La Chaine Fonctionnelle

La réalisation du schéma de la chaîne fonctionnelle, comprenant l'énergie et l'information, repose sur l'analyse d'un exemple concret : un système de portes automatiques de magasin. Cette représentation schématique révèle plusieurs éléments fondamentaux. En bas à droite se situe le bloc d'alimentation électrique qui fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement global du dispositif. Vient ensuite un relais, agissant comme un interrupteur, chargé de distribuer ou non le courant électrique au système.

Au-dessus de la porte, le détecteur de mouvements collecte l'information relative à la présence des usagers. Les capteurs de fin de course, quant à eux, signalent si les portes sont complètement ouvertes ou fermées. L'ensemble de ces informations est géré par l'automate programmable, qui assume le rôle central de cerveau du système, contrôlant toutes les opérations. Il est à noter que l'automate requiert également sa propre alimentation électrique.

L'automate programmable joue le rôle de cerveau et contrôle tout le système.

L'étude du fonctionnement débute lorsque la porte est initialement fermée. Lorsqu'une personne approche, le détecteur identifie sa présence et transmet cette information à l'automate. L'automate traite cette donnée et émet un ordre vers le relais. Cet ordre provoque la fermeture du contacteur au niveau du relais, permettant ainsi au courant de circuler jusqu'au moteur.

Pour que le moteur s'arrête une fois la porte ouverte, le chariot actionne le contact de fin de course. Ceci envoie une nouvelle information à l'automate programmable. L'automate traite cette donnée et ordonne au relais d'ouvrir le contacteur, stoppant ainsi le flux de courant vers le moteur, qui cesse alors sa rotation.

Suite à cette temporisation, l'automate envoie un ordre au relais pour fermer le contacteur. Le courant peut alors alimenter à nouveau le moteur. Pour des raisons de simplification, le sens de rotation du moteur n'est pas traité ici, mais l'ordre est envoyé pour faire tourner le moteur dans l'autre sens, entraînant la fermeture des portes.

Pour des raisons de simplification on ne traite pas ici le sens de rotation du moteur.

Le moteur continue son action jusqu'à ce que le chariot appuie sur le contact de fin de course signalant la position fermée. Cette information est transmise à l'automate, qui traite la donnée et commande l'ouverture du contacteur via le relais, bloquant le courant et arrêtant finalement le moteur.

La fonction d'usage du système est d'ouvrir les portes de manière automatique. Pour accomplir cela, le système nécessite de l'énergie. Le bloc d'alimentation, branché au secteur, fournit l'énergie électrique nécessaire. Le moteur reçoit cette énergie électrique et se charge de la convertir en énergie mécanique. Le rôle du relais est crucial pour distribuer cette énergie électrique entre l'alimentation et le moteur, activant ou désactivant ce dernier.

La rotation générée par le moteur entraîne les pignons et la chaîne, qui transmettent l'énergie mécanique directement aux portes. L'ensemble formé par ces quatre étapes – alimentation, distribution, conversion et transmission – constitue ce que l'on nomme la chaîne d'énergie, permettant la réalisation de l'action physique souhaitée.

Afin de fonctionner de manière automatique, le système requiert des informations. Le détecteur de mouvement recueille la présence d'une personne, tandis que les capteurs de fin de course détectent la position des portes via le chariot. Ces grandeurs physiques sont acquises par les capteurs et représentent l'information provenant de la chaîne d'énergie.

Les informations recueillies sont transmises sous forme de signaux, souvent numériques, à l'automate programmable. Cet automate a pour rôle d'interpréter ces informations afin de prendre les décisions nécessaires. Suite à cette analyse, des ordres sont envoyés sous forme de signal numérique, transitant par des fils électriques jusqu'au relais, communiquant ainsi les commandes à la chaîne d'énergie.

Il arrive que le système intègre des dispositifs pour informer l'utilisateur de son état d'action. Prenons l'exemple des portails automatiques possédant un gyrophare. Dans ce cas, la partie communication se charge de transmettre l'état du système à l'utilisateur, souvent matérialisé par un signal lumineux.

En résumé, les différents éléments constituant un système sont représentés sous la forme de schémas appelés chaîne fonctionnelle, qui englobe la chaîne d'énergie et la chaîne d'information. La chaîne d'énergie est positionnée en bas du schéma, tandis que l'énergie entre généralement par la gauche du système.

Les éléments de la partie alimenter ont pour rôle de fournir l'énergie, que ce soit une alimentation électrique, des piles ou des réservoirs. La partie distribuée autorise ou non le passage de cette énergie. Ensuite, la partie convertir transforme la forme d'énergie, par exemple via un moteur électrique ou une résistance chauffante, indiquant la forme d'énergie qui en résulte.

En haut du schéma se trouve la chaîne d'information. Les éléments du bloc acquérir récupèrent l'information, laquelle peut provenir directement des utilisateurs (bouton, réglage) ou de l'environnement (température, présence). Cette information est transmise sous forme de signal aux éléments traités, dont la fonction est d'interpréter les données pour prendre des décisions et générer des ordres.

Il est possible qu'en retour des informations soient renvoyés par la chaîne d'énergie à la chaîne d'information.