Introduction SAP

1. Systèmes automatisés de
production
Introduction

2. Présentation
Un peu d’histoire.
But de l’automatisation et ces
conséquences.
Structure d’un automatisme.
Spécification d’un automatisme

3. Historique (1) - Définitions
Selon les techniciens :
 « L’automatisation consiste à « rendre automatique » les
opérations qui exigeaient auparavant l’intervention
humaine » Encyclopédia Universalis
 Une autre définition :
 « L’automatisation est considérée comme l’étape d ’un
progrès technique où apparaissent des dispositifs
techniques susceptibles de seconder l’homme, non
seulement dans ses efforts musculaires, mais également
dans son travail intellectuel de surveillance et de
contrôle. » Encyclopédia Universalis
 Qu’est-ce que l ’automatisation?

4. Historique (2) - Les précurseurs
Blaise Pascal (1623 - 1662)
 Automatisation du calcul:
La pascaline

5. Historique (3) - Les précurseurs
Afin d’aider son père dans
son travail d’administration
fiscal Blaise Pascal invente
une machine à additionner
et soustraire.
Pour y arriver il dû utiliser le
principe de représentation
des nombres en binaire!
C’est la première fois que
l’on applique ce genre de
représentation.

6. Historique (4) - Les précurseurs
On doit aussi à Blaise Pascal quelques
découvertes importantes appliquées encore
aujourd’hui en génie :
 Pression atmosphérique : Étude sur le vide
produit dans une colonne de mercure.
 Calcul différentiel et intégral : Étude sur les
cycloïdes et les volumes de révolution.

7. Historique (5) - Les précurseurs
Charles Babbage (1792 - 1871)
 Programmation des métiers à
tisser Jacquard par carte
perforée.

8. Historique (6) - Les précurseurs
Les travaux de Babbage sont à l’origines de l’invention
de l'ordinateur.
Il inventa le principe de la carte perforée qui sera
utilisé au moins jusqu’à la fin de années 1970.
Afin de programmer les métiers à tisser il pensa à un
calculateur universel possédant:
 Système de gestion Entrées/Sorties
 mémorisation interne
 transfert de données
 organe de commandes
 opérateur arithmétique
Malheureusement la machine n’a jamais été implantée
à cause de la technologie rudimentaire de l’époque.

9. Historique (7) - Les industries
La naissance de la civilisation industrielle
commence avec l’invention de la machine à
vapeur (18e siècle).
La plupart des industries sont localisées en
Angleterre.
 Usine de transformation du coton.
 Usine de fonte du fer.

10. Historique (8) - Les industries
Dès 1860, l ’implantation à grande échelle des
nouveaux moyens de transport (bateau à
vapeur et train) fait explosé le commerce.
En dépit d’une énorme extraction de charbon,
cette source ne suffit plus. On voit alors
apparaître l’hydro-électricité et le pétrole.
En 1914, avant la première guerre mondiale,
les automobiles sont de plus en plus
populaires. C’est le début de la production en
série.

11. Historique (9) - Les industries
Henri Ford (1863-1947)
 Début d’une nouvelle forme
d’usine.
 Avec Ford, les États-Unis
prennent une longueur
d’avance sur les autres pays
en ce qui concerne la
production en série.

12. Historique (10) - Les industries
Les trois grandes contributions d’Henri Ford:
1) Les cellules de travail: Ce n’est plus les employés qui ce
déplacent mais la voiture qui avance le long de la chaîne de
montage.
2) Application du principe de Taylor: Les ouvriers
doivent être bien payés car se sont eux qui seront les plus
susceptibles d’acheter les voitures produites
3) Standardisation des pièces: Toutes les pièces doivent
être interchangeable afin de permettre une maintenance et
un assemblage plus facile. Introduction du contrôle de qualité
et de la cotation fonctionnelle.

13. Historique (11) - Les industries
L’industrie automobile contribue grandement
à l’essor de l’automatisation.
 Vers 1960 l’industrie automobile a besoin d’un
contrôleur reprogrammables pour permettre une
plus grande flexibilité des chaînes de production.
 C’est la naissance des automates programmables!

14. Historique (12) - Aujourd’hui
Depuis les années 60 les ordinateurs sont en pleine
expansion et sont intégrés à part entière dans tous
les processus d’une entreprise.
Avec la lutte féroce qui ce joue les entreprises ne
doivent pas seulement optimiser les équipements,
mais aussi la façon d’intégrer le marché et la façon
de gérer leur entreprise.

15. Buts de l'automatisation (1)
Éliminer les tâches répétitives ou sans
intérêt
Simplifier le travail de l'humain
 Toute une séquence d’opération remplacée
par l’appui sur un poussoir
Augmenter la sécurité
 Éviter les catastrophes

16. Buts de l'automatisation (2)
Accroître la productivité
 Cadence de production plus élevées
 Pas de fatigue
Économiser les matières premières et
l'énergie
 Production plus efficace
Maintenir la qualité

17. Conséquence de l'automatisation
Conséquence positive?:
 Augmentation du taux de production
 Diminution du coût d’achat des produits
 Uniformité dans les produits manufacturés
 Réduction des accidents de travail
 Opérations hasardeuses possibles à grande échelle
 GPA !

18. Conséquence de l'automatisation
Conséquence négative?:
 Diminution des emplois?
 On remarque une diminution de la main d’œuvre par
unité produite.
 Diminution des emplois pour travailleurs non qualifiés et
augmentation des emplois pour les travailleurs qualifiés
 Certains types d’emplois deviennent très
monotone et répétitif (ex: inspection et
surveillance des machines)

19. Structure d’un automatisme (1)
PARTIE
COMMANDE
PARTIE
OPÉRATIVE
ORDRES
INFORMATIONS CAPTEURS
ACTIONNEURS
INFORMATIONS
ORDRES
SIGNALISATION
PARTIE
RELATION
CONSIGNES

20. Structure d’un automatisme(2)
La Partie Commande
Automates programmables
Séquenceurs
 (électromécaniques ou pneumatiques)
Microcontrôleurs
Cartes dédiées
...

21. Structure d’un automatisme(3)
La Partie Opérative
Moteurs électriques (C.A. ou C.C.)
Vérins pneumatiques ou hydrauliques
Vannes (électriques ou pneumatiques)
Éléments chauffants
...

22. Structure d’un automatisme(4)
La Partie Relation
Panneaux de commande
 Voyants, indicateurs
 Poussoirs, sélecteurs
Interfaces Homme-Machine
Alarmes

23. Structure d’un automatisme(5)
Ces trois parties comprennent…
Des fonctions ou organes binaires.
Des fonctions de logique combinatoire.
Des fonctions de logique séquentielle.

24. Structure d’un automatisme(6)
La logique combinatoire
Définition:
 L'état logique des sorties est fonction de
l'état des entrées
Applications:
 Circuits de sécurité et de verrouillage
 Systèmes séquentiels simples
Méthode de résolution:
 Tables de Karnaugh

25. Structure d’un automatisme(7)
La logique séquentielle
Définition:
 L'état logique des sorties est fonction de
l'état des entrées et du passé du système
Applications:
 Toutes tâches de nature séquentielle
Méthodes de résolution:
 Méthode basée sur la logique combinatoire
 Méthodes intuitives (géométriques)
 GRAFCET

26. Spécifications d'un automatisme (1)
Les tâches de l'automaticien sont:
 de comprendre
 de concevoir
Ses outils sont:
 Le GRAFCET
 Le GEMMA
 Des guides de choix technologiques

27. Spécifications d'un automatisme (2)
Le cahier des charges
C’est un contrat entre le client et le
fournisseur.
Il définit les clauses:
 Juridiques
 (responsabilités, accidents,...)
 Commerciales
 (Prix, Garanties, …)
 Financières
 Techniques

28. Spécifications d'un automatisme (3)
Fonctionnelles:
 Description du comportement de la partie
commande vis-à-vis de la partie opérative
et du monde extérieur.
 On ne préjuge en aucune façon des
technologies qui seront mises en œuvre.
Outil correspondant: Le GRAFCET

29. Spécifications d'un automatisme (5)
Les spécifications techniques
Opérationnelles:
 Se rapportent au fonctionnement de
l’automatisme au cours de l’exploitation.
Outil correspondant: Le GEMMA

30. Spécifications d'un automatisme
(6) Le GEMMA
Guide d'Étude des Modes de Marches et
d'Arrêts
Représentation graphique des divers
états de fonctionnement, d'arrêt et de
défaillance d'un automatisme.
Spécifications opérationnelles:
 Fiabilité, Disponibilité, Maintenance
 Dialogue homme-machine