Présentation de la notion d'automatisation en électronique

Résumé du document

Ce document introduit le lecteur aux principaux composants utilisés dans les automatismes. Suite à un rappel sur les relais et les contacteurs, le lecteur pourra découvrir les principaux éléments d'entrées tels les interrupteurs de position, les détecteurs de proximité, les détecteurs photoélectriques, les pressostats, les thermostats et, finalement, les unités de commandes. Ces dispositifs sont généralement modulaires et conçus de façon à résister à un environnement industriel.

Les conditions dans lesquelles ces appareils travaillent sont souvent difficiles : poussière, haute température, humidité élevée et vibrations constantes ne sont que quelques exemples. Il faut donc utiliser des éléments construits pour de telles conditions. Un bouton poussoir permettant la mise en marche d'un téléviseur peut coûter tout au plus quelques dollars. Un bouton poussoir sur une console opérateur, permettant la mise en marche d'un four dans une usine de transformation alimentaire, peut aller chercher dans le millier de dirhams.

Il en est de même pour tous les équipements de type industriel. Du voyant lumineux jusqu'à l'automate programmable, tous les éléments en automatisation industrielle sont très dispendieux. Il existe plusieurs manufacturiers de ce type d'équipements mais les chefs de file sont : Télémécanique (Français), Allen-Bradley (Américain), Siemens (Allemand) et, le dernier venu, la compagnie japonaise Omron.

Avant de comprendre les automates programmables, effectuons un retour sur les relais et introduisons les contacteurs. Il est essentiel de connaître le fonctionnement de ces éléments puisqu'un automate n'est qu'une série de relais programmés en mémoire. Les éléments électromécaniques ont longtemps été la pierre angulaire des contrôles de machines. Qu'il s'agisse de la mise en marche de moteurs, de vannes, de pompes ou de lumières, ces éléments ont permis de bâtir des séquences de contrôle en plus d'isoler la section puissance de la section commande.

Ces composants se divisent en deux grandes familles : les relais et les contacteurs. Généralement, les relais sont de faible puissance et leurs contacts sont interreliés. Pour leurs parts, les contacteurs peuvent commuter de fort courant et leurs contacts sont tous indépendants les uns des autres.

Extraits

[...] figure 1-10 : Schéma de principe Il se divise en quatre sections: 1. la face détection; 2. l'oscillateur; 3. le circuit de mise en forme; 4. l'étage de sortie Principe de fonctionnement Son principe de fonctionnement est simple. Qu'il s'agisse d'un détecteur inductif ou capacitif, lorsqu'un objet se présente à proximité de la face, la valeur d'inductance ou de capacitance générée par l'approche de celui-ci fait varier la fréquence de l'oscillateur. Le circuit de mise en forme détecte le changement et envoie une commande à l'étage de sortie. [...]

[...] Mentionnons également qu'ils se retrouvent dans des applications en courant continu comme en courant alternatif Les différents types de relais et contacteurs Il existe des relais et des contacteurs pour tous les types d'application possible. Pour la famille des contacteurs, étudiés plus en détail dans le cours sur les contrôles de machines, notons ici les grandes divisions stipulées dans le volume de spécifications de la compagnie Télémacanique: 1. contacteurs de base ou triphasés de 9A à 780 2. inverseurs et démarreurs; 3. [...]

[...] * construits avec une fréquence de commutation, surtout dans les applications telle la détection d'une roue dentelée. figure 1-8 : Mesure de vitesse à l'aide d'un détecteur de proximité inductif 4 Symboles des détecteurs de proximité La combinaison du losange avec le contact en ouverture ou en fermeture permet de symboliser les détecteurs de proximité. Parfois, telle la figure on indique la lettre I ou C afin de différentier entre le type capacitif et inductif. figure 1-9 : Symboles des détecteurs de proximité 5 Capacitif ou inductif Les détecteurs de proximité sont divisés en deux types: l'inductif qui est adapté à la détection d'objets métalliques et le capacitif qui, lui, permet la détection d'objets isolants liquides ou pulvérulents[1]. [...]

[...] Lorsque la température atteint le point de consigne, la dilatation est telle qu'un contact peut changer d'état. L'ajustement du point de consigne est fait par une pression plus ou moins grande sur un ressort Unités de commande Pour que la machine soit au service de l'homme, ce dernier doit pouvoir dialoguer avec celle-ci. Cette conversation, il l'a fait par l'entremise de divers boutons, voyants et avertisseurs sonores. À la figure 1-18, vous pouvez visualiser les principaux types de boutons et commutateurs. [...]

[...] Par contre, l'utilisation de semi-conducteur limite le courant nominal. Dans le schéma de principe de la figure la DEL agit telle la bobine d'un relais tandis que le TRIAC remplace le contact à fermeture. Lorsque la DEL est activée, le TRIAC est amorcé et la charge est alimentée. Le circuit interne comporte un circuit plus complexe que le simple schéma de la figure 1-7. Entre autres, il contient des protections et des circuits de mise en forme. Les avantages marqués de ce type de relais sont: * fréquence de commutation élevée; * nombre de cycles de manoeuvre pratiquement illimité; * limitation des parasites électromagnétiques dus à l'élimination de la bobine; * fonctionnement totalement silencieux; * technologie monobloc résistante aux chocs, aux vibrations, à l'humidité, à la poussière, etc.; * très faible consommation du circuit de commande; * aucune pièce mobile (aucun remplacement à effectuer). [...]