Haute Ecole de la Province de Liège

Informations générales sur l'unité d'enseignement : "ELECTROMECANIQUE (Génie énergétique et mécatronique): Compléments d'automatique "

Cycle 2
Niveau du cadre francophone de certification 7
Code ING-2-129 1.2.1
Crédits ECTS 6
Volume horaire (h/an) 69
Période Quadrimestre 2
Implantation(s) TECHNIQUE - Liège (Ing.)
Unité Orientation
Responsable de la fiche HAESEN, Christine
Pondération 60
Composition de l'unité d'enseignement
Intitulé Nombre d'heures Pondération
Automates programmables - Techniques avancées 24 30
Compléments de contrôle numérique des processus 30 50
Compléments de contrôle numérique des processus - Travaux pratiques 15 20
Prérequis -
Corequis
ELECTROMECANIQUE : Automatique - Automates programmables industriels
ELECTROMECANIQUE (Génie énergétique et mécatronique): Automatique - Contrôle numérique des processus
  • Acquis d'apprentissage spécifiques sanctionnés par l'évaluation

  • L'UE est au service des compétences C1 "Concevoir des systèmes complexes" et C2 "mettre en oeuvre des systèmes complexes"

    Les acquis d'apprentissages travaillés par l'ingénieur en devenir sont : * 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 * Mettre en place des techniques permettant au système d'évoluer (digitalisation des process) * Adapter la communication autour du projet dans le temps, en fonction des besoins et des parties prenantes

    Au terme de l'activité d'apprentissage "Automates programmables - Techniques avancées", l'ingénieur en devenir sera capable de : - comprendre, modifier et réaliser des programmes PLC écrits dans les différents langages de programmation utilisés actuellement dans l'industrie - traduire un programme PLC d'un langage de programmation à un autre - réaliser des débogages de niveau avancé sur des installations comportant des PLC - identifier des process industriels, calculer des correcteurs pour les améliorer et implémenter ces derniers dans des PLC.

  • Objectifs

  • >Automates programmables - Techniques avancées :

    Au terme de l'activité d'apprentissage, l'étudiant ingénieur sera capable :

    • construire un SFC en tenant compte des critères et des contraintes du process industriel à automatiser et traduire celui-ci vers divers langages de programmation (SFC, FBD, LADDER) ;
    • déboguer de manière avancée le logiciel d’un PLC ;
    • 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) ;
    • 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, calculer 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

    >Compléments de contrôle numérique des processus - Théorie  : 

    Au terme de l'activité d'apprentissage, l'étudiant ingénieur sera capable :

    • d'utiliser les outils d'analyse et de calcul basés sur la transformée en Z; 
    • de numériser des systèmes ou correcteurs analogiques
    • d'analyser les performances des systèmes discrets (stabilité, précision,...)
    • de faire la synthèse de correcteurs numériques

     >Compléments de contrôle numérique des processus - travaux pratiques : 

     Au terme de l'activité d'apprentissage, l'étudiant ingénieur sera capable :

    • d'utiliser des convertisseurs analogiques/numériques;
    • d'effectuer des câblages et mesures corrects avec ces convertisseurs;
    • d'élaborer des programmes avec Labview, 
    • de réaliser un contrôle numérique de système simple.

     

     

  • 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
    • Evaluation Continue
    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 2Ninane Christian
  • Lectures conseillées

  • Documentations SIEMENS

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