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Chapitre 4
Installations Pneumatiques
Automatismes logiques: Modélisation
et commande
ENPC, Dép. E.E.A, 2023-2024 25-26/02/2024

Objectifs
 Comprendre le principe de fonctionnement des
équipements pneumatiques
Savoir lire et tracer un schéma pneumatique normalisé
d’une installation industrielle
Étudier et réaliser des automatismes pneumatiques

Composants pneumatiques
1. Source d’énergie
Compresseurs (conditionnement de l'air comprimé)
2. Actionneurs pneumatiques
Les vérins
Les ventouses
3. Distributeurs
Distributeurs monostables
Distributeurs bistables
4. Logique pneumatique

1.Conditionnement de l’air comprimé
Unité de conditionnement d’air FRL : tête de la ligne
Elle permet d’adapter l’énergie pneumatique au système
Constituants Symboles
Filtre,
Mano-Régulateur (Manodétendeur)
Lubrificateur
Filtre
Régulateur Manomètre
Lubrificateur

2. Vérins pneumatiques
Le vérin pneumatique est un actionneur qui permet de transformer
une énergie pneumatique en une énergie mécanique. Ils sont
munis d’un piston avec une tige qui se déplace librement à
l’intérieur d’un tube. En fonction du type ils ont un ou deux
orifices permettant l’admission ou l’échappement de l’air

1. Les vérins linéaires
2. Les vérins Rotatifs
Il existe 2 types de vérins linéaires avec tige
 Le vérin simple effet
 Le vérin double effet
3. Familles de vérins

4. Vérins simple effet
une entrée de commande et ressort de rappel

Vérin à l ’état de repos
Relié à
l'échappement

Vérin à l ’état de travail
Arrivée d ’air
sous pression

La tige du
vérin sort
Arrivée d ’air
sous pression
Vérin à l ’état de travail

Sortie de la tige
Arrivée d ’air sous pression
Relié à
l'échappement
La tige du
vérin sort

Rentrée de la tige
Arrivée d ’air
sous pression
Relié à l'échappement
La tige du
vérin rentre

Arrivée d ’air
sous pression
Relié à l'échappement
La tige du
vérin rentre
Rentrée de la tige

1 ou 2 entrées de commande
Ces vérins peuvent être utilisé avec :
1. le corps fixe et la tige mobile
2. ou inversement, la tige fixe et le corps mobile
Les vitesses et les forces sont identiques dans les 2 sens de
fonctionnement.

Vérin simple effet
Mpa= Mégapascals

Taux de charge d’un vérin
La force théorique correspond à l’effort statique : c’est
l’effort développé par le vérin à l’arrêt (exemple serrage…).
La force utile correspond à l’effort dynamique : c’est l’effort
disponible sur le vérin (à l’extrémité de la tige pour un vérin
linéaire) pour déplacer une charge à vitesse convenable.
τ = Force utile / Force théorique
(en général 0,5 < τ < 0,8)

De même que le contacteur est associé au moteur
électrique, le distributeur est le pré-actionneur associé au
vérin pneumatique.
La commande se fait soit par pilotage pneumatique,
soit par électrovanne recevant le signal électrique de
commande, soit par commande manuelle auxiliaire

Caractérisation d'un distributeur :
 le nombre de position : 2 ou 3
 le nombre d'orifices : 2, 3, 4 ou 5
On parle de distributeur 2/2, 3/2, 4/2, 4/3, 5/2. Le
premier chiffre correspond au nombre d’orifices et le second
au nombre de positions de travail

 Pour l’admission d’air, on utilise soit un triangle, soit un
cercle avec un point au centre (le cercle est noir dans le cas
de l’énergie hydraulique).
 Pour l’échappement on utilise un triangle.
NB: le distributeur 3/2 est utilisé pour la commande des vérins
simple effet, et les distributeurs 4/2 et 5/2 pour les vérins
double effet

On veut atteindre le position Repos
Représente la
source de pression
Représente
l'échappement

On veut atteindre le position Travail

Un corps muni de 4 orifices pour le circuit de
puissance (2 vers le vérin, 1 vers l ’échappement,
1 vers la source de pression).
2 orifices pour la commande.
Etat de
repos
Etat de
travail

On veut atteindre la position Repos

On veut atteindre la position Travail

Un corps muni de 5 orifices pour le circuit de
puissance (2 vers le vérin, 2 vers l ’échappement,
1 vers la source de pression).
2 orifices pour la commande.

1
2
1
2
1
2
3 1
2
3 1
2
3
4
1
2
5
4
3
4 2
1
3 1
2
5
4
3
1
2
5
4
3 1
2
5
4
3
2/2 NO 2/2 NF 3/2 NO 3/2 NF 4/2
5/2 4/3 5/3 centre fermé
5/3 centre ouvert 5/3 centre ouvert à l'échappement

Un distributeur avec ressort de rappel est dit monostable
lorsqu’il n’a qu’une seule position (ou état) stable.
Le distributeur monostable retourne automatiquement en
position repos (position stable) dès que l’on cesse le signal de
commande.
Un distributeur sans ressort de rappel est dit bistable
lorsqu’il a deux positions (ou états) stables.
Commandes monostables / bistables

En plus des vérins et des distributeurs il y a différents
composants permettant la réalisation d’équipement
pneumatique au niveau de la commande et de la puissance.:
Composants pneumatiques

Éléments de logique pneumatique

Temporisation
Position Travail
Position Repos
Représentation symbolique

b
a
Q
ET
b=1
a=1
Q=1
ET
Fonctions logiques - AND

a=1
b=1
Q=1
OU
a
b
Q
O
U
Fonctions logiques - OR

P
Q
a
NON
P
Q
a
NON
Fonctions logiques - NOT

Table de vérité.
état indéterminé dépend des différentes possibilités en
cas d'actions simultanées sur a et m.
Il est possible :
- d'accorder la priorité à marche (écriture, mise à 1) ;
- d'accorder la priorité à arrêt (effacement, mise à 0).
mémoire

Pour rendre encore plus explicite le fonctionnement d'une
machine, on élabore un diagramme indiquant le
déplacement des actionneurs en fonction du temps. On
appelle ce genre de graphique un chronogramme ou
encore un diagramme des phases ou des mouvements.

Phase 1 : la tige du vérin 1C sort.
Phase 2 : la tige du vérin 2C sort, la tige du vérin 1C
reste sortie.
Phase 3 : la tige du vérin 1C rentre, la tige du vérin 2C
reste sortie.
Phase 4 : la tige du vérin 2C rentre.
Phase 5 : le cycle est prêt à recommencer.
Diagramme des phases ou des mouvements:
Exemple-1

Exemple-3
Séquence 1C+, 2C+, 1C-, 2C-

Commande pneumatique d’un vérin à simple effet

Commande pneumatique d’un vérin à
double effet
distributeur 5/2 distributeur 4/2
distributeur 4/2

double effet avec fin de course pneumatique

Commande pneumatique deux vérins à
double effet

double effet avec temporisateur pneumatique

Exemple: 1. Donner la séquence de travail.
2. tracer le diagramme fonctionnel du cycle.

Exemple 2. Donner le circuit de puissance avec deux VDE
et 2 distributeurs 5/2
3
1
2

4 2
5
1
3
2
1 3
4 2
5
1
3
2
1 3
2
1 3
A2
A1 A2
B1 B2
C1 C2
2
1 3
B2
2
1 3
C2
72%
2
1
12
3
Application: Donner la séquence de travail et tracer le
diagramme fonctionnel du cycle.

Conception des schémas de commande
Pour concevoir le schéma de commande des
circuits électropneumatiques, on trace un schéma
développé.
 Des boutons-poussoirs,
 Des interrupteurs de position,
 Des relais

Circuit à commande électropneumatique: circuit de
puissance et circuit de commande associés.

Commande automatique d'un vérin à double effet.
 Une impulsion sur le bouton-poussoir START commande le mouvement
de sortie de la tige du vérin A (information y1)
 Dès que la tige du vérin actionne le capteur de fin de course A2
(interrupteur de position), l'information (y2) reçue par le
distributeur commande le mouvement de rentrée

Commande d'un vérin à simple effet
Parce que le pilotage du distributeur s'oppose à un ressort de rappel, il faut
cette fois maintenir la commande de pilotage jusqu'à ce que le vérin ait
complété sa course de sortie. On se sert alors d'un relais K1 et d'un contact
de maintien K1 en parallèle avec le bouton-poussoir Start.

Commande de deux vérins
On veut commander un vérin 1C à double effet et un vérin 2C
à simple effet de manière à réaliser la séquence
suivante : A+, B+, A-, B-
Les signes désignent les mouvements de la tige : le signe
"+" pour la sortie d'un vérin et le signe "-" pour la rentrée

Exemple : Commande de trois vérins
double effet
Séquence 1C+, 2C+, 2C-, 3C+, 1C-, 3C-.

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