Bibliographie & annexes
Présentation
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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Intégration4. Aspects relatifs à la sûreté de fonctionnement
Une des missions essentielles de l’instrument intelligent est sa capacité à « crédibiliser » les informations produites ou les actions effectuées. L’emploi de ces équipements vise donc directement des objectifs liés à la sûreté de fonctionnement.
4.1 Crédibiliser grâce à la validation
Une spécificité de l’instrument intelligent est qu’il intègre un ensemble plus abondant de dispositifs sensoriels ou moteurs qu’un instrument standard. Leur mission est soit d’améliorer l’exactitude de l’instrument, telle que la prise en compte de grandeurs d’influence, soit de valider les informations élaborées ou la réalisation effective des actions. Ces dispositifs peuvent être caractérisés de proprioceptifs (internes à l’instrument) en opposition de ceux extéroceptifs que forment des sources d’informations externes dont la cohérence aux données internes sert, au même titre, à valider le bon comportement de l’instrument.
On peut distinguer trois formes principales de validation :
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la validation technologique : elle consiste à s’assurer que le matériel n’est pas défaillant. Elle concerne toutes les formes de contrôle des composants telles que l’utilisation de sources de référence et des capteurs proprioceptifs (associé aux éléments d’actionnement, à l’alimentation...). Outre la défaillance, la détection d’erreur de conception/installation, telle que le corps d’épreuve implanté ne correspond pas à la configuration de l’instrument, fait partie de la validation technologique ;
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la validation fonctionnelle : elle consiste à s’assurer que le contenu informationnel est valable d’un point de vue fonctionnel. Elle concerne toutes les formes de vérification de la cohérence des données ; cela peut être l’emploi de modèle (plage de fonctionnement connue) ou la comparaison de différentes mesures successives afin d’en détecter les aberrantes ;
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la validation opérationnelle : elle consiste à s’assurer de la cohérence des données par rapport au mode opératoire imposé par la conduite. Elle concerne essentiellement le recoupement d’informations entre les différents équipements du système ; ainsi l’envoi d’un ordre à un actionneur doit être suivi d’un...
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Aspects relatifs à la sûreté de fonctionnement
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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