ELECTROMECANIQUE (Génie énergétique et mécatronique): Compléments d'automatique

• Acquis d'apprentissage spécifiques sanctionnés par l'évaluation

Prendre connaissance de l’état de l’art

Prendre en compte les normes et réglementations en lien avec le projet

Adopter une méthode de conception adéquate

Proposer des pistes d’amélioration et des perspectives

Adapter la communication autour du projet dans le temps, en fonction des besoins et des parties prenantes

Respecter / appliquer les normes

• Objectifs

• • construire un SFC en tenant compte des critères et des contraintes du process industriel, automatiser et traduire celui-ci vers divers langages de programmation (SFC, FBD, LADDER) ;
  • déboguer de manière avancée le logiciel d’un PLC ;
  • utiliser les outils d'analyse et de calcul basés sur la transformée en Z; 
  • maitriser les principes des méthodes d’identification rencontrées (réponse indicielle : Strjec, Broïda…, réponse fréquentielle : Bode ordre 1, ordre 2, intégrateur...) et leurs principales limitations ;
  • modéliser un système réel en calculant la fonction de transfert de celui-ci (ex. : moteur électrique, cuve, etc.) en utilisant diverses méthodes d’identification de système ;
  • modéliser un système réel en utilisant des outils numériques (ex. : « System Identification Toolbox » de Matlab) ;
  • numériser des systèmes ou correcteurs analogiques
  • analyser les performances des systèmes discrets (stabilité, précision,...)
  • loguer des données à l’aide d’un PLC (ex : réaliser une TRACE des signaux utiles) ;
  • maitriser les principes des régulateurs communément rencontrés (2 points, PID, temps de réponse minimum, etc.) et leurs principales limitations ;
  • sur base d’un cahier de charges, faire la synthèse un régulateur adéquat à un process donné ;
  • simuler l’effet d’un régulateur sur un process donné et en déduire les résultats théoriques escomptés ;
  • implémenter un régulateur dans un PLC en utilisant les blocs présents dans celui-ci (ex. : PID) ou en codant l’algorithme du régulateur ;
  • comparer le système réel corrigé aux résultats théoriques attendus et critiquer
  • d'utiliser des convertisseurs analogiques/numériques;
  • d'effectuer des câblages et mesures corrects avec ces convertisseurs;
  • d'élaborer des programmes avec Labview, 

   

   

• Contenus

• > Automates programmables - Techniques avancées

  PLC PROGRAMMING

  • Les langages de programmation IEC - Siemens
  • PLC Programming with SIMATIC STEP7
  • SFC, Structured Text, SCL, FBD,
  • POO: Programmation ortientée object. Comment créer des librairies ?
  • Others softwares : TWINCAT3 and CODESYS

   SFC ADVANCED

  • Machine states: GEMMA
  • How to? SFC Synchronization and SFC Functions
  • Examples

   

   Data Logging: trace

   Identification de système

  • Méthodes d’identification de système
  • Estimer la fonction de transfert d’un moteur DC
  • Estimer la fonction de transfert d’une cuve

   Etude de régulateurs

  • Régulation PID sur TIA
  • HMI : understanding Control System – PID
  • Régulateur 2 points pour contrôler le niveau de la cuve
  • Calcul d’un régulateur PI pour le moteur DC
  • Calcul d’un régulateur (P, PI, PD, PID, …) pour contrôler le niveau de la cuve
  • Calcul d’un régulateur pour obtenir un système du second ordre

   

  >Compléments de contrôle numérique des processus - Théorie  :

  Calculs basés sur la transformée en Z; Fonctions de transfert des systèmes échantillonnés et des calculateurs numériques ; Utilisation de techniques modernes de contrôle.

  >Compléments de contrôle numérique des processus - Travaux pratiques :

  • Programmation de base en Labview (boucles, temporisations, événements, machines d'états.
  • Programmation des cartes d'acquisitions NI-9006
  • Commandes simples (Tout ou rien) de systèmes basiques.

   

• Méthodes d'enseignement et d'apprentissage

• Cours magistraux
• Travaux pratiques ou dirigés
• Travaux de laboratoire

• Autres méthodes

  > Automates programmables - Techniques avancées

  Epreuve intégrée - project commun HMI, techniques avancées, réseaux industriels et simulation de process

• Evaluation

• Automates programmables - Techniques avancées

  Examen Oral

  Compléments de contrôle numérique des processus

  Examen Oral

  Compléments de contrôle numérique des processus - Travaux pratiques

  Examen Oral Evaluation Continue

• Langue(s) de l'unité d'enseignement

• Français
• Anglais

• Supports de cours

• Contrôle des processus Tome 2

  Ninane Christian

• Lectures conseillées

• Documentations SIEMENS

  Structured Design of Automatic Systems: Applying the GEMMA/SFC Approach to a Mechatronics Teaching System

  DORF – BISHOP Modern Control Systems (Addison-Wesley)

  NISE Control systems engineering (Wiley)

  FRANKLIN, POWELL, EMAMI-NAEINI, Feedback Control of Dynamic Systems