Cours analyse

Steph

Description

MPSI/PCSI SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés ANALYSE DES SYSTEMES AUTOMATISES http://perso.numericable.fr/starnaud/ I. DEFINITIONS. Système : Un système est une association structurée d’éléments ayant des relations entre eux. Il est destiné à remplir une fonction et il est soumis à des lois. Exemples : Système scolaire, solaire, bancaire, économique, de freinage… Système technique : Créé par l’homme, sa fonction est de donner de la valeur ajoutée à de la matière d’œuvre. Système MO + VA MO technique Matière d’œuvre : Le système agit sur la MO pour lui donner de la VA. Différentes formes de MO : Produit, matière, énergie, information. Exemples : Système : Entrée Sortie Usine de montage automobile Pièces Voiture Haut fourneau Minerai de fer Plaque de fer. Centrale nucléaire Uranium Energie électrique Télévision Information codée Image et son Système automatisé (SA) : Dans le cas d’un SA, les taches de coordinations autrefois réalisées par l’homme, sont réalisées par un ensemble appelé Partie Commande (PC). Le rôle de l’opérateur se limite à de la mise en route et à de la surveillance. II. DECOMPOSITION STRUCTURELLE D’UN SA. Exemple de système automatisé : le store automatisé (la toile ne fait pas partie du système). Store mécanisé à manœuvre manuelle. La toile s’enroule sur un tambour actionné par l’opérateur au moyen d’une manivelle et d’un mécanisme à cardan (pour changer la direction de ...

Informations

• Publié par: Thoin
• Nombre de lectures: 456
• Langue: Français

Extrait

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

1/11

ANALYSE DES SYSTEMES AUTOMATISES

http://perso.numericable.fr/starnaud/

I. DEFINITIONS.

Système

:

Un système est une association structurée d’éléments ayant des relations entre

eux. Il est destiné à remplir une fonction et il est soumis à des lois.

Exemples :

Système scolaire, solaire, bancaire, économique, de freinage…

Système technique

:

Créé par l’homme, sa fonction est de donner de la valeur ajoutée

à de la matière d’oeuvre.

Matière d’oeuvre

: Le système agit sur la MO pour lui donner de la VA.

Différentes formes de MO : Produit, matière, énergie, information.

Exemples :

Système :

Entrée

Sortie

Usine de montage automobile

Pièces

Voiture

Haut fourneau

Minerai de fer

Plaque de fer.

Centrale nucléaire

Uranium

Energie électrique

Télévision

Information codée

Image et son

Système automatisé (SA)

:

Dans le cas d’un SA, les taches de coordinations autrefois

réalisées par l’homme, sont réalisées par un ensemble appelé Partie Commande (PC).

Le rôle de l’opérateur se limite à de la mise en route et à de la surveillance.

II. DECOMPOSITION STRUCTURELLE D’UN SA.

Exemple de système automatisé : le store automatisé (la toile ne fait pas partie du système).

Store mécanisé à manoeuvre manuelle.

La toile s’enroule sur un tambour actionné par

l’opérateur au moyen d’une manivelle et d’un

mécanisme à cardan (pour changer la direction

de la rotation).

Remarque : les éléments constituant le store

sont soulignés.

Système

technique

MO

MO + VA

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

2/11

Store mécanisé à commande manuelle.

L’opérateur agit sur un bouton poussoir qui

alimente un moteur électrique suivi d’un

réducteur (qui réduit la vitesse).

Le moteur transforme l’énergie électrique en

énergie mécanique pour mettre en mouvement le

tambour.

L’opérateur doit agir sur le bouton poussoir tout

le temps de manoeuvre.

Le dispositif de manoeuvre manuelle est

conservé pour les éventuelles coupures de

courant.

Store automatisé.

Le système précédent est complété d’une

partie commande (logée dans un boîtier), de

capteurs de position du store et de capteurs

d’environnement (cellule solaire et

anémomètre).

La partie commande pilote le pré actionneur électromagnétique (appelé relais) à partir des

consignes de l’opérateur, des informations issues des capteurs et d’un modèle de

comportement issu du

savoir-faire humain.

Le pré actionneur électromagnétique alimente le moteur en énergie électrique.

Structure du store automatisé :

PC

Partie

Commande

Relais

PO

Partie

Opérative :

Moteur

Réducteur

Tambour

Capteurs

Ordres

Energie

électrique

Informations

codées

Position

du store

Toile dans

une position

Toile dans

une autre

position

Soleil

Vent

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

3/11

Structure type d’un système automatisé :

On distingue :

La chaîne d’information, la chaîne d’énergie, la chaîne d’action.

1. La chaîne d’information.

Capteurs

: Ils remplacent les sens de l’opérateur. Ils transforment une information

physique (présence, position, vitesse, pression…) en une information codée compréhensible

par la PC.

Partie Commande (PC)

: Elle remplace l’opérateur dont le savoir-faire est intégré dans un

programme ou dans un circuit. A chaque instant, elle élabore des ordres en fonction des

informations reçues et de l’état du système.

Elle peut être réalisée par :



Un câblage électrique.



Un circuit électronique.



Un automate programmable.



Un ordinateur.

2. La chaîne d’énergie.

Pré actionneur

:

Ce constituant autorise le passage de l’énergie extérieur vers

l’actionneur en fonction des ordres reçus. Il peut être « tout ou rien » ou « progressif »

Exemples :

carte d’alimentation

Distribuer de l’énergie électrique

(progressivement)

(et

fonctions)

relais

Distribuer de l’énergie électrique (tout ou rien)

distributeur pneumatique

Distribuer de l’énergie pneumatique

distributeur hydraulique

Distribuer de l’énergie hydraulique

PC

Partie

Commande

Pré

actionneurs

PO

Partie

Opérative :

Actionneur

Transmetteur

Effecteur

Capteurs

Ordres

Energie

Informations

codées

Grandeurs

physiques

MO

MO

+VA

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

4/11

3. La chaîne d’action.

Elle agit sur la MO pour lui donner de la VA. Elle regroupe 3 familles de constituants :

Actionneur

: Ce constituant transforme une énergie disponible (transportable) en une

énergie utilisable.

Exemples :

Entrée

Sortie

moteur électrique

Energie électrique

Energie mécanique

moteur à explosion

Energie fossile

Energie mécanique

résistance chauffante

Energie électrique

Energie thermique

vérin pneumatique

Energie pneumatique

Energie mécanique

Transmetteur

:

Il adapte l’énergie reçue de l’actionneur (l’énergie ne change pas de

nature)

Exemple : le réducteur réduit la vitesse de rotation donnée par le moteur (autre exemple :

boite de vitesse).

Effecteur :

Il agit directement sur la MO.

Exemple : le tambour du store automatisé (autre ex : la pince d’un robot).

4. Pupitre/interface de commande.

Il regroupe l’ensemble des éléments de communication entre le SA et l’opérateur : boutons,

voyants, écran, clavier…

5. Entrés/sorties d’un SA.

Système

Automatisé

(SA)

MO

MO+VA

Informations

Energie

Perturbations

Informations

Déchets

PC

Partie

Commande

Pupitre/

Interface de

commande

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

5/11

III. ANALYSE DES SYSTEMES.

1. Définitions.

Cahier des charges fonctionnel

:

Il décrit en termes de fonctions un besoin auquel le

fournisseur doit apporter une réponse matérialisée par un produit.

Analyse fonctionnelle

: Démarche qui consiste à rechercher, caractériser et hiérarchiser

les fonctions.

Outils d’analyse fonctionnelle

:

Ce sont des langages graphiques munis de règles de

syntaxes. Ils facilitent la compréhension des systèmes et le travail en groupe.

2. Outils d’analyse fonctionnelle externe.

La Bête à cornes.

On exprime le besoin en

répondant aux questions

suivantes :

Exemple : Le store

automatisé

Le Diagramme pieuvre (ou diagramme des inter acteurs).

But :

Identifier et caractériser les fonctions afin d’élaborer un cahier des charges.

Principe :

Placer le produit dans son environnement.

Faire apparaître les relations (fonctions) entre le produit et les inter acteurs.

Enoncer ces fonctions (verbe à l’infinitif suivit d’un complément).

Préciser les performances attendues.

Exemple :

Diagramme pieuvre du store automatisé (incomplet)

Autre exemple :

Moissonneuse batteuse (à la fin du document)

Besoin

Fonctions

Produit

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

6/11

Remarque :

On distingue :

FP : fonction

principale (entre le

système et deux

inter acteurs)

FC : fonction

contrainte (entre le

système et un

inter

acteurs)

FP1 :

Positionner la toile en fonction des consignes de l’utilisateur

FP2 :

Protéger la toile du vent

FC1 :

Résister au milieu ambiant

…..

3. Outils d’analyse fonctionnelle interne.

Le F.A.S.T.

(Function Analysis System Technic).

But :

Décomposer la fonction principale et faire apparaître les solutions techniques.

Principe :

On commence par la fonction principale.

On la décompose en plusieurs niveaux répondant aux questions :

Le dernier niveau fait apparaître des fonctions élémentaires auxquelles on

associe des solutions techniques.

Exemple :

Fonctions

Comment ?

Pourquoi ?

Positionner la toile

automatiquement

Recueillir les

informations

Indiquer la force

du vent

Gérer les

informations

Agir sur la toile

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

7/11

Diagramme FAST du store automatisé :

Le S.A.D.T.

(Structured Analysis for Design and Technic).

Il est plus complexe et plus complet que le FAST. Il fait apparaître les flux (entrées, sorties).

On commence par le SADT A-0 (appelé aussi Actigramme A-0) et on identifie :

Principe du SADT A-0 :

Fonction

globale

MO

Données de contrôles : Informations + Energies

MO + VA

Sorties

secondaires

Système

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

8/11

Exemple : SADT A-0 du store automatisé

Remarques :



La fonction du système est d’agir sur la MO pour lui donner de la VA.



Les données de contrôles sont les informations et les énergies qui permettent la mise

en oeuvre de la fonction.



Les sorties secondaires sont généralement des informations ou des déchets.

Afin d’affiner la compréhension du système, la fonction globale est décomposée en fonction

composante par niveaux successifs.

Exemple :

SADT A0 et A2 du store automatisé.

On peut ensuite décomposer les boites A1, A2 et A3.

La finalité est de permettre une compréhension totale du système.

Règles importantes :



Chaque décomposition comporte 2 à 6 boites.



Au niveau suivant, on doit retrouver toutes les flèches entrantes ou sortantes du

niveau précédent.



Les flèches sont affectées d'un label indiquant leur nature.



Les supports peuvent ne pas être mentionnés si cela n'éclaire pas la compréhension.



On ne mentionne que les éléments nécessaires à ce que l'on veut montrer.

Positionner la toile

automatiquement

Toile dans

une position

Données

extérieures

(vent,

luminosité)

Toile dans

une autre

position

Informations

utilisateur

Store automatisé

Consignes

utilisateur

Energie

électrique

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

9/11

SADT A0 du store automatisé

SADT A3 du store automatisé

Recueillir les

informations

A1

Gérer les

informations

A2

Agir sur la toile

A3

Distribuer

l’énergie

A31

Transformer

l’énergie

A32

Enrouler et

dérouler la

toile

A33

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

10/11

Exemple de cahier des charges d’un système automatisé :

La moissonneuse–batteuse

Mise en situation.

Pendant de longues années, la récolte des céréales a été réalisée en deux étapes : la coupe

et la mise en gerbes par une moissonneuse-lieuse puis, après stockage en meules, le

battage par une batteuse. Ces deux opérations sont aujourd’hui réalisées, dans le champ,

par une seule machine appelée moissonneuse–batteuse. Le système retenu pour ce sujet

est l’une d’elle, le modèle 2350, commercialisé par LAVERDA. Propulsée par un moteur de

près de 300 kW, cette machine de haut de gamme peut récolter plus de trente tonnes de

céréales par heure.

Le céréalier, installé dans la cabine de conduite, parcourt la surface du champ par bandes

parallèles de la largeur de la coupe de la moissonneuse–batteuse. La céréale est coupée

puis battue, c'est-à-dire que le grain est séparé de son enveloppe (la balle) et de la paille.

Nettoyés des impuretés, les grains sont transvasés dans la remorque qui roule à coté de la

moissonneuse batteuse. La paille et les balles sont déposées, en andains, sur les chaumes.

MPSI/PCSI

SI, cours sur l’analyse des systèmes automatisés

11/11

Bête à corne :

Diagramme pieuvre :

Cahier des charges fonctionnel :