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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Systèmes automatisés à intelligence distribuée
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7. Conclusions et perspectives
Les instruments intelligents associés aux réseaux de terrain ont révolutionné l’automatisation des systèmes. La communication digitale bidirectionnelle et les capacités de traitement local permettent de distribuer le contrôle-commande, en offrant de véritables ressources pour un contrôle temps réel de la production. Cette architecture offre une vue étendue du processus, et donc plus d’information pour l’ingénierie et la maintenance.
Dans ce sens, le marché de l’instrumentation industrielle présente de plus en plus de capteurs intelligents, pour des applications continues. Une des principales raisons est que les fabricants de systèmes d’automatisation fournissent à la fois des capteurs et des actionneurs, mais aussi des systèmes de contrôle-commande, ce qui résout naturellement les problèmes de choix de réseau et donc d’interopérabilité.
La normalisation tend à faciliter le développement des capteurs et des actionneurs intelligents en introduisant des langages de description de données et de paramètres indépendants du protocole de communication : c’est l’approche retenue par la Fieldbus foundation et par la norme IEEE 1 451. Parallèlement, à côté des instruments « fermés » pour lesquels un ensemble de traitements a été préimplanté par le constructeur et que l’utilisateur ne peut que paramétrer, on dispose maintenant d’instruments « ouverts » où un ensemble de blocs fonctions sont programmables, ce qui permet à l’utilisateur d’implanter des fonctions propres à son installation.
Outre ces apports sur la fonction communication, les développements concernent des améliorations des fonctions de traitement avec l’intégration de techniques telle que la logique floue, les réseaux de neurones, la fusion de données...
Les microsystèmes jouent également un rôle dans le développement de nouveaux équipements intelligents par l’intégration sur un même support de l’élément sensible, des fonctions de traitement et d’actionnement.
Ces avancées ont aussi un revers : peu à peu, les instruments analogiques sont remplacés par des instruments « intelligents » pour lesquels se posent des contraintes de sûreté de fonctionnement : le logiciel peut-il être modifié ? L’instrument que je mets en remplacement est-il configuré de la même façon que le précédent, comment l’instrument...
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Conclusions et perspectives
BIBLIOGRAPHIE
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(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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