Architecture d’un système de mesure automatisé(support de transmission,protocole) Boukhelkhal Mebrouka Naili messaouda Mr: Kafi.

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1 Architecture d’un système de mesure automatisé(support de transmission,protocole) Boukhelkhal Mebrouka Naili messaouda Mr: Kafi

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3 La modélisation et la représentation de l’architecture logicielle des systèmes complexes est devenue, aujourd’hui, une phase importante de leurs processus de développement. L’architecture d’un système décrit sa structure à un haut niveau d’abstraction, en termes de composants et de connecteurs. Cette abstraction offre de nombreux avantages tout au long du cycle de vie du logiciel (Shaw et al. 1996). En effet, disposer d’un représentation de l’architecture facilite les échanges entre les concepteurs et les program Ensuite, pendant les phases de maintenance et d’évolution, cette représentation permet de localiser les défauts du logiciel et réduit les risques lors de l’ajout d’une nouvelle fonctionnalité. En plus, une architecture à base de composants offre d’autres avantages. En effet, L’architecture à base de composants est également essentielle pour faciliter la réutilisation de certaines parties du système représentées par les composants.

4 Ces vingt dernières années, les architectures d’automatismes ont très fortement évolué. Ce phénomène s’amplifie avec l’arrivée des nouvelles technologies de l’information et de la communication. Ces changements successifs sont dus, d’une part, à l’évolution des besoins des utilisateurs, et d’autre part au développement des technologies. Par utilisateurs, il faut entendre tous les intervenants : architectes réseaux, intégrateurs, metteurs en œuvre, exploitants, équipes de maintenance, etc.

5 Désigne le support physique qui permet de transporter les informations d’un appareil à un autre, il peut y’avoir différents types de supports de transmission de nature très divers : Transmetteur, ligne téléphonique, câble coaxial, fibre optique, atmosphère …etc.

6 Le capteur est l’élément primaire sensible au phénomène physique qui le traduit en une grandeur exploitable généralement électrique. Il est le premier élément de la chaîne de mesurage. Lorsque le capteur est constitué de plusieurs éléments, le corps d’épreuve est celui en contact direct avec le mesurande. Il génère une grandeur physique intermédiaire (déplacement, déformation, force…) traduite en une grandeur électrique (tension, capacité, induction…) par le transducteur.

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8 Définition: D’après la norme NF C 46-303, un transmetteur est un appareil qui, recevant une vraie variable mesurée, produit un signal de sortie normalisé pouvant être transmis et ayant une relation continue et définie avec la valeur de la variable mesurée. Constitution: Pour élaborer un signal normalisé à partir du signal généré par le capteur, le transmetteur comprend globalement un amplificateur, un filtre, et un traitement du signal. Le transmetteur complète ainsi la chaîne de mesurage du capteur.

9 L’amplificateur, en augmentant le niveau du signal électrique E1 délivré par le capteur, et améliore ainsi la qualité du signal E2 transmis. Le filtre élimine ou atténue les signaux parasites dans la limite de certaines fréquences pour garantir un signal de mesure E3 convenable. Le traitement du signal réalise la fonction finale désirée, généralement linéaire entre le mesurande et la mesure, et détermine la nature, tension ou courant, et l’intensité du signal de mesure.

10 Capteur-transmetteur de pression

11 Transmetteur universel int é gr é Transmetteur universel D é port é. Prosensor (Sans capteur). Prosensor

12 Le raccordement électrique d’un transmetteur au dispositif d’exploitation de la mesure, dépend de la nature du signal de mesure et de son alimentation. Il existe des transmetteurs « à 2 fils », « à 3 fils » ou « à 4 fils ».

13 Raccordement des transmetteurs à signal 4 – 20 mA avec alimentation en tension continue

14 En instrumentation industrielle, par soucis d’économie et de standardisation, les transmetteurs « à 2 fils » en signal 4 – 20 mA sont les plus répandus.

15 On peut séparer trois types de transmetteur : Les transmetteurs 4 fils (actifs) qui disposent d'une alimentation et qui fournissent le courant I. Leur schéma de câblage est identique à celui des régulateurs.

16 Les transmetteurs 3 fils (actifs) sont des transmetteurs 4 fils, avec les entrées moins reliées.

17 Les transmetteurs 2 fils (passif) qui ne disposent pas d'une alimentation et qui contrôle le courant I fournie par une alimentation externe.

18 But de la boucle: Le standard courant 4-20mA: La boucle de courant 4-20 mA est un moyen de transmission permettant de transmettre un signal analogique sur une grande distance sans perte ou modification de ce signal. Pourquoi la boucle 4-20 mA ? On a toujours eu un besoin de transmettre un signal analogique depuis le premier capteur analogique. Au début les ingénieurs ont eu de grandes difficultés à trouver un signal électrique qui pouvait être transmis sur des fils sans introduire des erreurs.

19 L'utilisation d'une simple variation de tension n'était pas assez fiable, car un changement dans la longueur et la résistance des fils avait pour conséquence de modifier la valeur mesurée. Deux solutions ont été proposé : une par transmission d'impulsion PDM ( Pulse Duration Modulation) et l'autre par variation proportionnelle d'une fréquence selon la valeur analogique. Mais ces deux solutions coûtaient cher et étaient difficiles à mettre en œuvre. Lorsque la boucle 4-20 mA est arrivé, elle est rapidement devenue le standard car elle a pu être très précise et ne pas être affectée par la résistance des fils et par les variations de la tension d'alimentation. Comment est réalisé la boucle 4-20 mA : Pour réaliser la boucle 4-20 mA, il faut au moins 4 éléments : l'émetteur, l'alimentation, les fils, le récepteur.

20 1.L’émetteur: L'émetteur est composé d'un capteur qui va mesurer les grandeurs physiques et d'un émetteur de courant 4-20 mA. L'émetteur convertit la valeur mesurée par le capteur en un courant compris dans l'intervalle 4-20 mA. Si on lit 0 mA la boucle ne fonctionne plus ou il y a une erreur dans la boucle. 2. L'alimentation : L'émetteur doit être alimenté pour fonctionner ceci est réalisé à l'aide des deux fils de la boucle. Le courant de 0 à 4 mA de la boucle sert pour l'alimentation du circuit émetteur.

21 3.Les fils de la boucle : Il y Deux fils relient tous les composants ensemble. 4.Le récepteur : On a toujours au moins un récepteur dans la boucle. Il peut être un afficheur digital, une table d'enregistrement, un déclencheur de vanne.. Ils ont tous une chose en commun, une résistance Il peut y avoir plus d'un récepteur dans la boucle tant qu'il y a assez de tension pour alimenter la boucle,

22 Un transmetteur de P.H est calibre entre 4pH et 10 pH avec une sortie de courant 4-20 mA Calculer le pH mesurée par le transmetteur corés pondant pour une sortie du courant de 11,3 mA ? Solution : 20 mA --------------> 10 pH 11,3 -- ------------> x 4 --------------> 4 pH (20-4) -------------> (10-4) (11,3 – 4) ------------> (x -4) 16 ----------> 6 7,3 ------------ > (x – 4) (x – 4)=[(6×7,3) /16] (x – 4) =2,73 +4 X = 6,73 pH

23 Les protocoles qui interfacent les échanges de données de façon standard et formelle ne sont pas tous des réseaux, car certains de ces protocoles ne spécifient pas le support de transmission des données ni la manière de les véhiculer. Ces protocoles cherchent à répondre à des exigences particulières et à des besoins spécialisés, tout en bénéficiant d’infrastructures réseaux existantes pour acheminer les données d’un point à un autre. Certains de ces protocoles peuvent être utilisés "tels quels" dans des contextes bien circonscrits, mais ils sont souvent encapsulés dans les protocoles des réseaux qu’ils utilisent comme "véhicule".

24 Le protocole HART (Highway Addressable Remote Transducer) permet la communication simultanée de données analogiques et numériques. Ce protocole de communication de type série est spécifique au contrôle industriel et compatible avec les boucles de courant analogique 4 – 20 mA. La communication effectuée sous forme digitale utilise un courant alternatif modulé en fréquence qui est superposé au courant analogique 4 – 20 mA sans l’altérer puisque sa valeur moyenne est nulle. Le protocole est basé sur un système de modulation Bell 202 et du procédé FSK (Frequency Shift Key) : les données numériques sont transmises en série avec une fréquence de 1 200 Hz pour l’état logique 1 et une fréquence de 2 200 Hz pour l’état logique 0.

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26 Le transmetteur, repéré par son adresse, est configurable par un ordinateur équipé d’un modem, ou via une console de configuration portative, branché en parallèle sur la boucle de courant avec une résistance minimale de 250 ohm en série. L’opérateur peut alors régler, par exemple, l’étendue de mesure avec son unité, le temps de réponse, les valeurs d’alarmes, la validation d’une racine carrée ou cubique sur le signal de mesure, et pour la maintenance préventive, interroger l’état du transmetteur, de la mesure, ou encore de la température du boîtier. La longueur maximale de cette transmission est de 3 000 m avec un câblage en paire torsadée. La boucle peut comporter jusqu’à 8 transmetteurs en série sur les deux fils, mais dans ce cas un seul transmetteur peut fournir un signal de mesure en 4 – 20 mA.

27 Les avantages du signal analogique en courant 4 - 20 mA : il n’est pas affecté par les chutes ohmiques de tension ; les tensions parasites ne l’influencent pas, grâce à l’impédance interne du générateur de courant en série dans la boucle ; il autorise la transmission de la mesure sur une distance supérieure à 1 km il est économique la valeur 4 mA permet de différentier le zéro de mesure de la rupture de la transmission, et d’alimenter le transmetteur dans le cas d’un « 2 fils » ; il admet la superposition d’un signal numérique de communication HART. L’inconvénient du signal en courant analogique, 4 – 20 mA ou 0 – 20 mA, est qu’une vérification du transmetteur conduit à couper la transmission, puisque tous les instruments sont montés en série dans une boucle de courant. Le « signal HART » détourne en partie cet inconvénient.

28 Merci mais Attention de l’absence de vos questions svp