Cours de STITI Chafea

I. À propos de ce cours

Le module Architecture et programmation des Automates Programmables Industriels (AAPI), destiné aux étudiants de 1ère année Master en Électromécanique, présente les principes fondamentaux des systèmes automatisés industriels ainsi que l’architecture matérielle et logicielle des automates programmables industriels.

Il aborde les différents composants d’un API, les mécanismes d’acquisition et de traitement des données, ainsi que les échanges d’informations entre capteurs, actionneurs et unités de commande.

Ce module permet également aux étudiants de comprendre l’intégration des API dans les architectures industrielles modernes et de développer les compétences nécessaires à la conception, l’exploitation, la supervision et la maintenance des systèmes automatisés, tout en répondant aux exigences de performance, de fiabilité et de sécurité industrielle.

II. Compétences visées

Ce module vise à permettre à l'étudiant :

• D'acquérir les connaissances fondamentales relatives à l'architecture des automates programmables industriels ainsi que les systèmes automatisés.
• De Maîtriser les notions de programmation des automates programmables industriels.
• De concevoir des systèmes automatisés de production.
• D'analyser les systèmes automatisés de production afin d'intervenir dans le cadre de la maintenance.

III. Prérequis

Pour suivre ce module, l'étudiant doit être capable de :

• Identifier les composants électriques de base (résistances, relais, contacteurs, moteurs).
• Expliquer le rôle des capteurs et des actionneurs dans un système industriel.
• Reconnaître les fonctions logiques de base (ET, OU, NON).
• Exécuter des manipulations simples sur un logiciel de simulation.

IV. Équipe pédagogique

Dr STITI chafea

Maître-assistante spécialisée en automatique, membre du laboratoire L2CSP, et enseignante affiliée  au département d’électromécanique de l’Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou (UMMTO).

V. Foire aux questions (FAQ)

1. Quels sont les principaux composants d’un automate programmable industriel (API) et quel est le rôle de chacun dans le fonctionnement d’un système automatisé ?

Un API est principalement constitué de :

• L’unité centrale (CPU) : exécute le programme de commande et traite les données.
• La mémoire : stocke le programme utilisateur et les données de fonctionnement.
• Les modules d’entrées : acquièrent les informations provenant des capteurs.
• Les modules de sorties : transmettent les ordres aux actionneurs.
• L’alimentation : fournit l’énergie nécessaire au fonctionnement de l’API.
• Les interfaces de communication : assurent l’échange de données avec d’autres équipements industriels.

2. Comment s’effectue l’échange d’informations entre les capteurs, l’API et les actionneurs au sein d’une chaîne d’automatisation industrielle ?

Les capteurs détectent les grandeurs physiques du procédé (position, température, pression, niveau, etc.) et envoient leurs signaux aux modules d’entrées de l’API. La CPU traite ces informations selon le programme de commande puis génère des ordres transmis via les modules de sorties aux actionneurs (moteurs, vérins, électrovannes, relais, etc.). Ce cycle se répète continuellement afin d'assurer le contrôle du procédé en temps réel.

3. Quels sont les avantages de l’utilisation des API par rapport aux systèmes de commande câblés traditionnels dans les procédés industriels ?

Les API offrent plusieurs avantages :

• Grande flexibilité grâce à la modification du programme sans recâblage.
• Réduction des coûts de maintenance et d'installation.
• Diagnostic rapide des défauts.
• Haute fiabilité de fonctionnement.
• Facilité d'intégration dans les réseaux industriels.
• Possibilité de supervision et de contrôle à distance.
• Évolutivité pour l'ajout de nouvelles fonctionnalités. 

4. Quels critères doivent être pris en compte lors du choix d’un automate programmable industriel pour une application industrielle donnée ?

Le choix d'un API dépend de plusieurs critères :

• Nombre et type d’entrées/sorties (TOR ou analogiques).
• Capacité de traitement de la CPU.
• Taille de la mémoire.
• Temps de cycle et rapidité d’exécution.
• Protocoles de communication disponibles.
• Possibilités d’extension.
• Conditions environnementales d’utilisation.
• Coût global et compatibilité avec l’installation existante.

5. Pourquoi les notions de fiabilité, de sécurité et de temps de réponse sont-elles essentielles dans la conception d’une architecture basée sur les API ?