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 2
Ninane Christian
Lectures conseillées
Documentations SIEMENS
Structured Design of Automatic Systems: Applying the GEMMA/SFC Approach to a Mechatronics Teaching System