Commandes des Systèmes à Évènements Discrets

Objectifs :
Présenter et approfondir les méthodes d'études et de synthèses des organes de commande des systèmes discontinus, dont les grandeurs physiques évoluent de façon discrète et booléenne. Présenter les outils de spécification fonctionnelle, de modélisation, d'implantation et de vérification de la commande des systèmes de production. Présenter les technologies actuelles utilisées pour la mise en oeuvre de l'automatique en milieu industriel.
Capacité et compétences acquises :
Maîtrise des techniques permettant l'automatisation des procédés industriels.

Description des heures d'enseignements
Cours : 60 heures
Modalités de validation :
examen final (juin) + session de rattrapage (septembre)
En suivant une approche "cycle de vie", seront présentées dans un premier temps les méthodes de spécification statiques (SADT, IDEF-0) et la définition des modes de marche et d'arrêt (GEMMA). Ensuite, un rappel sera effectué sur les méthodes de conception de commande booléenne (logique combinatoire, algèbre de Bool) et séquentielle (GRAFCET, Réseaux de Pétri) dans une optique de structuration hiérarchisée du problème (décomposition en tâches, notions de macro-étapes, forçage... ). Enfin, l'implantation sera traitée avec les notions de cycle automate et de traduction en équations des modèles ainsi que des principaux langages de programmation d'automate de la norme IEC 61131-3 (blocs fonctionnels, liste d'instructions, sequential function chart, schémas à relais, texte structuré). Les problèmes de planification, d'ordonnancement ou de partage de ressources seront également abordés (problème des philosophes... ).
La notion de vérification des programmes par le biais de simulateur ou de model-checkers sera abordée, et les différents problèmes inhérents à ces techniques seront introduits (pour cela, nous introduirons les langages synchrones).
Des éléments de productique (P. E. R. T., G. P. A. O. ) et de réseaux de terrain seront également présentés.

Partie 1 : Rappel
Notions de base pour l'Automatique

1. Systèmes de numération : Système décimal, Système binaire (Code Binaire Naturel), Système octal, Système hexadécimal, Système en Code Binaire Réfléchi (CBR) ou code GRAY, Code Décimal Codé Binaire (DCB)
2. Changement de système de numération : Conversion Octal en Binaire, et Binaire en Octal, Conversion Hexadécimal en Binaire, et Binaire en Hexadécimal, Conversion Décimal en Binaire, Octal ou Hexadécimal

Systèmes combinatoires
1. Algèbre Binaire ou Algèbre de BOOLE : Variables binaires, technologie à contacts, Opérateurs Logiques fondamentaux, Opérateurs universels NON OU, NON ET, Opérateur OU exclusif (XOR), Règles de calcul
2. Fonctions Binaires : Définition, Table de vérité, Formes canoniques, Logigramme, Chronogramme ou diagramme temporel
3. Minimisation de fonctions binaires : Minimisation algébrique, Méthode de Karnaugh

Systèmes séquentiels
1. Notion d'état
2. Fonction mémoire : Bascule RS
3. Circuits synchrones et asynchrones
4. Bascule JK
5. Exemple d'utilisation d'une bascule RS

GRAFCET
1. Notion de graphe d'état
2. GRAFCET : L'étape, Les transitions, Les liaisons orientées, Les actions associées aux étapes, Les réceptivités associées aux transitions, Les 5 règles d'évolution, Exemples de franchissements, Les Macro-étapes

Partie 2
Réalisation technologique du GRAFCET
1. Matérialisation de l'étape
2. Matérialisation de la transition
3. Matérialisation des règles d'évolution
Automate Programmable Industriel
Langage de programmation pour API Norme IEC 1131-3
Modélisation des systèmes de production par Réseaux de Petri