BTS CRSA cheat sheet

Partie commande / partie opérative : la partie commande (API, PC industriel) élabore les ordres ; la partie opérative (préhenseur, moteur, vérin) les exécute et renvoie les comptes rendus par capteurs.

Chaîne d'information (acquérir, traiter, communiquer) et chaîne d'énergie (alimenter, distribuer, convertir, transmettre) : toute analyse fonctionnelle d'un système automatique se structure sur ces deux chaînes.

GRAFCET : une étape est active ou inactive ; une transition est franchie si elle est valide (étape amont active) ET vraie (réceptivité vraie) ; le franchissement simultané de plusieurs transitions conduit à une divergence en OU.

Règles d'évolution du GRAFCET : une seule activation à la fois par branche, une transition ne peut être franchie que si toutes ses étapes amont sont actives, une étape activée puis désactivée dans le même cycle reste active.

Diagramme d'états-transitions (UML) : état = situation stable, transition = événement + garde + action ; un état composite contient des sous-états avec un point d'entrée initial.

Cahier des charges fonctionnel : fonctions de service (FP1, FP2...) et fonctions de contrainte (FC1...) ; chaque fonction est caractérisée par un critère d'appréciation et un niveau, avec flexibilité F0/F1/F2/F3.

Marge de sécurité et robustesse : un dimensionnement intègre un coefficient de sécurité ; pour un vérin, la force réelle utile est F = p × S × η (η rendement mécanique, typiquement 0,85 à 0,95).

Analyse des modes de défaillance (AMDEC) : gravité × fréquence × non-détection = criticité ; un système est dit sûr de fonctionnement (fail-safe) si la perte d'énergie conduit à un état sûr.

Tolérancement ISO : tolérance = écart supérieur - écart inférieur ; l'intervalle de tolérance (IT) dépend du diamètre nominal et de la qualité (IT6, IT7, IT8...).

Ajustements : alésage H (écart inférieur nul) et arbre h (écart supérieur nul) ; un ajustement H7/g6 est avec jeu, H7/p6 est serré, H7/k6 est incertain.

Écart de forme et d'orientation : rectitude, planéité, circularité, cylindricité (forme) ; parallélisme, perpendicularité, coaxialité (orientation/position) - toujours référencés à une datum A, B, C.

Rugosité Ra : plus la valeur est faible, plus la surface est lisse ; une opération de finition (rectification) donne typiquement Ra 0,4 à 1,6 µm, une opération d'ébauche Ra 3,2 à 12,5 µm.

Assemblage vissé : couple de serrage C = F × r × tan(α + φ) approximé par C ≈ K × F × d avec K ≈ 0,2 pour acier/acier ; le pré-serrage garantit la non-ouverture sous charge.

Montage et mise en service : vérifier l'alignement des arbres, le serrage des fixations, la propreté des guidages, puis réaliser les essais à vide avant les essais en charge.

Sécurité machine : la norme ISO 13849 définit les Performance Levels (PL a à e) ; un arrêt d'urgence doit être de catégorie 0 ou 1 et ne jamais servir d'arrêt de production.

Maintenance : préventive (systématique ou conditionnelle), corrective, prédictive ; la MTBF mesure le temps moyen entre défaillances, le MTTR le temps moyen de réparation.

Cycle API : lecture des entrées → traitement du programme → écriture des sorties ; le temps de cycle (typiquement 1 à 20 ms) conditionne la réactivité du système.

Adressage automate : %I pour entrée, %Q pour sortie, %M pour mémoire interne, %MW pour mot mémoire ; un mot = 16 bits, un octet = 8 bits.

Langages IEC 61131-3 : LD (schéma à contacts), FBD (blocs fonctionnels), ST (texte structuré), IL (liste d'instructions), SFC (séquentiel, équivalent GRAFCET).

Logique combinatoire : théorèmes de De Morgan (A·B)' = A' + B', (A+B)' = A'·B' ; table de Karnaugh pour simplifier une fonction à 4 variables (16 cases).

Bascules : RS (priorité ou non au reset), D (Q = D sur front d'horloge), JK (basculement si J = K = 1) ; utilisées pour la mémorisation d'états.

Réseaux industriels : Modbus RTU (série, maître/esclave), Profibus DP, Profinet, EtherNet/IP ; chaque équipement possède une adresse unique sur le bus.

Régulation PID : u(t) = Kp·e(t) + Ki·∫e(t)dt + Kd·de(t)/dt ; l'action proportionnelle réduit l'erreur, l'intégrale annule l'erreur statique, la dérivée anticipe les variations.

Sécurité fonctionnelle : le niveau SIL (IEC 61508) et le PL (ISO 13849) quantifient la réduction du risque ; un calculateur de sécurité est distinct de l'API de production.

Loi d'Ohm : U = R·I ; puissance en continu P = U·I = R·I² = U²/R ; en alternatif monophasé P = U·I·cos φ (puissance active).

Triphasé équilibré : P = √3·U·I·cos φ avec U tension composée (400 V) et I courant de ligne ; S = √3·U·I et Q = √3·U·I·sin φ.

Moteur asynchrone : vitesse de synchronisme ns = 60·f/p (p = nombre de paires de pôles) ; glissement g = (ns - n)/ns, typiquement 2 à 6 % en charge nominale.

Démarrage moteur : direct (couple et courant forts, Id ≈ 5 à 7·In), étoile-triangle (couple et courant divisés par 3), démarreur progressif ou variateur de fréquence.

Couple moteur : Cu = P / Ω avec Ω en rad/s ; convertir tr/min en rad/s par Ω = 2π·n/60 ; rendement η = Pu/Pabs.

Transformateur : rapport de transformation m = N2/N1 = U2/U1 ; pour un transformateur triphasé, m = (U20/U1) et le couplage (Yy, Dyn11) fixe le déphasage.

Section de conducteur : chute de tension ΔU ≈ ρ·L·I/S en monophasé (ρ cuivre ≈ 0,0172 Ω·mm²/m à 20 °C) ; dimensionner selon courant admissible, chute de tension et protection.

Protection : disjoncteur (surcharge + court-circuit), fusible (court-circuit), différentiel (fuite à la terre) ; sélectivité entre protections amont et aval pour limiter les coupures.

Compensation d'énergie réactive : tan φ = Q/P ; passer de cos φ1 à cos φ2 nécessite Qc = P·(tan φ1 - tan φ2).