Soutenance mémoire
Depuis plusieurs décennies, les techniques de prolifération industrielle ont rapidement évolué dans le sens de la substitution des notions informatiques à usages Industrielles. Le besoin d’interconnecter deux réseaux locaux distant est également fréquent : une maison mère et ses filiales éparpillées sur l’ensemble du territoire par exemples. Dans ce cas, on sera obligé d’utiliser un réseau étendu pour relier les deux réseaux locaux. Aussi, on peut assimiler cette schématique de fonctionnement aux structures d’interconnexion d’aujourd’hui. Le réseau Local (local Area Network) peut aller de quelques mètres (deux machines par exemple) à quelques kilomètres, en passant par la multitude de technologie reliant plusieurs bâtiments. On appellera Interconnexion de réseaux la possibilité de faire dialoguer plusieurs sous-réseaux initialement isolés, par l’intermédiaire de périphériques spécifiques, pour former un réseau étendu. Toutes sortes de technologies (topologies) peuvent êtres connectées.
Généralités sur les réseaux Local Industriel
L’automatisation, puis l’informatisation des systèmes de production ont montré que pour l’amélioration de la productivité et de la diversité de la production, il ne suffisait pas de maîtriser la gestion de production, ou d’avoir une machine-outil à commande numérique sophistiquée, ou encore un système de contrôle-commande évolué et quelques capteurs et actionneurs autour. Encore faut-il faire communiquer tous ces éléments constitutifs d’un système de production dans sa globalité. Faire communiquer c’est permettre d’échanger des informations de natures différentes et ce parfois nécessairement en temps réel. Un nouvel outil informatique apparaît alors, avec sa problématique scientifique : le réseau local industriel. Son rôle est donc de faire dialoguer des équipements nombreux et divers, en intégrant une caractéristique importante, celle de fournir des services contraints par le temps.
Définitions
Un réseau est un ensemble de systèmes informatiques (ordinateurs, automates programmables, constituants informatisés, etc.) interconnectés qui communiquent pour pouvoir partager des données, des applications logicielles et des équipements. Parmi les caractéristiques générales des réseaux on peut noter :
• le type d’information transmise (voix, données, images) ;
• le type de média de communication (fil, sans fil) ;
• le type de réseau (longue distance, local) ;
• le type de commutation (à commutation de circuits en téléphonie, par paquets pour les données) .
Historique du Réseau local
L’histoire des réseaux locaux industriels remonte à la fin des années 70, avec l’apparition des équipements industriels numériques intelligents et des réseaux informatiques de bureaux. Leur apparition est venue répondre.
– premièrement, à la demande croissante de productivité dans le domaine industriel par l’automatisation de la communication entre les différents équipements industriels (de contrôle et de mesure) de façon à éliminer les pertes de temps et les risques d’erreurs dus aux interventions humaines;
– deuxièmement, au besoin d’interconnexion des équipements industriels informatisés hétérogènes qui ont été introduits dans le milieu industriel d’une manière anarchique, c’est-à-dire en résolvant chaque problème à part sans prendre en compte l’intégrité de tout le système industriel.
Architecture d’un Réseau Industriel
Un réseau local Industriel, en une première approximation, est un réseau local utilisé dans une usine ou tout système de production pour connecter diverses machines afin d’assurer la commande, la surveillance, la supervision, la conduite, la maintenance, le suivi de produit, la gestion, en un mot, l’exploitation de l’installation de production.
Généralité sur l’automatisme
Un système de production est dit automatisé lorsqu’il peut gérer de manière autonome un cycle de travail préétabli qui se décompose en séquences et/ou en étapes.
Fonction d’un système automatisé
Le système automatisé est un ensemble d’éléments en interaction, et organisés dans un but précis : agir sur une matière d’œuvre afin de lui donner une valeur ajoutée, en fonction des contraintes : énergétiques, de configuration, de réglage et d’exploitation qui interviennent dans tous les modes de marche et d’arrêt du système.
Matière d’œuvre
Une matière d’œuvre peut se présenter sous plusieurs formes. Par exemple :
• Un produit, c’est-à-dire de la matière, à l’état solide, liquide ou gazeux, et sous une forme plus ou moins transformée ; qu’il faut : concevoir, produire, stocker, emballer, utiliser.
• Energie : sous forme électrique, thermique, hydraulique, pneumatique ; qu’il faut, produire, stocker, transporter, utiliser.
• De l’information : sous forme écrite, physique, audiovisuelle ; qu’il faut : produire, stocker, transmettre, communiquer, décodé, utiliser
• Des êtres humains : pris individuellement ou collectivement ; qu’il faut : former, informer, transporter, servir.
Valeur ajoutée
La Valeur Ajoutée à ces matières d’œuvre est l’OBJECTIF GLOBAL pour lequel a été défini, conçu, réalisé, puis éventuellement modifié, le système. Cette Valeur Ajoutée peut résulter par exemple :
• D’une modification physique des matières d’œuvre : traitement mécanique (usinage, formage, impression) ; traitement chimique ou biologique, conversion d’énergie ; traitement thermique (cuisson, congélation) ; traitement superficiel (peinture, teinture)
• D’un arrangement particulier, sans modification des matières d’œuvre : montage, emballage, assemblage ; couture, collage.
• Des mises en positions particulière, ou d’un Transfer, de ces matières d’œuvre : manutention, transport, stockage ; commerce ; communication
• D’un prélèvement d’information sur cette matière d’œuvre : contrôle, mesure, lecture, examen .
Contexte et valeur ajoutée
La NATURE, la QUANTITE et la QUALITE de la valeur ajoutée peuvent varier pour tenir compte de l’évolution des besoins de la société dans laquelle s’insère le système. Ce qui peut conduire à modifier le système, voire l’abandonner pour en construire un nouveau.
L’environnement, c’est-à-dire le CONTEXTE physique, social, économique, politique, joue un rôle essentiel dans le fonctionnement du système et influe sur la qualité et/ou la quantité de la Valeur Ajoutée .
Dans le secteur industriel, il possède une structure de base identique, constitué de deux parties reliées entre elles :
• Partie opérative (PO), procédant au traitement des matières d’œuvre afin d’élaborer la valeur ajoutée ;
• Partie commende (PC) ou système de contrôle/ commande (SCC) .
Les objets et conduite de l’automatisme
L’automatisation de la production consiste à transférer tout ou partie des tâches de coordination, auparavant exécutées par des opérateurs humains, dans un ensemble d’objets techniques appelé PARTIE COMMANDE.
La Partie Commande mémorise le SAVOIR FAIRE des opérateurs pour obtenir la suite des actions à effectuer sur les matières d’œuvre afin d’élaborer la valeur ajoutée. Elle exploite un ensemble d’informations prélevées sur la Partie Opérative pour élaborer la succession des ordres nécessaires pour obtenir les actions souhaitées.
Objectifs de l’automatisation
L’automatisation permet d’apporter des éléments supplémentaires à la valeur ajoutée par le système. Ces éléments sont exprimables en termes d’objectifs pour :
• Accroître la productivité du système, c’est-à-dire augmenter la quantité de produits élaborés pendant une durée donnée. Cet accroissement de productivité exprime un gain de valeur ajoutée sous forme :
❖ D’une meilleure rentabilité
❖ D’une meilleure compétitive
• Améliorer la flexibilité de production
• S’adapter à des contextes particuliers :
❖ Adaptation à des environnements hostiles pour l’homme (spatiale, nucléaire, milieu salin)
❖ Adaptation à des tâches physique ou intellectuelles pénibles pour l’homme (manipulation de lourde charges, tâches répétitives parallélisées).
• Augmenter la sécurité
D’autre objectifs à caractères sociaux et /ou financiers peuvent s’ajouter à ceux-ci.
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Table des matières
INTRODUCTION
Partie I : ETAT DE L’ART
Chapitre.1 Généralités sur les réseaux Local Industriel[1]
1.1. Définitions
1.2. Historique du Réseau local
1.3. Architecture d’un Réseau Industriel
Chapitre.2 Généralité sur l’automatisme[2]
2.1. Fonction d’un système automatisé
2.2. Les objets et conduite de l’automatisme
2.3. Avantages et inconvénients de l’automatisation
Partie II : LES AUTOMATES PROGRAMMABLES
Chapitre.1 Principe de fonctionnement d’un Automate Programmable Industriel[3]
1.1. Introduction
1.2. Pourquoi l’automatisation ?
1.3. Structure générale des API
1.4. Structure interne d’un automate programmable industriel (API)
1.5. Fonctionnement
1.6. Description des éléments d’un API
Chapitre.2 Réseaux d’automates
2.1. Principe
2.2. Bus de terrain
2.3. Différents types de réseaux d’automates
Partie III : MATERIELS ET METHODES
Chapitre.1 Mode de transmission des données [4]
1.1. Protocole RS232
1.2. Protocoles RS422, RS485[5]
Chapitre.2 Mise en œuvre[6]
2.1. Thème abordé
2.2 Scénario
2.3. Modalités de mise en œuvre
2.4. Configuration de la communication
ANDRIANIRINA Eddy – Licence 3 – Génie Electrique VII
Partie IV : MISE EN ŒUVRE ET DIAGNOSTIC
1. Critères de choix d’un API[3]
2. Mise en œuvre et diagnostic d’un API
3. Les différents types d’Automates Programmable Industriel
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE / WEBOGRAPHIE
ANNEXES
