Plan de cours

École de technologie supérieure Département de génie mécanique Responsable(s) de cours : Martin Viens
PLAN DE COURS
Automne 2015
MEC743 : Instrumentation et contrôle des procédés industriels (3 crédits)
Préalables
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8
Pour tous les étudiants
PHY332
Qualités de l'ingénieur
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
Q11
Q12
Qn
Qualité visée dans
ce cours
Qn
Qualité visée dans un
autre cours
Compétence
enseignée
Compétence
évaluée
Compétence
enseignée et
évaluée
Page 1 de 5 Descriptif du cours
À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure : • de sélectionner et d’intégrer les composantes d'un système de commande (capteurs, systèmes
d’acquisition, processeurs de signaux, contrôleurs et actuateurs) de façon à pouvoir asservir
efficacement un procédé industriel;
• d’appliquer différentes techniques de traitement de signal de façon à améliorer les performances ou
la capacité d’un système de mesure; • de développer des applications logicielles simples permettant l’acquisition de données et le contrôle
de procédés grâce à un système micro‐informatique ou un automate programmable. Caractéristiques des capteurs et des actionneurs : précision, résolution, répétitivité, temps de réponse,
plage d’opération, linéarité. Capteurs et actionneurs de position, de vitesse, de débit, de pression et de
température. Système d’acquisition : amplification, échantillonnage, conversion
analogique/numérique, traitement de signal (filtre, fenêtre, convolution, transformée de Fourier).
Automate programmable : architecture, fonctionnement et programmation. Logiciels spécialisés dans
l’acquisition et le traitement du signal de même que dans la génération de signaux de contrôle.
Séances de laboratoire sur de l’équipement industriel utilisé dans la commande de procédés.
Évaluation de la performance des systèmes résultants.
Objectifs du cours
Développer des aptitudes pour sélectionner et intégrer les composantes d’un système de commande
de façon à pouvoir asservir efficacement un procédé industriel.
Familiarisation avec l’instrumentation disponible (capteurs, systèmes d’acquisition, processeurs
de signaux, contrôleurs et actuateurs);
Description de différentes techniques de conditionnement et de traitement de signal de façon à
améliorer les performances ou la capacité d’un système de mesure;
Utilisation de logiciels de programmation spécialisés qui permettent l’acquisition de données et le
contrôle de procédés grâce à des systèmes basés sur un PC ou un automate programmable.
Stratégies pédagogiques
Exposés magistraux complétés par des exemples d’applications industrielles.
Travaux pratiques en laboratoire de façon à mettre en œuvre les techniques de mesure et de
contrôle exposées en classe
Utilisation d’appareils électroniques
.
Coordonnées de l’enseignant
Groupe
01
Nom
Martin Viens
Activité
Activité de cours
Courriel
Local
[email protected] A‐2904
Disponibilité
Page 2 de 5 Cours
Les activités du cours sont dispensées selon un calendrier disponible sur Moodle. Les exposés
magistraux couvrent les domaines suivants:
Contenus traités dans le cours
Heures
Introduction au contrôle de procédés
3
Capteurs et mesure des variables d’un procédé
11
Conditionnement et transmission du signal
10
Contrôleurs : les automates programmables et les logiciels de contrôle
9
Actionneurs
6
Laboratoires et travaux pratiques
Date
16 septembre
23 septembre
Description
Laboratoire n°1 ‐ Les capteurs de température
Laboratoire n°2 ‐ Les jauges de déformation
Laboratoire n°3 ‐ Conditionnement et traitement de
30 septembre
signal
7 octobre
Exercices de révision avant l'intra
Exercices de familiarisation avec l'application
19, 21 et 26 octobre
LabVIEW
Laboratoire n°4 ‐ L'asservissement d'une colonne
4 novembre
d'eau
11, 18 et 25
Laboratoire n°5 ‐ Les automates programmables
novembre
2 décembre
Exercices de révision avant l'examen final
Heures
2
2
2
2
6
2
6
2
Utilisation d'outils d'ingénierie
Application logicielle LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) pour la
prise de mesures, le contrôle de procédés, le traitement et l'analyse de signaux
Application logicielle WinPLC7 pour la programmation d'un automate programmable VIPA de la
série 200
Page 3 de 5 Évaluation
Activité
Laboratoires
Description
1 ‐ Les capteurs de température
%
5
Date de remise
30 septembre
2 ‐ Les jauges de déformation
5
7 octobre
3 ‐ Conditionnement et traitement de
signal
5
14 octobre
4 ‐ L'asservissement d'une colonne d'eau
5
18 novembre
5 ‐ Les automates programmables
10
9 décembre
35
35
13 octobre
À préciser
Intra
Final
Politique de retard des travaux
Tout retard dans la remise des travaux devra être justifié auprès du professeur. Suite à l'évaluation
des éléments justificatifs fournis, des pénalités pourraient être appliquées.
Absence à un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son
absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui
en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence
auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée
par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution
de la note zéro (0). • Pour SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son
absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès
du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un
billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la
note zéro (0).
Plagiat et fraude
Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1er cycle » s’appliquent
dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la
propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier !
http://www.etsmtl.ca/Etudiants‐actuels/Baccalaureat/Guichet‐interactif/Citer‐pas‐plagier
Documentation obligatoire
Les acétates présentées en cours seront disponibles sur le site du cours.
Page 4 de 5 Ouvrages de références
Références électroniques
Boyes, W., Instrumentation Reference Book, 3e édition, Butterworth‐Heinemann, 2003
(http://www.knovel.com/knovel2/Toc.jsp?BookID=1889)
Hurmuzlu, Y. et Nwokah, O., The Mechanical Systems Design Handbook: Modeling, Measurement,
and Control, CRC Press LLC, 2002
(http://www.engnetbase.com/ejournals/books/book_summary/summary.asp?id=590)
McMillan, G., Process/Industrial Instruments and Controls Handbook, 5e édition, McGraw‐Hill,
2000 (http://www.knovel.com/knovel2/Toc.jsp?BookID=658)
Shell, R.L. et Hall, E.L., Handbook of Industrial Automation, Marcel Dekker, 2000
(http://www.engnetbase.com/ejournals/books/book_summary/summary.asp?id=3765)
Webster, J.G., The Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook, CRC Press LLC, 1999
(http://www.engnetbase.com/ejournals/books/book_summary/summary.asp?id=419)
Autres ouvrages de référence
Asch, G., Les capteurs en instrumentation industrielle, 6e édition, Dunod, 2006
Bolton, W., Instrumentation and Control Systems, Elsevier, 2004
Bsata, A., Instrumentation et automation dans le contrôle des procédés, 2e édition, Griffon Argile,
1994
Carryer, J.E., Ohline, R.M. et Kenny, T.W., Introduction to Mechatronic Design, Prentice Hall, 2011
Coggan, D.A., Fundamentals of Industrial Control, 2e édition, ISA, 2005
Dun, W., Fundamentals of Industrial Instrumentation and Process Control, McGraw‐Hill, 2005
Figliola, R.S. et Beasley, D.E., Theory and Design for Mechanical Measurements, 4e édition, Wiley,
2005
Grout, M., Instrumentation industrielle : spécification et installation des capteurs et des vannes de
régulation, Paris, Dunod, 2002
Kirk, F.W., Weedon, T.A. et Kirk, P., Instrumentation, 4e édition, American Technical Publishers,
2005
Morris, A.S., Measurement and Instrumentation, Elsevier, 2011
Adresse internet du site de cours et autres liens utiles
https://ena.etsmtl.ca/
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