t qn 10q 9q 8q 7q 6q 5q 4q 3q 2q q 0 Quantification Elle transforme la valeur de ces échantillons en nombre binaire. Avec un convertisseur de n bits, on distingue 2 n états TRAITEMENT DU SIGNAL résolution absolue (Quantum) q = Valeur maximum du signal à convertir / (2 n -1) La résolution absolue (le Quantum) définie la plus petite valeur que le convertisseur peut coder. P4

18 La Conversion t qn 10q 9q 8q 7q 6q 5q 4q 3q 2q q 0 Quantification Elle transforme la valeur de ces échantillons en nombre binaire. Avec un convertisseur de n bits, on distingue 2 n états TRAITEMENT DU SIGNAL Avec un convertisseur de 8 bits et un signal analogique de 10V q = 10 / (2 8 -1) = 10 / (256-1) = 0, V = 0,039 V résolution absolue (Quantum) q = Valeur maximum du signal à convertir / (2 n -1) P4

19 La Conversion qn 10q 9q 8q 7q 6q 5q 4q 3q 2q q code Quantification Le codage établit une correspondance entre le nombre de quanta d’un échantillon et sa valeur dans un code donné: - Binaire pur, - Gray, - DCB. TRAITEMENT DU SIGNAL P5

20 La Conversion Quantification TRAITEMENT DU SIGNAL Avec un convertisseur de 8 bits, 256 valeurs possibles (de 0 à 255) Avec un signal analogique de 10V, q = 0,039V Valeur N° Valeur numérique Valeur analogique V ,039 V ,078 V ,117 V ,961 V V

21 La Conversion CONVERTISSEURS LE CONVERTISSEUR ANALOGIQUE NUMERIQUE (CAN ) Le convertisseur analogique numérique transforme un signal continu en une valeur numérique traitable par une partie commande programmable. Coupleurs d’entrée Valeur analogiqueValeur numérique

22 La Conversion CONVERTISSEURS LE CONVERTISSEUR NUMERIQUE ANALOGIQUE (CNA) Le convertisseur numérique analogique transforme une valeur numérique en un signal continu utilisable par un pré actionneur ou un actionneur. Coupleurs de sortie Valeur analogiqueValeur numérique

23 La Conversion CONVERTISSEURS Erreur de linéarité : Cette erreur représente l’écart entre la courbe de transfert idéale et la courbe de transfert réelle. Elle s’exprime en % de la pleine échelle. La précision C’est l’écart existant entre la tension obtenue en sortie et celle prévue par la théorie. Elle est généralement donnée en % de la pleine échelle. La conversion engendre un certain nombre d’erreurs dont les plus sensibles sont :

24 Les Coupleurs COUPLEUR D’ENTREE Conversion analogique numérique CAN COUPLEUR DE SORTIE Conversion numérique analogique CNA Unité Centrale numérique A.P.I GRANDEUR ELECTRIQUE Courant ou Tension à variation continue Leur rôle est d’interfacer la partie commande avec la partie opérative via : - Les capteurs analogiques pour les coupleurs d’entrées, - Les pré actionneurs à commandes analogiques pour les coupleurs de sorties.

25 LE COUPLEUR D’ENTREE Il transforme le signal continu du capteur en une valeur numérique traitable par l’Unité Centrale de l’Automate. Les Coupleurs BUS P6

26 LE COUPLEUR DE SORTIE Il transforme la valeur numérique, résultat du traitement de l’Unité Centrale en un signal continûment variable utilisable par un actionneur ou pré-actionneur. Les Coupleurs BUS Démultiplexage P7

27 Caractéristiques principales: La plage de travail : 4-20 mA,  10V, 0-10V… Le nombre de voies Le filtrage (matériel ou logiciel) La définition de conversion (8,12,16 bits) Les valeurs numériques maximum Paramétrage Le paramétrage se fait généralement au moment de l’installation dans le rack automate, soit : - par des switches de réglages sur la carte, - par programmation à partir de l’atelier logiciel du constructeur. Les Coupleurs

28

29 Coupleur Analogique 4 entrées / 4 sorties

30 Les Coupleurs Coupleur Analogique 4 entrées / 4 sorties

31 Les Coupleurs

32

33

34

35

36 Mise à L’échelle La mise a l’échelle d’une valeur analogique consiste a appliquer à la valeur numérique, convertie par le coupleur, un coefficient (sous forme d’expression linéaire) pour réaliser le traitement de la donnée dans l’unité utilisée par l’application. Ce calcul est généralement fait à partir d’une instruction automate. Le travail du programmeur consiste essentiellement a fournir les données d’entrées nécessaires.

37  Mise à L’échelle Elément de dialogue API Coupleur de sortie ANA Pré actionneur actionneur opérateur

38  API Elément de dialogue Mise à L’échelle Coupleur de sortie ANA P8

39 API Mise à L’échelle Coupleur de sortie ANA Signal électrique (V ou mA) Incréments Carte Analogique de Sortie incréments Signal électrique (Courant / Tension) Valeur numérique Valeur analogique Programme d’application P8

40 Mise à L’échelle Coupleur de sortie ANA Signal électrique (V ou mA) Valeur physique (Fréquence-Vitesse) Préactionneur Signal électrique (Courant / Tension) Vitesse Valeur analogique P8 Fréquence Valeur physique

41 API Elément de dialogue Mise à L’échelle Mise à l’échelle Incréments Valeur d’application Programme d’application Consigne incréments Valeur numérique Valeur d’application P8

42 X Y X2 X1 Y1 Y2 Y1:valeur basse de la valeur numérique (incréments) Y2:valeur haute de la valeur numérique (incréments) X1:valeur basse de la consigne (variable d’application) X2:valeur haute de la consigne (variable d’application) X: valeur de la consigne à convertir Y: valeur numérique après la mise a l’échelle Courbe de transfert Valeur d’application Incréments (Y2-Y1) (X2-X1) (X-X1) + Y1 Y = Mise à l’échelle Mise à L’échelle P9

43 Mise à L’échelle Certains automates ne possèdent pas les instructions de mise à l’échelle dans la bibliothèque mise à la disposition du programmeur. Il faut dans ce cas développer un programme spécifique !

44 Exemple avec un CQM1 CPU 21 CQM1 DA P10 On utilise le coupleur de sortie analogique pour faire varier la vitesse d’un moteur (un seul sens de rotation). On utilisera la carte en (0 +10V).

45 Coupleur de sortie ANA Incréments (0000 – 07FF) Signal électrique (0 - 10V) Valeur numérique Valeur analogique Carte Analogique Incréments Signal électrique Exemple avec un CQM1 CPU 21

46 Carte Analogique Incréments Signal électrique Exemple avec un CQM1 CPU 21 P10

47 Coupleur de sortie ANA Signal électrique (0 – 10V) Vitesse (0 – n N ) Valeur analogique Valeur physique Exemple avec un CQM1 CPU 21 f N (50) Pré actionneur Signal électrique Grandeur physique Valeur physique fréquence (0 – 50Hz)

48 Carte Analogique Incréments Signal électrique Exemple avec un CQM1 CPU 21 P10 Pré actionneur Signal électrique Grandeur physique f N (50)

49 Consigne (0 à 100%) API Elément de dialogue Programme d’application Consigne Valeur numérique Exemple avec un CQM1 CPU 21 Incréments (0000 – 07FF) Valeur d’application (0 – 100) Mise à l’échelle Incréments Valeur d’application FF

50 100 Mise à l’échelle Incréments Valeur d’application Exemple Carte Analogique Incréments Signal électrique (2047) P10 Pré actionneur Signal électrique Grandeur physique f N (50)

51 07FF 100 Mise à l’échelle Incréments Valeur d’application (2047) Y = X Y2 X2 incréments Valeur d’application Exemple X Y P10 X Y X2 X1 Y1 Y2 Courbe de transfert Valeur d’application Incréments (Y2-Y1) (X2-X1) (X-X1) + Y1 Y =

52 = X Y = X Y2 X2 Y = 20 X + X 2 = 20,47 X = 20 X + 0,47 X Exemple = 20,5 x Valeur maximum = 2050 > 2047 P10 07FF 100 Mise à l’échelle Incréments Valeur d’application (2047) X Y

53 Y = 20 X + X 3 Exemple = 20,33 X Valeur maximum = 2033 < 2047 OK ! = X Y = X Y2 X2 = 20,47 X = 20 X + 0,47 X P10 07FF 100 Mise à l’échelle Incréments Valeur d’application (2047) X Y

54 Certains automates possèdent des instructions de mise à l’échelle dans la bibliothèque mise à la disposition du programmeur. Il suffit pour lui de les utiliser convenablement ! Mise à L’échelle

55 SCL3 pour une carte de sortie analogique SCL2 pour une carte d’entrée analogique Mise à L’échelle Valeur d’application « consigne » Valeur numérique « incréments » Paramètres de la mise à l’échelle P11

56 Mise à L’échelle P11 07FF 100 Mise à l’échelle Incréments Valeur d’application DM100 Ecriture par TDI « consigne » IR103 Adresse de la voie du coupleur analogique DM101 Tableau des paramètres de mise à l’échelle

57 Mise à L’échelle P11 07FF 100 Mise à l’échelle Incréments Valeur d’application DM 101 DM 102 DM 103 DM 104 DM FF 0000

58 Fin


Télécharger ppt "LE TRAITEMENT ANALOGIQUE. But CAPTEUR ACTIONNEUR - Proportionnel - Asservi TRAITEMENT ANALOGIQUE - asservissement - régulation Prise en compte des grandeurs."

Présentations similaires


Annonces Google