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Les chaînes fonctionnelles

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1. La chaîne d'information

1.1. Présentation

Pour produire des ordres, un système automatique doit connaitre les états du système lui-même et de son environnement, ainsi que les informations en provenance de l'utilisateur.

Les états et les consignes sont des grandeurs physiques détectées et mesurées par des capteurs.

L'analyse de ces données est assurée par un circuit électronique qui ensuite envoie les ordres à exécuter.

Définition :
La chaîne d'information est l'ensemble des fonctions et des éléments du système qui participent à la prise des décisions.

1.2. Schéma fonctionnel

Fonctions techniques :

La chaîne d'information est composée de 3 blocs fonctionnels :

ChaineInformation
Solutions technologiques :

  • Acquérir : Capteur (interrupteur, clavier, bouton-poussoir, cellule photo-électrique, thermistance...).
  • Traiter : Circuit intégré, microprocesseur, microcontrôleur, calculateur, module électronique, automate programmable...
  • Communiquer : Carte électronique, fils électriques...

1.3. Exemple

Décomposition de la chaîne d'information d'une régulation de température :

  • Grandeurs physiques : la température souhaitée (consigne) et la température réelle (état).
  • Acquérir : le thermostat est le capteur qui mesure la température de la maison.
  • Traiter : le circuit intégré compare la température mesurée à celle désirée.
  • Communiquer : la carte électronique envoie le bon ordre en fonction de la température.
  • Ordres : déclencher ou arrêter le chauffage.
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2. La chaîne d'énergie

2.1. Présentation

Pour effectuer des actions, un système automatique a besoin d'être alimenté par une source d'énergie. Bien que les énergies intervenantes soient de natures variées (électrique, mécanique, thermique, pneumatique, solaire, éolienne...), le principe est toujours le même.

Les ordres provenant de la chaîne d'information autorisent la distribution de la bonne quantité d'énergie dans le système, sa conversion par des actionneurs et sa transmission aux effecteurs.

Identifier les composants qui assurent ces différentes fonctions permet une compréhension globale du fonctionnement d'un système automatique.

Définition :
La chaîne d'énergie est l'ensemble des fonctions et des éléments du système qui participe à la réalisation des opérations.

2.2. Schéma fonctionnel

Fonctions techniques :

La chaîne d'énergie est composée de 4 blocs fonctionnels :

ChaineEnergie
Solutions technologiques :

  • Alimenter : Boitier d'alimentation, tableau électrique, fils électriques, pile, coupleur de piles, batterie, transformateur...
  • Distribuer : Contacteur, relais, inverseur, variateur, régulateur, distributeur, vanne...
  • Convertir : Actionneur (moteur, vérin, résistance, électro-aimant, voyant, écran, haut-parleur...).
  • Transmettre : Engrenage, réducteur, embrayage, poulie / courroie, pignon / chaine, crémaillère / vis sans fin, bielle, bras...

2.3. Exemple

Décomposition de la chaîne d'énergie d'un store automatique :

  • Source d'énergie : l'électricité.
  • Alimenter : le boitier d'alimentation fournit l'énergie électrique à tout le système (partie commande et partie opérative).
  • Distribuer : les contacteurs amènent l'électricité au moteur en fonction des ordres reçus.
  • Convertir : le moteur transforme l'énergie électrique en énergie mécanique.
  • Transmettre : les engrenages réduisent la vitesse de rotation du moteur et font tourner le store.
  • Action : l'ouverture ou la fermeture du store.
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3. Interactions entre chaîne d'information et chaîne d'énergie

Sources : SlidePlayer
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4. Ressources

icopdfChaîne d'information et chaîne d'énergie

icopdfComment un système automatique entre en action ?

icopdfStructure fonctionnelle des systèmes automatisés

icoflashAnalyse fonctionnelle

Sources : P. Onesti, académies de Martinique et de Versailles
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5. Evaluation

icoqcmLes chaînes fonctionnelles

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