5-différentes technologies pro
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SYSTEMES
AUTOMATISES
LES DIFFERENTES TECHNOLOGIES
PNEUMATIQUE
AUTOMATISMES
HYDRAULIQUE
ELECTRIQUE
INDUSTRIELS
ET
RESEAUX
Auteurs: V. LE BOUDEC – P. GUERINEAU
ARS2
2
Circuit de puissance
Énergie
mécanique
disponible pour
réaliser l’action
souhaitée
Énergie
- Électrique
- Pneumatique
- HydrauliqueTRANSFORMER
l’énergie
Ordres issus de la
commande
CIRCUIT DE PUISSANCE
ARS2
3
Chaîne d’action
Chaîne d’action
Les constituants de commande de puissance composent la chaîne
d’action.
L’énergie y transite à travers un circuit de puissance.
ARS2
4
Énergies de puissance
Pneumatique Hydraulique Electrique
Production Compresseur
1 par atelier
Groupe
hydraulique
1 par système
Réseau EDF
Liaison
Tubes, flexibles
(pertes de charges selon
distance et forme)
Câbles, fils
Rendement 0,3 à 0,5 0,7 à 0,9 0,9
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5
Pneumatique contreHydraulique
PNEUMATIQUE HYDRAULIQUE
Pression P 10 bar Pression P 300 bar
Force < 50 000 N Force de qq N à > 50 000 N
Avantages :
Position intermédiaire et précis
des vérins
Vitesse d’avance régulière
(car huile est incompressible)
Avantages :
Installation peu coûteuse
Transport du fluide plus simple
et beaucoup plus rapide
3 m/s pour l’hydraulique
(possibilité jusqu’à 700 bar)
maxi de 15 à 50 m/scontre
ARS2
6
Pneumatique contreÉlectrique
Si les temps de réponse ne sont pas critiques (10 à 20 ms minimum)
Pour des machines séquentielles simples
Dans les milieux « hostiles »
Pour leur faible coût d’entretien
Qualification minimale requise pour la maintenance
INCONVENIENTS DU PNEUMATIQUE / L’ELECTRIQUE :
Les actionneurs pneumatiques rotatifs sont limités en puissance
Aucune variation de vitesse contrôlée n’est possible
LES ACTIONNEURS PNEUMATIQUES SONT PREFERES
(hautes températures, milieux déflagrants ou humides, etc…)
ARS2
7
Choix de la technologie de puissance
LES PRINCIPAUX CRITERES
La prise e compte de la technologie de puissance dominante.
La nature du déplacement (translation ou rotation)
La puissance mécanique mise en jeu (efforts)
L’amplitude du déplacement
La vitesse ( rapide, variable)
La fréquence de manœuvres
L’environnements (température, humidité, dimensions)
ARS2
8
LE PNEUMATIQUE
ARS2
9
1 Chaîne d’action pneumatique
ORGANES
MECANIQUES
PRE-ACTIONNEUR
ACTIONNEUR
ACTION SUR LE
PROCESSUS PHYSIQUE
Energie
mécaniqueDisponible
Pour réaliser
l’action
souhaitée
CONDITIONNER
Source
d’énergie
pneumatique
ISOLER
EFFECTEUR
REGLER
LA VITESSE
Ordre de
commande
1A
1V1
1YV1 1YV0
1V2
Schéma de puissance
pneumatiqueConstituants principaux Fonctions des constituants
Source d’énergie
pneumatiqueCompresseur,
Réseau de distribution
0Z1
0V1SECTIONNEUR
ALIMENTERFILTRE
REGULATEUR
LUBRIFICATEUR
DISTRIBUTEUR
REDUCTEUR
DE DEBIT
VERIN
CONVERTIR
COMMUTER
TRANSMETTRE
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10
Production énergie pneumatique
Compresseur intégré
manomètre
Vanne de purge
Réservoir d’air
Copnduite de
distribution
SWP
10barVanne d’isolement
Soupape
de sécurité
M
Symbole du compresseur intégré
Elle est assurée par un compresseur, animé par un moteur électrique.
La pression est de l’ordre de 10 bars.
Un réservoir permet réguler la consommation.
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Distribution énergie pneumatique
Distribution décentralisée
par conduites rigides
Purge au point bas de
chaque raccordement
Prise d’air de sécurité
Unités de conditionnement
de l’air FRL avant chaque
système
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12
Symbole
Unités de conditionnement FRL
Filtre
Mano - régulateur
Lubrificateur
Encore appelées Têtes de ligne.
Elles adaptent l’énergie pneumatique au
système
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13
Symbole
Filtre
Filtre les poussières
Assèche l’air
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14
Mano - Régulateur
2
4 6
8
10
40
80
120
lbf/in2
bar
P1 P2
2
4 6
8
10
4080
120
lbf/in2
bar
P1 P2
2
4 6
8
10
4080
120
lbf/in2
bar
P1 P2
2
4 6
8
10
4080
120
lbf/in2
bar
P1 P2Symbole
Réguler la pression
Régler la pression
2
4 6
8
10
4080
120
lbf/in2
bar
P1 P2
Réglage augmentation
P1 P2
2
4 6
8
10
4080
120
lbf/in2
bar
Réglage diminution2
4 6
8
10
4080
120
lbf/in2
bar
P1 P2
Consommation système
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15
Symbole
Lubrificateur
Éviter la corrosion
Améliorer le glissement
P1
P2
P1
P2
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Sectionneur
Isoler le circuit pneumatique du système
par rapport à la source
Vider le circuit pneumatique du système
C’est une vanne de type 3/2 qui va mettre en/hors énergie le
système.
Il peut être manoeuvré manuellement ou électriquement
Symbole
ARS2
17
Symbole
Démarreur progressif
Il assure une montée progressive de la pression dans l'installation,
en agissant sur la vitesse de remplissage du circuit.
Monté en sortie du FRL ou avant le sectionneur de mise en énergie.
Principe d’un démarreur progressif
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3 Actionneurs pneumatiques
Fonction techniqueClasse d’actionneur
pneumatique
Entraîner en translation ou en rotation
Maintenir en position un objet
Saisir un objet
Entraîner un objet
en rotation continue
Vérins linéaires ou rotatifs
Préhenseurs
- Pinces
- Ventouse
Moteurs pneumatiques
Les 3 Classes principales d’actionneurs pneumatiques
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Actionneurs pneumatiques
UTILISATION DANS L’INDUSTRIE
ARS2
20
Symbole
Symbole
Vérin Simple EffetVSE
Position repos
tige rentrée
Position repos
tige sortie
Diamètre piston
Course
Effort (F ressort, F=P*S-F ressort)
Revient en position repos en cas de coupure
pneumatique
Nb de canalisation =1
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Symbole
Vérin double effetVDE
Classique
Amorti
réglable
Symbole
Diamètre piston
Course
Reste en position en cas de coupure pneumatique
Effort 2
F =D
4
PNewton D =Ø alésage en millimètres
P = Pression en barF = Force en Newton
(D 2- d 2 )F =
4
PNewton
d =Ø tige piston en millimètres
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Amortissement
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Symbole
Vérin rotatif
270°Pignon crémaillère
ARS2
24
Symbole
Autres actionneurs pneumatiques
Symbole
Vérin sans tige Vérin double tige
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Symbole
Symbole
Autres actionneurs pneumatiques
Pinces pneumatiques Ventouse
MoteurEchappement
Alimentation
sens
Alimentation
sens
P1
P2
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26
Distributeurs
Les distributeurs pneumatiques
assurent la fourniture en énergie de
puissance pneumatique des
actionneurs, sur ordre du constituant de
commande.
Leurs principales caractéristiques sont :
Le nombre de position : 2 ou 3
Le nombre d’orifice : 2,3,4 ou 5
Le type de commande du pilotage
Le diamètre de passage des
orifices et leur facteur de débit Kv
(le DEBIT)
M5R1/8 R1/4
R3/8
R1/2
R3/4R1
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27
Désignation et représentation
Nombre de position
=
Nombre de carré
Nombre d’orifice 1 pression
3 – 5 échappements
2 – 4 utilisationsLes orifices toujours tracés sur la position repos
Voies de communication
Des flèches représentent la
liaison entre les orifices
Commandes
2 positions 3 positions
1
2
1
2
3 3
4
1
2
1
4
3
2
5
2 3 4 5
bistable monostable
1
4
3
2
53
4
1
2
1
2
3
Nb de position / Nb d’orifices
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28
Distributeur 2/2
Applications
Électrovanne
Bouton poussoir (soufflette)
Alimentation ventouse (venturi)
Symbole
1 2
12
1 : alimentation
2 : utilisation actionneur
12 : commande
1 2
12
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29
Distributeur 3/2
1
2
3
1012
1
2
3
12 10
1
2
3
1012
1
2
3
12 10
1 : alimentation
2 : utilisation actionneur
3 : échappement
12 - 10 : commandes
Applications
Électrovanne générale (sectionneur)
Alimentation vérin simple effet
Alimentation ventouse (venturi)
Symbole
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30
Distributeur 5/2
Applications
Alimentation vérin double effet
Possibilité de régler les vitesses de
rentrée et de sortie indépendamment
(2 échappements séparés ).
Symbole
1 : alimentation
2- 4 : utilisations actionneur
3-5 : échappements
12-14 : commandes
1
24
5 3
14 121
24
5 3
14 12
121
24
5 3
14
1
24
5 3
14 12
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Distributeur 4/2
Applications
Alimentation vérin double effet
Un seul réglage possible de vitesse
de rentrée et de sortie
(1 échappement )
Symbole
1 : alimentation
2- 4 : utilisations actionneur
3 : échappement
12-14 : commandes
1
24
3
14 12 12
1
24
3
14
Même fonctionnement qu’un 5/2, mais un seul échappement
ARS2
32
Distributeurs 3 positions
5/3 centre ouvert
1
24
5 3
14 2 3514 12
1
24
5 3
14 2 3514 12
1
24
5 3
14 2 3514 12
ARS2
33
Distributeurs 3 positions5/3 centre fermé
1
24
5 3
14 2 3514 12
1
24
5 3
14 2 3514 12
14 2 3514 12
1
24
5 3
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Commande
tournantPoussoir interrupteur
Solénoïdegalet pneumatique
urgence
Ressort
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Symbole
Commande Electropneumatique
ordre
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Association vérins / distributeurs
VSE 3/2 bistable
VDE 4/2 monostable
VDE 4/2 bistable
VSE 3/2 monostable
Les 4 schémas type de commande d’un vérin
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37
Choix d’un vérin
type de mouvement : horizontal, vertical, oblique, en rotation
longueur du mouvement à effectuer
type de travail : statique (serrage) ou dynamique (déplacement)
Effort à fournir (Effort statique et Effort dynamique)
Contraintes cinétiques : vitesse , accélération, durée de déplacement, inertie,
déformation et fragilité de la charge, etc..
Les caractéristiques principales du vérin
1/ le type : simple effet ou double effet (ou autres actionneurs)
2/ la course
A partir des Critères précis extraits du cahier des charges :
On détermine
3/ le diamètre du vérin (par calculs ou par abaques constructeurs)
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38
Bloqueurs
Situé au plus près du vérin ; le bloqueur
permet le blocage du vérin en cas de :
Schéma de principe :
Autorisation
1A
1V1
1YV1 1YV0
1V2 1V3
P
Disparition des signaux de commande
Coupure d’énergie pneumatique
(Si les signaux de commande sont supprimés)
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39
Il permet de régler la vitesse de déplacement des
vérins.
Le principe consiste à limiter le débit
d’échappement des vérins uniquement.
Il se monte entre le vérin et de distributeur.
Symbole
Réducteur de débit unidirectionnel RDU
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Réducteur de débit unidirectionnel RDU
RDU
en rentrée
de vérin
1V3
1A
1V11YV1 1YV0
1V2
P
RDU
en sortie
de vérin
Principe de la régulation de vitesse à l’échappement dans les 2 sens par 2 RDU
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41
Accessoires de montage
Accessoires
Détecteurs magnétiques (ILS)
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42
L’ HYDRAULIQUE
ARS2
43
L’HYDRAULIQUE
Circuits de puissance analogue aux circuits pneumatiques
Groupe de puissance différents
Nécessite un retour de liquide au réservoir
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44
Circuit hydraulique avec groupe de
puissance
1A
1V1
1YV1 1YV0
M3 ~
Filtre à huile
Groupe
Moteur-pompeLimiteur
de pression
Réservoir
Ou bâche
Retour
À la bâche
Distributeur 4/2
Vérin hydaulique
À double effet
Circ
uit s
ou
s p
res
sio
n
Manomètre
Bistable à commande
électrique
0P10M1
0Z2
0Z3
0Z1