Choix de capteurs pour un système industriel BTS C.R.S.A

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1 Choix de capteurs pour un système industriel BTS C.R.S.A
Pierre-Marc François

2 BTS C.R.S.A Conception et Réalisation de Systèmes automatisés
Types d’entreprises : -  les entreprises utilisatrices de systèmes automatiques et d’équipements automatisés -  les entreprises réalisatrices de systèmes automatiques et d’équipements automatisés -  les sociétés de services en automatismes Emplois concernés : -  technicien chargé d’études au sein d’une équipe de projet, -  concepteur de systèmes automatiques ou d’équipements automatisés dans le cadre de travaux neufs ou de rénovations  technicien de maintenance -  technicien d’essais, de mise au point avant installation -  technicien d’amélioration continue  technicien installateur  chef de projet technique après quelques années d’expérience professionnelle la fabrication de produits manufacturés (mécanique, automobile, aéronautique, etc.), l’industrie automobile, l’emballage, le conditionnement, Je ne détaillerais pas maintenant les emplois concernés, mais j’y reviendrais par la suite à la fin de ma partie pédagogique j’ai mis en rouge des petites choses

3 Problématiques rencontrées :
- l’évolution des outils de programmation des commandes de systèmes -  l’évolution des capteurs et des techniques permettant de garantir une traçabilité des produits manufacturés -  la recherche constante d’optimisation des performances des systèmes, Fonctions du techniciens CRSA - Etude et conception Fonctions d’encadrements après qques années

4 Problématiques rencontrées :
- l’évolution des outils de programmation des commandes de systèmes -  l’évolution des capteurs et des techniques permettant de garantir une traçabilité des produits manufacturés -  la recherche constante d’optimisation des performances des systèmes, Fonctions du techniciens CRSA - Etude et conception - Réalisation_Installation_Mise en service Fonctions d’encadrements après qques années

5 Problématiques rencontrées :
- l’évolution des outils de programmation des commandes de systèmes -  l’évolution des capteurs et des techniques permettant de garantir une traçabilité des produits manufacturés -  la recherche constante d’optimisation des performances des systèmes, Fonctions du techniciens CRSA - Etude et conception - Réalisation_Installation_mise en service - Maintien en conditions opérationnelles_Optimisation des performances Fonctions d’encadrements après qques années

6 Problématiques rencontrées :
- l’évolution des outils de programmation des commandes de systèmes -  l’évolution des capteurs et des techniques permettant de garantir une traçabilité des produits manufacturés -  la recherche constante d’optimisation des performances des systèmes, Fonctions du techniciens CRSA - Etude et conception - Réalisation_Installation_mise en service - Maintien en conditions opérationnelles_Optimisation des performances - Conduite de projets Fonctions d’encadrements après qques années

7 Problématiques rencontrées :
- l’évolution des outils de programmation des commandes de systèmes -  l’évolution des capteurs et des techniques permettant de garantir une traçabilité des produits manufacturés -  la recherche constante d’optimisation des performances des systèmes, Fonctions du techniciens CRSA - Etude et conception - Réalisation_Installation_mise en service - Maintien en conditions opérationnelles_Optimisation des performances - Conduite de projets - Relations clients fournisseurs Fonctions d’encadrements après qques années

8 Pour ces différentes fonctions, une cultutre techno est nécessaire

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10 En conclusion, le technicien supérieur CRSA doit être autonome vis à vis du choix des technologies liées aux systèmes automatisés

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12 14h : 2 * 2h de cours 2 h de TD 2 * 4h de TP
Dans les cours présentés aux élèves (6 modules d’apprentissage) Énergie Energie électrique, méca solide et fluide, système linéaire, protection des biens et des personnes , il y des cours d’acquisition , traitement et transmission du signal 14h : 2 * 2h de cours 2 h de TD 2 * 4h de TP

13 1). 2h de cours en classe entière
Dans les cours présentés aux élèves (6 modules d’apprentissage), il y des cours d’acquisition , traitement et transmission du signal 1). 2h de cours en classe entière

14 2). 2h de cours en classe entière
Dans les cours présentés aux élèves (6 modules d’apprentissage), il y des cours d’acquisition , traitement et transmission du signal 2). 2h de cours en classe entière

15 2h en TD Exemple d’exercices :
Dans les cours présentés aux élèves (6 modules d’apprentissage), il y des cours d’acquisition , traitement et transmission du signal 2h en TD Exemple d’exercices : Décodage de signal incrémental (code Gray) Exercices sur des capteurs capacitifs ou inductifs pour explorer ces technologies

16 2 * 4h en Travaux pratiques par binôme
Travail de synthèse de toutes les connaissances vues en cours et en TD Capsuleuse indexa Système  « Paletic »…

17 Présentation du cours La clé cest le tp dans lequel la totalité du travail sera focalisé sur l’étude des capteurs et de leur ppes de fonctionnement dans la profondeur. 1). 2h de cours en classe entière Démarche déductive => Mise en pratique des compétences en TP

18 Présentation du cours I). Introduction II). Principales caractéristiques des capteurs III).Différents types de capteurs IV). Choix des capteurs

19 Présentation du cours I). Introduction II). Principales caractéristiques des capteurs III).Différents types de capteurs IV). Choix des capteurs Pré-requis : Notion en algèbre de Boole (code binaire, décodage par code Gray) Notion d’inductance, d’impédance et de conductance (capteurs inductifs capacitifs et les jauges de contraintes) Notion en énergie électrique et pneumatique Types de signaux (analogique, numérique, logique) Notion d’axe numérique et schéma d’asservissement

20 Leçon Leçon 1: Capter l’attention

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22 Choix des capteurs pour un milieu industriel
I). Introduction II). Principales caractéristiques des capteurs III).Différents types de capteurs IV). Choix des capteurs

23 I). Introduction 1). Définition Un capteur qu’est ce que c’est?
- Composant d’une chaîne d’acquisition dans une chaîne fonctionnelle. A quoi ça sert? Un capteur prélèvent une information sur le comportement de la partie opérative et la transforme en une information exploitable par la partie commande. Les signaux peuvent être généralement de nature soit : - électrique - pneumatique

24 I). Introduction 1). Définition Un capteur qu’est ce que c’est?
- Composant d’une chaîne d’acquisition dans une chaîne fonctionnelle. A quoi ça sert? Un capteur prélèvent une information sur le comportement de la partie opérative et la transforme en une information exploitable par la partie commande. Les signaux peuvent être généralement de nature soit : - électrique - pneumatique

25 I). Introduction 2). Rappel
Dans un système automatisé séquentiel, les variables traitées par la partie commande sont de type : - Logique - Numérique - Analogique

26 II). Principales caractéristiques des capteurs
L’étendue de la mesure : C’est la différence entre le plus petit signal détecté et le plus grand perceptible. (ex règle de mesure) La sensibilité : C’est la plus petite variation d’une grandeur physique que peut détecter un capteur. (ex règle de mesure) La rapidité : La rapidité caractérise le temps de réaction du capteur. (ex UGV)

27 L’exactitude de la mesure :
L’exactitude est liée à deux types de caractéristiques : - La justesse - La fidélité

28 L’exactitude de la mesure :
L’exactitude est liée à deux types de caractéristiques : - La justesse C’est l’aptitude du capteur à donner des résultats dénués d’erreur.

29 L’exactitude de la mesure :
L’exactitude est liée à deux types de caractéristiques : - La justesse C’est l’aptitude du capteur à donner des résultats dénués d’erreur. - La fidélité C’est l’aptitude à donner des mesures sans erreurs accidentelles.

30 L’exactitude de la mesure :
- La justesse C’est l’aptitude du capteur à donner des résultats dénués d’erreur. - La fidélité C’est l’aptitude à donner des mesures sans erreurs accidentelles

31 III). Différents types de capteurs
1). Capteur rotatif a). Le capteur rotatif incrémental Le codeur incrémental est un capteur angulaire de position. Il est destiné à des applications de positionnement, de contrôle de déplacement ou de mesure de vitesse d'un mobile, par comptage. Son axe est lié mécaniquement à l’arbre de la machine qui l’entraîne. Il fait tourner un disque comportant des zones opaques et transparentes. Une diode L.E.D. émet un rayonnement lumineux arrivant sur des photodiodes au passage de chaque zone transparente du disque.

32 III). Différents types de capteurs
1). Capteur rotatif (signal numérique) b). Le codeur rotatif absolu Le disque des codeurs absolus comportent un nombre n de pistes concentriques divisées en segments égaux alternativement opaques et transparents. A chaque piste est associé un couple émetteur / récepteur optique. L’identification de la position se fait par code réfléchi ou Gray.

33 Récapitulatif :

34 III). Différents types de capteurs
2). Capteur associé à un signal logique a). Le capteur à galet Les capteurs de position sont des capteurs de contact. Ils peuvent être équipé d'un galet, d'une tige souple, d'une bille. L'information donnée par ce type de capteur est de type tout ou rien et peut être électrique ou pneumatique.

35 III). Différents types de capteurs
2). Capteur associé à un signal logique b). Le capteur ILS

36 III). Différents types de capteurs
2). Capteur associé à un signal analogique Les jauges de contraintes ρ : résistivité du métal L : longueur du fil S : section du fil Si on tire sur ce fil, il va s'allonger (l augmente) et sa section va se réduire, sa résistance va donc augmenter (l/s augmente).

37 IV). Choix des capteurs Tous les capteurs dont les fonctionnements ont été décrits précédemment présentent deux parties distinctes. Une première partie qui a pour rôle de détecter un événement et une deuxième partie qui a pour rôle de traduire événement en un signal compréhensible d'une manière ou d'une autre par une partie PC. Pour choisir correctement un capteur, il faudra définir tout d'abord : - le type événement à détecter - la nature de événement - La grandeur de l'événement l'environnement de l'événement

38 IV). Choix des capteurs - Conclusion
Tous les capteurs dont les fonctionnements ont été décrits précédemment présentent deux parties distinctes. Une première partie qui a pour rôle de détecter un événement et une deuxième partie qui a pour rôle de traduire événement en un signal compréhensible d'une manière ou d'une autre par une partie PC. Pour choisir correctement un capteur, il faudra définir tout d'abord : - le type événement à détecter - la nature de événement - La grandeur de l'événement l'environnement de l'événement En fonction de ces paramètres on pourra effectuer un ou plusieurs choix pour un type de détection. D'autres éléments peuvent permettre de cibler précisément le capteur à utiliser : - ses performances - son encombrement - sa fiabilité - la nature du signal délivré par le capteur (électrique, pneumatique) - son prix...

39 Ne pas poser de question
Leçon 2 : Ne pas poser de question

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