Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Les capteurs et actionneurs intelligents ont connu de grandes évolutions suite aux avancées en micro-électronique, ce qui s’est traduit par l’intégration de nouvelles fonctions. Cet article définit les concepts de ces nouveaux équipements, puis introduit les problèmes liés à la communication (bus de terrain, interopérabilité, interchangeabilité). Les aspects relatifs à la sûreté de fonctionnement sont ensuite abordés. La présentation de différentes applications industrielles vient clore cet article.
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GT 18-4 CIAME SEE : Groupe Technique « Composants Intelligents pour l’Automatisation et la Mesure » - Société de l’Électricité, de l’Électronique et des Technologies de l’Information et de la Communication
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Mireille BAYART : Professeur des Universités, Polytech’Lille (École Polytechnique Universitaire de Lille) - LAGIS UMR CNRS 8146 (Laboratoire d’Automatique, de Génie Informatique et Signal), - Animateur du GT Ciame
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Blaise CONRARD : Maître de Conférences, Polytech’Lille (École Polytechnique Universitaire de Lille) - LAGIS UMR CNRS 8146 (Laboratoire d’Automatique, de Génie Informatique et Signal)
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André CHOVIN : Adjoint à la Direction des Développements Business Unit Sensors & Actuators - CROUZET Automatismes
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Michel ROBERT : Professeur des Universités, Université Henri Poincaré Nancy 1 ESSTIN - CRAN UMR CNRS 7039 (Centre de Recherche en Automatique de Nancy)
INTRODUCTION
Let article présente les concepts de capteurs et d’actionneurs intelligents. Apparus vers les années 1980, ces nouveaux équipements ont bénéficié des nombreux progrès en microélectronique et du développement des systèmes de communication, avec en particulier l’apparition des réseaux de terrain. Ces évolutions ont conduit à l’intégration de nouvelles fonctions dans les capteurs et les actionneurs, avec notamment la fonction communication et l’apparition de ce que l’on a appelé « Capteurs et actionneurs intelligents » : « intelligent » étant en fait, une mauvaise traduction de « smart », dans le sens, « agréable à utiliser ». Depuis, l’adjectif intelligent est passé dans les mœurs, et tout objet qui intègre un tant soit peu d’électronique et de logiciel devient intelligent : on trouve ainsi le bâtiment intelligent, la voiture intelligente, les skis intelligents...
Après une présentation des différents projets, qui ont permis d’identifier d’une part, les besoins des utilisateurs et, d’autre part, les solutions à fournir, il nous est apparu important de résumer l’évolution des systèmes automatisés ; les possibilités de distribution de traitement offertes par la microélectronique permettent aux capteurs et actionneurs d’élargir leur fonction initiale (mesurer pour un capteur, agir pour un actionneur) jusqu’à la participation à certaines fonctions auparavant effectuées par le système central de contrôle-commande. L’architecture fonctionnelle, puis matérielle sont développées. Une des fonctions essentielles des instruments intelligents étant la communication, les problèmes liés au choix de réseaux (domaine d’application, type de réseaux, interopérabilité...) sont présentés. Enfin, les aspects sûreté de fonctionnement sont détaillés avant de donner quelques exemples de réalisations industrielles.
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Problèmes liés à la communication
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2. Concept de capteur et d’actionneur intelligent
2.1 Définition et caractéristiques
Un capteur (respectivement un actionneur) intelligent est obtenu par l’association de la technologie des capteurs (respectivement des actionneurs), de l’électronique et de l’informatique. Un instrument intelligent (qu’il soit capteur ou actionneur) est un équipement qui intègre des fonctionnalités supplémentaires ou évoluées aptes à améliorer ce pourquoi il a été conçu. Ainsi, en plus de sa fonction élémentaire d’acquisition d’une grandeur physique dans le cas de capteur ou d’influer sur un processus dans le cas de l’actionneur, on attend d’un instrument qu’il offre des fonctions de compensation, de validation, d’autodiagnostic ou encore d’intégration au système de conduite, associées à des moyens de communications adaptés.
C’est au travers de ces nouveaux services qu’un instrument intelligent se distingue d’un composant standard. De manière générale, l’évolution des instruments fait apparaître une gradation allant de l’instrument analogique, à l’instrument numérique puis à l’instrument intelligent avec les limites suivantes :
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l’instrument analogique a pour rôle une simple conversion ; pour le capteur il s’agit de la transformation d’une grandeur physique en un signal électrique exploitable ou pour l’actionneur d’un signal en une action sur le processus. Cette fonction ne sera pas détaillée ici, nous renvoyons le lecteur aux différents ouvrages sur le sujet [6] [7] ;
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l’instrument numérique offre la même fonction de conversion, mais au travers d’une chaîne de traitements dans laquelle figure une ou plusieurs opérations numériques, susceptible d’améliorer cette fonction élémentaire ; comme par exemple, la numérisation de la mesure en vue de son utilisation par une centrale d’acquisition via une liaison série ;
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l’instrument...
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Concept de capteur et d’actionneur intelligent
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CIAME - Livre Blanc : Les capteurs intelligents, Réflexions des utilisateurs - , CIAME, AFCET, 1987.
-
(2) - CIAME - Livre Blanc : Les Actionneurs Intelligents - , Kirk, 1989.
-
(3) - ROBERT (M.), MARCHANDIAUX (M.), PORTE (M.) - Capteurs Intelligents et Méthodologie d’Évaluation - , Paris, Édition Hermès ; 1993, ISBN : 2-86601-439-1.
-
(4) - STAROSWIECKI (M.), BAYART (M.) - Actionneurs Intelligents, - Paris, Édition Hermès ; 1994, ISBN : 2-86601-382-4.
-
(5) - ASCH (G.) et all - Acquisition de données : Du capteur à l’ordinateur. - Édition Dunod, ISBN 2-10-006310-3.
-
(6) - GROUT (M.) - Instrumentation industrielle : Spécification et installation des capteurs et des vannes de régulation. - Édition...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Réseaux locaux industriels
ANNEXES
Revue
* - J’automatise Cimax SARL.
* - http://www.jautomatise.com
HAUT DE PAGE
GEHIN (A.L.) - Analyse fonctionnelle et modèle générique des capteurs intelligents : application à la surveillance de l’anesthésie. - Thèse de doctorat de l’Université de Lille 1, 1994.
LUTTENBACHER (D.) - Modélisation du concept capteur intelligent par une approche objet : application à un capteur intelligent de température. - Thèse de doctorat de l’Université Henri Poincaré, Nancy 1, 1997.
NEUNREUTHER (E.) - Contribution à la modélisation des systèmes intégrés de production à intelligence distribuée. - Thèse de doctorat de l’Université Henri Poincaré, Nancy 1, 1998.
DESFORGES (X.) - Méthodologie de surveillance en fabrication mécanique : application de capteur intelligent à la surveillance d’axe de machine-outil. - Thèse de doctorat de l’Université de Bordeaux 1, 1999.
TAILLAND (J.) - Instruments intelligents :...
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