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Daniel HUBERT : Ingénieur CNAM, Responsable Recherche et Développement chez Asco Joucomatic - Chargé de cours à l'UTC et à l'Université Marne la Vallée
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Retenus pour leur robustesse, leur vitesse d'exécution, leur facilité d'installation et de maintenance, leur faible coût, les actionneurs et distributeurs pneumatiques (cf. [BM 6 111]) occupent une large place dans les automatismes séquentiels et combinatoires (cf. [BM 6 112]) du milieu industriel manufacturier.
L'augmentation toujours croissante des performances souhaitées, du développement avancé de l'électronique numérique et de puissance et de l'élaboration de lois de commande robuste a entraîné, durant la dernière décennie, le développement de systèmes électropneumatiques à commande continue, dits « technologie pneumatique proportionnelle » et, en particulier, le développement et la commercialisation de modulateurs électropneumatiques de puissance.
Cet article s'inscrit dans ce contexte, ces nouveaux composants «proportionnels» sont ici présentés dans leur principe, dans leur technologie de construction, puis dans leurs caractéristiques fonctionnelles. À titre d'exemples, nous étudions deux applications industrielles en décrivant très succinctement les systèmes électropneumatiques dans leur globalité. Ce dossier, volontairement limité aux modulateurs de puissance électropneumatique et à deux applications typiques, n'expose pas les méthodologies d'élaboration et de traitement des lois de commande qui peuvent être trouvées dans les ouvrages cités en bibliographie.
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4. Applications industrielles
Les modulateurs électropneumatiques de puissance sont utilisés dans le cadre beaucoup plus général des systèmes électropneumatiques à commande continue. Ce terme désigne une technologie relative aux composants et processus utilisant l'air sous pression comme élément de transmission de puissance et dont la commande continue est assurée par des grandeurs électriques. Cette technologie est souvent appelée par abus de langage « pneumatique proportionnelle ». Ces systèmes reposent sur la synergie de disciplines telles que : l'automatique, l'électronique, l'informatique et la mécanique des fluides et des solides, donc répondent à la définition des systèmes mécatroniques. Succinctement, un système électropneumatique continu est composé de dispositif assurant l'alimentation et le transport de l'énergie du fluide gazeux, d'un modulateur de puissance à commande électrique, d'un actionneur transformant l'énergie libre du fluide en énergie mécanique, de capteurs et d'une unité de traitement et de communication. L'intérêt de cette technologie peut être résumé aux travers de quelques points forts tels que : faible coût, faible poids, facilité d'infrastructure et de maintenance, facilité de transfert de puissance, grande capacité à régler la raideur du système. De nombreuses industries sont concernées par cette technologie, notamment dans les applications nécessitant un contrôle continu de grandeurs mécaniques telles que : position, vitesse, force. Les industries qui asservissent un mouvement, une force ou modulent la puissance de l'air sous pression sont nombreuses et les applications sont très variées, aussi bien dans les moyens de production manufacturière que des procédés continus.
4.1 Positionneur électropneumatique de vanne
Les vannes « proportionnelles » à commande par pression équipées de positionneurs offrent une solution de faible encombrement et permettent une installation simple et un réglage aisé. Ces vannes peuvent être utilisées dans de nombreux processus : régulation en boucle ouverte ou fermée, régulation du débit ou de la pression par ajustement automatique de la course du clapet.
HAUT DE PAGE4.1.1 Principe de fonctionnement
Le...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Transmission de puissance pneumatique. Introduction. - [BM 6 110] (2007).
-
(2) - Transmission de puissance pneumatique. Composants. - [BM 6 111] (2008).
-
(3) - HUBERT (D.) - Transmission de puissance pneumatique. Automatismes séquentiels et combinatoires. - [BM 6 112] Base Fonctions et composants mécaniques (2008).
-
(4) - HERNIARD (J.-M.) - Automatisation pneumatique. Actionneurs linéaires : vérins. - [B 6 100] Base Fonctions et composants mécaniques (1995).
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Références
FAISANDIER (J.) et coll - Mécanismes hydrauliques et pneumatiques. - 9e édition, Dunod, ISBN 2 10 049948 3.
SCAVARDA (S.) - Les asservissements électropneumatiques de position. - Collection « technologies de pointe », Hermès, ISBN 2-86601-180-5, Paris (1989).
Thèses
YE (N.) - Contribution à la préhension robotisée pour la saisie d'objets fragiles et/ou fortement déformables. Modélisation et commande d'un préhenseur électropneumatique instrumenté. - Laboratoire d'Automatique Industrielle, INSA, Lyon, 93ISAL 0015 (1993).
SESMAT (S.) - Modélisation, simulation et commande d'une servovalve électropneumatique. - Laboratoire d'Automatique Industrielle, INSA, Lyon, 96ISAL0019 (1996).
OLABY (O.) - Robotique pour l'apprentissage des gestes médicaux, mise en œuvre de séquences d'accouchement automatisées - . Laboratoire Ampère, INSA, Lyon, ISAL0082 (2006).
RICHARD (E.) - De la commande linéaire et non linéaire en position des système électropneumatiques. - Laboratoire d'Automatique Industrielle, INSA, Lyon, 90ISAL0010 (1990).
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ISO 6358 - 10-89 - Transmissions pneumatiques ; éléments traversés par un fluide compressible. Détermination des caractéristiques de débit - -
ISO 8778 - 07-03 - Transmissions pneumatiques ; atmosphère...
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