Chapitre 9 : la fonction mémoire

 Objectifs 

L'objectif est de comprendre la théorie pour pouvoir la mettre en pratique dans les exercices proposés.

Les fonctions mémoires ont leur propre dynamique qui n'a rien à voir avec les automatismes vus précédemment.

 Le relais 

Un peu d'orthographe d'abord : le relais s'écrit avec un "s" même au singulier.

Un relais est une bobine électromagnétique provoquant la fermeture d'un contact électrique. Le circuit alimentant le relais est appelé le circuit de commande et le circuit passant par le contact est appelé circuit de puissance.

Ce système est pratique car il permet de commander en toute sécurité des circuits de puissance avec des tensions de commande relativement faibles comme du 12 ou du 24 volts par exemple.

Le dispositif se présente comme ceci :

Lorsque la bobine n'est pas alimentée, le ressort maintient le contact à distance des bornes du circuit de puissance. Lorsque le courant arrive dans la bobine par le circuit de commande, le contact métallique est attiré vers la bobine et entre en contact avec les bornes et le courant passe dans le circuit de puissance.

 La fonction mémoire 

La fonction mémoire a pour fonction de se "souvenir" de la dernière action effectuée. Cette fonction mémoire va être possible grâce à l'auto-alimentation de la bobine électromagnétique d'un relais.

Le dispositif se présente comme ceci :

Figure 0 : fonction mémoire générique.

Le circuit de commande du haut est raccordé à la bobine X (majuscule car c'est un récepteur ou effecteur). Cette bobine va attirer les deux contacts métalliques x (minuscules car ce sont des interrupteurs) lorsqu'elle sera alimentée, l'un, faisant partie du circuit de commande, va auto-alimenter le bobine X et l'autre, faisant partie du circuit de puissance, va connecter celui-ci et provoquer le fonctionnement de P.

La fonction mémoire fonctionne comme ceci :

Le démarrage de la fonction mémoire se fait un enfonçant le bouton poussoir m (1). Le courant passe alors et alimente la bobine X.

La bobine étant alimentée, les deux contacteurs x se déplacent et ferment les deux circuits de commande et de puissance (2). La bobine est alors auto-alimentée du fait du passage du courant par le contacteur x du circuit de commande.

Le fait de relâcher m (3) ne change rien, la bobine X reste alimentée, se "souvenant" de l'action sur m.

Une pression sur le bouton poussoir d'arrêt a (4) va alors couper le courant et la bobine X ne sera plus alimentée. Les deux contacteurs x vont alors se déplacer pour couper les courants des deux circuits.

Le fait de relâcher le bouton d'arrêt a va restaurer le contact du circuit mais cela n'aura ensuite aucune influence sur le système. Le fait que la bobine ne soit plus alimentée garde la "mémoire" de ce que le dernière action a été de couper le courant de l'ensemble.

 Distinction entre la fonction mémoire et les autres automatismes 

Comment distinguer, en analysant une situation, une fonction mémoire d'un cycle chronologique ou non chronologique ? La question doit nécessairement se poser avant d'entamer la résolution d'un exercice.

La fonction mémoire se repère au fait que c'est généralement une impulsion qui démarre le processus et que l'enchaînement des différents moteurs se fait lors de la rencontre avec un nouveau bouton. En fait, chaque nouveau bouton est le bouton d'arrêt de la phase précédente et le bouton de démarrage de la phase suivante.

 Concrètement 

Un cas : le réservoir à eau

L'objectif de ce dispositif est le suivant :

1. Le réservoir contient de l'eau qu'il est possible de puiser en ouvrant le robinet en bas à droite;
2. Quand le réservoir est quasiment vide, la pompe P doit se mettre en fonction afin de remplir le réservoir jusqu'au dessus en une seule opération;
3. Quand le réservoir est rempli, la pompe P doit s'arrêter d'elle-même.

Figure 1 : cuve mi-remplie, le système est au repos.

Voici les détails de la constitution du dispositif :

• Le dispositif a été conçu sur base d'une fonction mémoire avec son circuit de commande et son circuit de puissance commandant la pompe P en bas à gauche;
• Le flotteur a pend dans le vide et, par l'intermédiaire d'une tige, maintient le bouton repos a fermé;
• Le flotteur b est dans l'eau et exerce une force vers le haut. La tige, qui est bloquée par la butée, peut fermer le bouton travail m quand le flotteur n'est plus immergé dans l'eau grâce au pivot;
• Remarque : les boutons x et m ont été inversés dans le circuit de commande pour des raisons de facilité du dessin mais cela n'a aucune importance étant donné que la fonction OU est commutative.

Dans la figure 1, le système est au repos. Comment évolue-t-il quand on puise de l'eau ?

Figure 2 : la cuve est quasiment vide, le flotteur m pend dans le vide.

Quand la cuve est quasiment vide, nous assistons à la succession d'étapes suivantes :

1. Le flotteur m pend dans le vide, tirant sur la tige qui le maintient;
2. Le clapet tourne autour du pivot et vient fermer le contact m;
3. La fermeture de m alimente la bobine X du relais;
4. Le relais va provoquer la fermeture du contact x qui va auto-alimenter la bobine X;
5. Le relais va également fermer le contact x du circuit de puissance;
6. La fermeture du contact x du circuit de puissance va mettre la pompe P en route et la cuve va se remplir.

Figure 3 : la cuve se remplit, le flotteur m ne pend plus dans le vide.

• La cuve se remplit et le flotteur m est de nouveau repoussé vers le haut (1);
• Le basculement du clapet autour du pivot va ouvrir le contact m (2);
• L'ouverture du contact m n'aura aucune incidence sur le système, la bobine X étant auto-alimentée par le contact x (4) qui reste fermé;
• Le contact x du circuit de puissance (5) reste fermé aussi du fait de l'alimentation de la bobine X;
• La pompe P continue donc à fonctionner et la cuve continue à se remplir (6).

Figure 4 : la cuve est remplie, le flotteur a est repoussé vers le haut.

Quand la cuve est remplie, nous assistons à la succession d'étapes suivantes :

1. Le flotteur a remonte, poussant vers le haut la tige qui le maintient;
2. Le contact a s'ouvre;
3. L'ouverture de a provoque l'arrêt de l'alimentation de la bobine X;
4. Le relais va provoquer l'ouverture du contact x, ce qui stoppe l'auto-alimentation de la bobine X;
5. Le relais va également ouvrir le contact x du circuit de puissance;
6. L'ouverture du contact x du circuit de puissance va arrêter la pompe P, la cuve ne se remplit plus.

Ce dispositif va donc bien répondre aux exigences du départ, la cuve se remplit quand nécessaire et ne déborde pas.

Pour appliquer une fonction mémoire, le système est toujours le même :

1. Reproduire le schéma générique de la fonction mémoire (voir la figure 0);
2. Attribuer au bouton m le nom du bouton qui provoquera le démarrage du système;
3. Attribuer au bouton a le nom du bouton qui provoquera l'arrêt du système;
4. Attribuer à l'effecteur du circuit de puissance le nom de l'effecteur effectif du système...

...et le tour est joué...!!!

Vous pouvez maintenant pratiquer en réalisant les exercices proposés à la suite. Bonne réalisation.