SYSTEMES

AUTOMATISES

LES DIFFERENTES TECHNOLOGIES

PNEUMATIQUE

AUTOMATISMES

HYDRAULIQUE

ELECTRIQUE

INDUSTRIELS

ET

RESEAUX

Auteurs: V. LE BOUDEC – P. GUERINEAU

ARS2

2

Circuit de puissance

Énergie

mécanique

disponible pour

réaliser l’action

souhaitée

Énergie

- Électrique

- Pneumatique

- HydrauliqueTRANSFORMER

l’énergie

Ordres issus de la

commande

CIRCUIT DE PUISSANCE

ARS2

3

Chaîne d’action

Chaîne d’action

Les constituants de commande de puissance composent la chaîne

d’action.

L’énergie y transite à travers un circuit de puissance.

ARS2

4

Énergies de puissance

Pneumatique Hydraulique Electrique

Production Compresseur

1 par atelier

Groupe

hydraulique

1 par système

Réseau EDF

Liaison

Tubes, flexibles

(pertes de charges selon

distance et forme)

Câbles, fils

Rendement 0,3 à 0,5 0,7 à 0,9 0,9

ARS2

5

Pneumatique contreHydraulique

PNEUMATIQUE HYDRAULIQUE

Pression P 10 bar Pression P 300 bar

Force < 50 000 N Force de qq N à > 50 000 N

Avantages :

Position intermédiaire et précis

des vérins

Vitesse d’avance régulière

(car huile est incompressible)

Avantages :

Installation peu coûteuse

Transport du fluide plus simple

et beaucoup plus rapide

3 m/s pour l’hydraulique

(possibilité jusqu’à 700 bar)

maxi de 15 à 50 m/scontre

ARS2

6

Pneumatique contreÉlectrique

Si les temps de réponse ne sont pas critiques (10 à 20 ms minimum)

Pour des machines séquentielles simples

Dans les milieux « hostiles »

Pour leur faible coût d’entretien

Qualification minimale requise pour la maintenance

INCONVENIENTS DU PNEUMATIQUE / L’ELECTRIQUE :

Les actionneurs pneumatiques rotatifs sont limités en puissance

Aucune variation de vitesse contrôlée n’est possible

LES ACTIONNEURS PNEUMATIQUES SONT PREFERES

(hautes températures, milieux déflagrants ou humides, etc…)

ARS2

7

Choix de la technologie de puissance

LES PRINCIPAUX CRITERES

La prise e compte de la technologie de puissance dominante.

La nature du déplacement (translation ou rotation)

La puissance mécanique mise en jeu (efforts)

L’amplitude du déplacement

La vitesse ( rapide, variable)

La fréquence de manœuvres

L’environnements (température, humidité, dimensions)

ARS2

8

LE PNEUMATIQUE

ARS2

9

1 Chaîne d’action pneumatique

ORGANES

MECANIQUES

PRE-ACTIONNEUR

ACTIONNEUR

ACTION SUR LE

PROCESSUS PHYSIQUE

Energie

mécaniqueDisponible

Pour réaliser

l’action

souhaitée

CONDITIONNER

Source

d’énergie

pneumatique

ISOLER

EFFECTEUR

REGLER

LA VITESSE

Ordre de

commande

1A

1V1

1YV1 1YV0

1V2

Schéma de puissance

pneumatiqueConstituants principaux Fonctions des constituants

Source d’énergie

pneumatiqueCompresseur,

Réseau de distribution

0Z1

0V1SECTIONNEUR

ALIMENTERFILTRE

REGULATEUR

LUBRIFICATEUR

DISTRIBUTEUR

REDUCTEUR

DE DEBIT

VERIN

CONVERTIR

COMMUTER

TRANSMETTRE

ARS2

10

Production énergie pneumatique

Compresseur intégré

manomètre

Vanne de purge

Réservoir d’air

Copnduite de

distribution

SWP

10barVanne d’isolement

Soupape

de sécurité

M

Symbole du compresseur intégré

Elle est assurée par un compresseur, animé par un moteur électrique.

La pression est de l’ordre de 10 bars.

Un réservoir permet réguler la consommation.

ARS2

11

Distribution énergie pneumatique

Distribution décentralisée

par conduites rigides

Purge au point bas de

chaque raccordement

Prise d’air de sécurité

Unités de conditionnement

de l’air FRL avant chaque

système

ARS2

12

Symbole

Unités de conditionnement FRL

Filtre

Mano - régulateur

Lubrificateur

Encore appelées Têtes de ligne.

Elles adaptent l’énergie pneumatique au

système

ARS2

13

Symbole

Filtre

Filtre les poussières

Assèche l’air

ARS2

14

Mano - Régulateur

2

4 6

8

10

40

80

120

lbf/in2

bar

P1 P2

2

4 6

8

10

4080

120

lbf/in2

bar

P1 P2

2

4 6

8

10

4080

120

lbf/in2

bar

P1 P2

2

4 6

8

10

4080

120

lbf/in2

bar

P1 P2Symbole

Réguler la pression

Régler la pression

2

4 6

8

10

4080

120

lbf/in2

bar

P1 P2

Réglage augmentation

P1 P2

2

4 6

8

10

4080

120

lbf/in2

bar

Réglage diminution2

4 6

8

10

4080

120

lbf/in2

bar

P1 P2

Consommation système

ARS2

15

Symbole

Lubrificateur

Éviter la corrosion

Améliorer le glissement

P1

P2

P1

P2

ARS2

16

Sectionneur

Isoler le circuit pneumatique du système

par rapport à la source

Vider le circuit pneumatique du système

C’est une vanne de type 3/2 qui va mettre en/hors énergie le

système.

Il peut être manoeuvré manuellement ou électriquement

Symbole

ARS2

17

Symbole

Démarreur progressif

Il assure une montée progressive de la pression dans l'installation,

en agissant sur la vitesse de remplissage du circuit.

Monté en sortie du FRL ou avant le sectionneur de mise en énergie.

Principe d’un démarreur progressif

ARS2

18

3 Actionneurs pneumatiques

Fonction techniqueClasse d’actionneur

pneumatique

Entraîner en translation ou en rotation

Maintenir en position un objet

Saisir un objet

Entraîner un objet

en rotation continue

Vérins linéaires ou rotatifs

Préhenseurs

- Pinces

- Ventouse

Moteurs pneumatiques

Les 3 Classes principales d’actionneurs pneumatiques

ARS2

19

Actionneurs pneumatiques

UTILISATION DANS L’INDUSTRIE

ARS2

20

Symbole

Symbole

Vérin Simple EffetVSE

Position repos

tige rentrée

Position repos

tige sortie

Diamètre piston

Course

Effort (F ressort, F=P*S-F ressort)

Revient en position repos en cas de coupure

pneumatique

Nb de canalisation =1

ARS2

21

Symbole

Vérin double effetVDE

Classique

Amorti

réglable

Symbole

Diamètre piston

Course

Reste en position en cas de coupure pneumatique

Effort 2

F =D

4

PNewton D =Ø alésage en millimètres

P = Pression en barF = Force en Newton

(D 2- d 2 )F =

4

PNewton

d =Ø tige piston en millimètres

ARS2

22

Amortissement

ARS2

23

Symbole

Vérin rotatif

270°Pignon crémaillère

ARS2

24

Symbole

Autres actionneurs pneumatiques

Symbole

Vérin sans tige Vérin double tige

ARS2

25

Symbole

Symbole

Autres actionneurs pneumatiques

Pinces pneumatiques Ventouse

MoteurEchappement

Alimentation

sens

Alimentation

sens

P1

P2

ARS2

26

Distributeurs

Les distributeurs pneumatiques

assurent la fourniture en énergie de

puissance pneumatique des

actionneurs, sur ordre du constituant de

commande.

Leurs principales caractéristiques sont :

Le nombre de position : 2 ou 3

Le nombre d’orifice : 2,3,4 ou 5

Le type de commande du pilotage

Le diamètre de passage des

orifices et leur facteur de débit Kv

(le DEBIT)

M5R1/8 R1/4

R3/8

R1/2

R3/4R1

ARS2

27

Désignation et représentation

Nombre de position

=

Nombre de carré

Nombre d’orifice 1 pression

3 – 5 échappements

2 – 4 utilisationsLes orifices toujours tracés sur la position repos

Voies de communication

Des flèches représentent la

liaison entre les orifices

Commandes

2 positions 3 positions

1

2

1

2

3 3

4

1

2

1

4

3

2

5

2 3 4 5

bistable monostable

1

4

3

2

53

4

1

2

1

2

3

Nb de position / Nb d’orifices

ARS2

28

Distributeur 2/2

Applications

Électrovanne

Bouton poussoir (soufflette)

Alimentation ventouse (venturi)

Symbole

1 2

12

1 : alimentation

2 : utilisation actionneur

12 : commande

1 2

12

ARS2

29

Distributeur 3/2

1

2

3

1012

1

2

3

12 10

1

2

3

1012

1

2

3

12 10

1 : alimentation

2 : utilisation actionneur

3 : échappement

12 - 10 : commandes

Applications

Électrovanne générale (sectionneur)

Alimentation vérin simple effet

Alimentation ventouse (venturi)

Symbole

ARS2

30

Distributeur 5/2

Applications

Alimentation vérin double effet

Possibilité de régler les vitesses de

rentrée et de sortie indépendamment

(2 échappements séparés ).

Symbole

1 : alimentation

2- 4 : utilisations actionneur

3-5 : échappements

12-14 : commandes

1

24

5 3

14 121

24

5 3

14 12

121

24

5 3

14

1

24

5 3

14 12

ARS2

31

Distributeur 4/2

Applications

Alimentation vérin double effet

Un seul réglage possible de vitesse

de rentrée et de sortie

(1 échappement )

Symbole

1 : alimentation

2- 4 : utilisations actionneur

3 : échappement

12-14 : commandes

1

24

3

14 12 12

1

24

3

14

Même fonctionnement qu’un 5/2, mais un seul échappement

ARS2

32

Distributeurs 3 positions

5/3 centre ouvert

1

24

5 3

14 2 3514 12

1

24

5 3

14 2 3514 12

1

24

5 3

14 2 3514 12

ARS2

33

Distributeurs 3 positions5/3 centre fermé

1

24

5 3

14 2 3514 12

1

24

5 3

14 2 3514 12

14 2 3514 12

1

24

5 3

ARS2

34

Commande

tournantPoussoir interrupteur

Solénoïdegalet pneumatique

urgence

Ressort

ARS2

35

Symbole

Commande Electropneumatique

ordre

ARS2

36

Association vérins / distributeurs

VSE 3/2 bistable

VDE 4/2 monostable

VDE 4/2 bistable

VSE 3/2 monostable

Les 4 schémas type de commande d’un vérin

ARS2

37

Choix d’un vérin

type de mouvement : horizontal, vertical, oblique, en rotation

longueur du mouvement à effectuer

type de travail : statique (serrage) ou dynamique (déplacement)

Effort à fournir (Effort statique et Effort dynamique)

Contraintes cinétiques : vitesse , accélération, durée de déplacement, inertie,

déformation et fragilité de la charge, etc..

Les caractéristiques principales du vérin

1/ le type : simple effet ou double effet (ou autres actionneurs)

2/ la course

A partir des Critères précis extraits du cahier des charges :

On détermine

3/ le diamètre du vérin (par calculs ou par abaques constructeurs)

ARS2

38

Bloqueurs

Situé au plus près du vérin ; le bloqueur

permet le blocage du vérin en cas de :

Schéma de principe :

Autorisation

1A

1V1

1YV1 1YV0

1V2 1V3

P

Disparition des signaux de commande

Coupure d’énergie pneumatique

(Si les signaux de commande sont supprimés)

ARS2

39

Il permet de régler la vitesse de déplacement des

vérins.

Le principe consiste à limiter le débit

d’échappement des vérins uniquement.

Il se monte entre le vérin et de distributeur.

Symbole

Réducteur de débit unidirectionnel RDU

ARS2

40

Réducteur de débit unidirectionnel RDU

RDU

en rentrée

de vérin

1V3

1A

1V11YV1 1YV0

1V2

P

RDU

en sortie

de vérin

Principe de la régulation de vitesse à l’échappement dans les 2 sens par 2 RDU

ARS2

41

Accessoires de montage

Accessoires

Détecteurs magnétiques (ILS)

ARS2

42

L’ HYDRAULIQUE

ARS2

43

L’HYDRAULIQUE

Circuits de puissance analogue aux circuits pneumatiques

Groupe de puissance différents

Nécessite un retour de liquide au réservoir

ARS2

44

Circuit hydraulique avec groupe de

puissance

1A

1V1

1YV1 1YV0

M3 ~

Filtre à huile

Groupe

Moteur-pompeLimiteur

de pression

Réservoir

Ou bâche

Retour

À la bâche

Distributeur 4/2

Vérin hydaulique

À double effet

Circ

uit s

ou

s p

res

sio

n

Manomètre

Bistable à commande

électrique

0P10M1

0Z2

0Z3

0Z1