Dr M.Mekkaoui Technologie en automatismes Industriels
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Chapitre 1 Généralités sur l’automatisme et les systèmes de
production industriels
1.1 Définition d'un système de production
Un système de production est un système à caractère industriel possédant les caractéristiques
suivantes :
L'obtention de la valeur ajoutée présente un caractère reproductible.
La valeur ajoutée peut être exprimée et quantifiée en termes économiques.
Un système de production répond au besoin d'élaborer des produits, de l'énergie ou de l'informa-
tion à un coût rentable pour l'utilisateur du système. L'élaboration de la valeur ajoutée sur les
matières d’œuvre est obtenue :
Au moyen d'un ensemble de dispositifs opératifs appelés partie opérative (PO).
Par l'action d'opérateurs humains et/ou de dispositifs de commande pour assurer
la coordination des dispositifs opératifs.
Tout système de production possède une structure semblable au schéma suivant :
Fig 1-1- Structure d'un système de production
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1.2 Définition des systèmes automatisés de production
Devant la compétitivité sans cesse croissante et de plus en plus dure demandée aux industries,
qu'elles soient mécaniques, de transformation de produit ou de grande consommation,
les industriels doivent garder leur outils de production, performant et fiable.
Dans ce domaine, l'automatisation tient une place très importante. Aujourd'hui, il serait difficile
de concevoir un système de production sans avoir recours aux différentes technologies et compo-
sants qui forment les systèmes automatisés de production. Il faut cependant noter que les moyens
de production malgré les avantages qu'ils présentent, peut engendrer certains inconvénients qu'il
ne faut pas négliger.
1.2.1 L'automatisation
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'objet technique appelé
Partie Commande (PC).
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 (PO) pour élaborer la succession des ordres
nécessaires pour obtenir les actions souhaités.
Le schéma suivant détaille le principe de l’automatisation.
Fig 1-2- Principe d'automatisation
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1.2.2 Objectifs de l'automatisation
L'automatisation permet d'apporter des éléments supplémentaires à la valeur ajoutée. Ces
éléments sont exprimables en termes d'objectifs:
La recherche des coûts plus bas pour le produit par la réduction des frais de main
d’œuvre, d'économie d'énergie, d'économie de la matière, etc. …
La recherche d'une meilleure qualité du produit en limitant le facteur humain et multi-
pliant les contrôles automatisés.
L'amélioration de la flexibilité de la production.
La suppression des travaux dangereux ou pénibles et l'amélioration des conditions de
travail.
La réalisation d'opérations impossibles à contrôler manuellement, pas exemple des
assemblages miniatures, des opérations très rapides, des coordinations complexes.
1.2.3 Conduites et surveillance d'un système automatisé
Il est difficile, dans la pratique, d’intégrer dans une partie de commande (PC) la totalité des sa-
voir-faire humains. En effet, l'automatisation reste souvent partielle c'est-à-dire certaines tâches
restent confier à des intervenants humains. Ces tâches peuvent être classées en deux catégories:
Conduite et Surveillance.
Conduite : Cette catégorie regroupe les opérations de mise en marche du système,
d’initialisation, de spécifications des consignes de fonctionnement, etc.
Surveillance : Le modèle de fonctionnement de la partie commande (PC) (choisi par le
concepteur) correspond à un ensemble de situations prévues c'est-à-dire retenues par le
concepteur parmi un ensemble de situations possibles. De ce fait, il est indispensable de
pouvoir faire face à des situations non prévues (non retenues pour des raisons écono-
miques compte tenu de leur faible probabilité d'apparition). A ce niveau, seul l'opérateur
est appelé à intervenir et à prendre les décisions requises par cette situation. Il assure
donc une fonction de surveillance.
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1.3 Structure d'un système automatisé de production
Un système de production est dit automatisé, lorsqu'il peut gérer de manière autonome un cycle
de travail préétabli qui se décompose en séquences ou étapes.
Les systèmes automatisés, utilisés dans le secteur industriel, possèdent une structure de base
identique. Ils sont constitués de plusieurs parties plus ou moins complexes reliées entre elles que
l'on nomme [BLUE01].
Partie opérative (PO);
Partie commande (PC);
partie relation (pupitre de dialogue) [PR].
Fig 1-3 - Structure d'un système
automatisé
1.3.1 Description des différentes parties
1.3.1.1 La partie opératives (PO)
C'est la partie visible du système. Elle comporte les éléments mécaniques du mécanisme avec :
Pré-actionneurs (distributeurs, contacteurs), lesquels reçoivent des ordres de la partie
commande;
Actionneurs (vérins-moteurs) qui ont pour rôle d'exécuter ces ordres. Ils transforment
l'énergie pneumatique (air comprimé), hydraulique (huile sous pression) ou électrique en
énergie mécanique. Ils se présentent sous différentes formes comme :
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Moteurs: hydraulique, pneumatique, électriques,
vérins : linéaires (1 ou 2 tiges) rotatifs, sans tige;
Capteurs qui informent la partie commande de l'exécution du travail. Ils existent sous
différents types comme :
Capteurs mécaniques, pneumatiques ou électriques;
Capteurs magnétiques montés sur es vérins,
Capteurs pneumatiques à chute de pression.
Dans un système automatisé de production, ce secteur de détection représente le service de sur-
veillance et renseignement du mécanisme. Il contrôle, mesure, surveille et informe la PC sur
l'évolution du système.
1.3.1.2 La partie commande (PC)
Ce secteur de l'automatisme gère dans la suite logique le déroulement ordonné des opérations à
réaliser. Il reçoit des informations en provenance des capteurs situés dans la PO, et les restitue
vers cette même PO en direction des pré-actionneurs (distributeurs).
L'outil de description s'appelle GRAFCET (Graphe de Commande Étape et Transaction).
1.3.1.3 La partie Relation (PR)
Sa complexité et sa taille dépendent de l'importance du système. Il regroupe les différentes
commandes nécessaires au bon fonctionnement du procédé : marche-arrêt, arrêt d'urgence,
marche automatique, marche cycle/cycle...
L'outil de description s'appelle « GEMMA » (Guide d’Étude des Modes de Marche set Arrêts).
Ces outils graphiques (GRAFCET et GEMMA) sont utilisés également par les techniciens de
maintenance, pour la recherche des pannes sur les SAP (Système Automatisé de Production).
Pendant le fonctionnement, un dialogue continu s'établit entre les trois secteurs du système, per-
mettent ainsi le déroulement correct du cycle défini dans le cahier de charges.
