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1I07 SYSTEMES LOGIQUES SEQUENTIELS - IND

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 2 activités d'apprentissage :
    • LABO IOT
    • PROJET DE SYSTEMES AUTOMATISES DE PRODUCTION (SAP)
  • En 2023-2024, elle s'organise au deuxième quadrimestre et couvre 4 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme , Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Groupe classe
    • Sous-groupe
    • Travaux pratiques dans un local équipé spécifiquement

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

Cette UE permettra aux étudiants d’acquérir les compétences nécessaires pour :

·        Gérer un projet d’automatisation pour répondre aux exigences d’un «client» :

o   Analyser et comprendre le fonctionnement des différents composants d’un système automatisé de production (SAP)

o   Concevoir et réaliser la partie commande en programmant un automate programmable industriel (API) sur base de «Grafcet ».

·        Développer des systèmes électroniques embarqués (logiques programmées) en insistant sur l'aspect électronique du software et sur une application « Objets Connectés ».

Cette UE abordera aussi les notions d'industrie 4.0 et en particulier la technologie du jumeau numérique "Digital Twin".

Les contenus de l'UE

·        Pour l’activité d’apprentissage « SAP », les étudiants vont d’abord apprendre à rédiger le fonctionnement d’un système automatisé sous forme de grafcet et programmer les automates programmables d’après ces grafcets.

o   Ils pourront appliquer directement les notions vues sur le matériel du laboratoire (automates programmables Siemens et matériel pneumatique).

o   Ensuite ils devront gérer un projet d’automatisation complet en utilisant le matériel Festo (prototype d’une chaine de production complète qui permet de vérifier, percer et trier des pièces) ou un autre projet (projet de construction de machine) : ils devront réaliser le dossier d’analyse et la programmation d’après les grafcets.

o   Pour finir, ils devront présenter leur projet avec une approche « clients ».
Les notions de Digital Twin seront acquises par la réalisation d'un MOOC (cours en ligne) et/ou la participation à un séminaire et/ou un petit projet en lien avec la station Festo utilisée au labo.

·        L'activité d'apprentissage "Labo IoT" permettra aux étudiants d'acquérir les compétences par le biais d'un projet (par petit groupe) dont le sujet est libre où les étudiants seront amenés à

o   Prendre en main le matériel de base pris en main (carte nucleo et STM32CubeIDE)

o   Proposer un sujet et un cahier des charges, contenant une fonctionnalité IoT

o   Dessiner un algorigramme, illustrant la logique de l’algorithme à programmer

o   Coder et tester l’algorithme

o   Le critiquer et le faire évoluer

o   Présenter le projet et en faire une courte démonstration  

 

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

Au terme de cette UE, l’étudiant.e devrait être capable de :

·        Réaliser le dossier d’automatisation d’un procédé industriel.
- analyser le fonctionnement du système
- analyser les différents composants : capteurs/actionneurs
- analyser les schémas électrique et pneumatique
- comprendre l’utilisation des bus de terrain
- étudier les dangers potentiels, réaliser l’analyse de la sécurité du système et de l’arrêt d’urgence.

·        Rédiger le cahier de charges (analyse fonctionnelle)

·        Concevoir les grafcets et des algorigrammes

·        Programmer et tester les grafcets

·        Programmer et tester des algorigrammes en langage haut-niveau dans un système embarqués IoT

·        Présenter la solution finale avec une approche « client »

·        Acquérir les notions de base d'un jumeau numérique (DT)

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

·        Pour la partie SAP, tous les apprentissages proposés sont réalisés sur le matériel du laboratoire.

o   Pour la partie apprentissage du grafcet, les étudiants travaillent par groupe de deux. Chaque poste de travail est composé d’un automate de la gamme Simatic S7 de Siemens d’un pupitre opérateur (boitier composé de boutons et de lampes) et d’une platine de test composée de matériel pneumatique (différents vérins et capteurs associés commandés par différents distributeurs). Les étudiants doivent rédiger le grafcet de commande de petits cycles pneumatiques et les testent ensuite en programmant l’automate et en visualisant le fonctionnement sur la platine.

o   Pour la partie gestion de l’automatisation d’un SAP, les étudiants travaillent par groupe de deux ou trois, ils disposent du matériel didactique Festo qui représente le prototype d’une chaine de production. Ils doivent l’analyser pour rédiger le dossier de programmation, réaliser la programmation des automates et tester le bon fonctionnement sur le prototype.
Les étudiants devront ensuite présenter oralement leur projet de manière percutante comme s’ils devaient convaincre des clients potentiels.

o   Pour acquérir les notions de Digital Twin, les étudiants devront faire un cours en ligne (MOOC) dans lequel ils devront répondre à un petit questionnaire pour évaluer leur compréhension. La participation active à un séminaire dans le domaine pourra leur être demandée ainsi que la réalisation d'un petit jumeau qui leur permettra de prendre connaissance avec les différents outils (logiciels) et compétences nécessaires pour réaliser un digital twin.

·        Pour l'activité « Labo IoT », les étudiants utiliseront une carte STM32 Nucleo qui exploite un microcontrôleur STM32 et des composants complémentaires qui facilitent la programmation et l'interfaçage avec d'autres circuits. La carte embarque un débuggeur (ST-Link)/programmeur de façon à ce qu'un programmeur dédié ne soit pas nécessaire. La programmation (en C) s'effectue en circuit par liaison série. La facette IoT sera matérialisée par un composant spécifique ou l’usage d’un outil comme STMCube Monitor.
 

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

·        Dans cette UE, pour la partie SAP, la participation active lors des séances de laboratoire est indispensable car les différentes notions abordées sont principalement pratiques et disponibles seulement lors de la participation aux séances de laboratoire.

·        Pour la partie Labo IoT, la participation active est également de mise. Même s’il est possible de travailler en autonomie, garder un contact régulier avec les encadrants est vivement conseillé.

Systèmes automatisés de production (SAP) note de labo

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée de manière continue. Il s'agit d'un travail. Cette épreuve est individuelle et en équipe. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite, une formulation orale, une réalisation par mise en pratique. L'épreuve repose sur des formulations personnelles. Elle se déroule avec du matériel spécifique . La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Systèmes automaisés de production (SAP) note examen

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des formulations personnelles. Elle se déroule à cours fermé. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Systèmes embarqués Labo IOT

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée avant la session. Il s'agit d'une présentation. Cette épreuve est individuelle et en équipe. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite, une formulation orale, une réalisation par mise en pratique. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Règles de l’UE

Quels sont les supports et matériels de cours indispensables ?

Supports et matériels de cours

·        Pas d’achat à prévoir pour SAP.

·        Pour labo IoT, le matériel est mis à disposition. Cependant, selon les besoins du projet et de l’envie des étudiants, un achat de matériel est possible.

Comment la note globale de l’UE est-elle déterminée ?

Explication de la pondération des différentes épreuves

·        La NSAP note de systèmes automatisés de production s'établit comme suit :

o   La Note de Labo (NL) comprend l’évaluation :
- d’activités proposées dans le cadre du labo
- de la programmation des prototypes Festo ou autre projet
- de la présentation du travail réalisé
- des activités organisées pour le Digital Twin (Mooc, séminaire, projet ...) la participation aux activités est obligatoire sinon note UE = PR

o   La Note d’Examen (NE) s’établit lors d’une évaluation certificative écrite qui sera basée principalement sur l’élaboration d’un grafcet et incluant d'autres notions abordées lors du projet.

La Note NSAP globale s’établit : NSAP = 0.4*NL+ 0.6*NE

La Note de Labo (NL) n'est pas remédiable en 2ème session, seule la note d'Examen (NE) sera réévaluée.

 

·        La NIOT note de projet « Labo  IoT »  est individuelle et établie par évaluation continue + présentation + qualité du code déposé.
La note NSE sera de 10/20 ou plus si
* Le cahier de charges est rédigé, et comprend une dimension IoT
* Le logigramme du projet est réalisé et implémenté
* Un périphérique est programmé et fonctionnel (un périphérique par étudiant)
* Le projet est fonctionnel, répondant aux objectifs principaux du cahier des charges
* Le projet, son implémentation et ses évolutions sont présentés

La note sera d’autant plus élevée si
* Le projet est parfaitement fonctionnel, répondant totalement au cahier des charges
* Des périphériques supplémentaires sont ajoutés
* L’étudiant a fait preuve de créativité
* L’étudiant a fait preuve d’un travail de recherche
* L’étudiant a fait preuve d’adaptabilité
* Le code produit est propre, clair et commenté

Note UE = 0,25*NIOT + 0,75*NSAP
 
Pondération de l'unité dans le programme d'études : 4

 

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?