Structure générale d’un système

La structure du système définit ses différents constituants (matériels ou immatériels), donc les solutions techniques. C’est par conséquent une analyse qui intervient après la conception.
C’est un agencement de modules élémentaires, réalisant chacun une fonction bien particulière, permettant d’aboutir à la fonction globale du système.

On distingue trois parties :

• La Partie Commande (P.C.), c’est le domaine informationnel : collecte les informations, les traite, et coordonne la succession des actions de la partie opérative, en lui envoyant des ordres.
• La Partie Opérative (P.O.), c’est le domaine énergétique : elle reçoit les ordres de la PC, pour agir sur la matière d’œuvre, en transformant l’énergie fournie en énergie mécanique au moyen d’actionneurs, pour assurer des déplacements et/ou pour appliquer des actions mécaniques.
• L’interface opérateur (ou pupitre) : elle permet à un opérateur humain de paramétrer les comportements du système (clavier de commandes, pupitres…)

Les chaînes fonctionnelles

On peut distinguer au sein des systèmes techniques 3 chaînes :

• La chaîne d’information, agissant sur les flux de données,
• La chaîne d’énergie agissant sur les flux d’énergies,
• La chaîne d’action, agissant sur la matière d’œuvre.

La chaîne d’information

Un capteur transforme une grandeur physique (position, vitesse, pression, température…), en une autre grandeur physique, compréhensible par la P.C. (en général un signal électrique). Il acquiert et code une information sur l’état du système ou de son environnement.
Les capteurs devront être choisis en fonction de la nature du signal que l’on veut mesurer (binaire, numérique, ou analogique).

Les capteurs les plus couramment rencontrés sont :

Capteur de position

… mais il en existe beaucoup d’autre, pour mesurer ou détecter des paliers de :
• Pression : manomètre, pressostats,
• Vitesse : tachymètre
• Température : thermocouple
• Présence : détecteur inductifs ou capacitifs, optiques
• …

 

Un contrôleur traite les informations fournies par les capteurs et délivre les ordres à destination de la partie opérative. Il communique également avec l’interface Homme/Machine (IHM).

Les contrôleurs les plus couramment rencontrés sont :

Microcontrôleur

Automate programmable

 

La chaîne d’énergie

Un actionneur converti l’énergie distribuée (électrique, pneumatique ou hydraulique), en énergie utilisable par la chaine d’action : il s’agit le plus souvent d’énergie mécanique, sous forme de mouvements (rotations ou translations, continues ou alternatives), qui agissent sur la matière d’œuvre.
Les actionneurs les plus couramment utilisés sont :

Vérin pneumatique		Résistance électrique
Moteur à courant continu		Moteur pas à pas

… mais aussi le moteur hydraulique, le vérin rotatif, …

 

Un distributeur (ou pré-actionneur) reçoit ses ordres de la PC, pour distribuer l’énergie disponible vers un actionneur.
La distribution peut prendre plusieurs aspects :
• Variation : valeur variable d’une des grandeurs de l’énergie
• Pilotage : tout ou rien
• Asservissement ou régulation : réponse à une consigne

Les distributeurs les plus couramment rencontrés sont :

Transistor

Contacteur électromagnétique

Relais électrique

 

Un transmetteur reçoit l’énergie mécanique délivrée par l’actionneur pour l’adapter à(aux) effecteurs(s). Il s’agit de modifier les caractéristiques de la puissance (vitesse, force, …), du type de mouvement (rotation, translation,…) ou des axes du mouvement.
Les transmetteurs les plus couramment utilisés sont :

Vis+écrou	Poulies+Courroie crantée	Réducteur à engrenages
Poulies+courroies trapézoïdales