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A P I Encadrées par: Pr. Mme Lammari Présenté par : -Aydi Lokmane - sadouni sab

A P I Encadrées par: Pr. Mme Lammari Présenté par : -Aydi Lokmane - sadouni saber - Lamraoui badreddine - Djane hamed Mohamed Redha République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene Faculté de Génie Mécanique et Génie des Procédés Département de Construction Mécanique 2éme Master Management et Ingénierie de la Maintenance Industrielle PLAN: INTRODUCTION : Les Automates Programmables Industriels (API) sont apparus aux Etats- Unis vers 1969 où ils répondaient aux désirs des industries de l’automobile de développer des chaînes de fabrication automatisées qui pourraient suivre l’évolution des techniques et des modèles fabriqués. DEFINITION : Un Automate Programmable Industriel (API) est une machine électronique programmable par un personnel non informaticien et destiné à piloter en ambiance industrielle et en temps réel des procédés industriels. Un automate programmable est adaptable à un maximum d'application, d'un point de vue traitement, composants, language. C'est pour cela qu'il est de construction modulaire. Automate SIEMENS S5-95U L’OBJECTIF DE L'AUTOMATISATION : • Accroître la productivité (rentabilité, compétitivité) du système. • Améliorer la flexibilité de production. • Améliorer la qualité du produit. • Adaptation à des contextes particuliers tel que les environnements hostiles pour l'homme (milieu toxique, dangeureux.. nucléaire...), adaptation à des tâches physiques ou intellectuelles pénibles pour l'homme (manipulation de lourdes charges, tâches répétitives parallélisées...). • Augmenter la sécurité, etc... PLACE DE L'API DANS LE SYSTÈME AUTOMATISÉ DE PRODUCTION (S.A.P.) : a)Les systèmes automatisés de production : • L’objectif de l’automatisation des systèmes est de produire, en ayant recours le moins possible à l’homme, des produits de qualité et ce pour un coût le plus faible possible. • Un système automatisé est un ensemble d’éléments en interaction, et organisés dans un but précis : agir sur une matière d’œuvre afin de lui donner une valeur ajoutée. • Le système automatisé est soumis à des contraintes : énergétiques, de configuration, de réglage et d’exploitation qui interviennent dans tous les modes de marche et d’arrêt du système. b)Structure d'un système automatisé : • Tout système automatisé peut se décomposer selon le schéma ci- dessous : c) Domaines d'emploi des automates : • On utilise les API dans tous les secteurs industriels pour la commande des machines (convoyage, emballage ...) ou des chaînes de production (automobile, agroalimentaire ... ) ou il peut également assurer des fonctions de régulation de processus (métallurgie, chimie ...). • Il est de plus en plus utilisé dans le domaine du bâtiment (tertiaire et industriel) pour le contrôle du chauffage, de l'éclairage, de la sécurité ou des alarmes. d) Nature des informations traitées par l'automate : • Tout ou rien (T.O.R.) : l'information ne peut prendre que deux états (vrai/faux, 0 ou 1 …). C'est le type d'information délivrée par un détecteur, un bouton poussoir … • Analogique : l'information est continue et peut prendre une valeur comprisedans une plage bien déterminée. C'est le type d'information délivrée par un capteur (pression, température …) • Numérique : l'information est contenue dans des mots codés sous forme binaire ou bien hexadécimale. C'est le type d'information délivrée par un ordinateur ou un module intelligent. ARCHITECTURE DES AUTOMATES : • a) Aspect extérieur : De type compact : - On distinguera les modules de programmation (LOGO de Siemens, ZELIO de Schneider, MILLENIUM de Crouzet ...) des microautomates. Il intègre le processeur, l'alimentation, les entrées et les sorties. Selon les modèles et les fabricants, il pourra réaliser certaines fonctions supplémentaires (comptage rapide, E/S analogiques ...) et recevoir des extensions en nombre limité. Ces automates, de fonctionnement simple, sont généralement destinés à la commande de petits automatismes. De type modulaire : le processeur, l'alimentation et les interfaces d'entrées / sorties résident dans des unités séparées (modules) et sont fixées sur un ou plusieurs racks contenant le "fond de panier" (bus plus connecteurs). Ces automates sont intégrés dans les automatismes complexes où puissance, capacité de traitement et flexibilité sont nécessaires. • 1- Module d'alimentation 6- Carte mémoire • 2- Pile de sauvegarde 7- Interface multipoint (MPI) • 3- Connexion au 24V cc 8- Connecteur frontal • 4- Commutateur de mode (à clé) 9- Volet en face avant • 5- LED de signalisation d'état et de défauts b) Structure interne d'un automate programmable industriel (API) : • Module d'alimentation : il assure la distribution d'énergie aux différents modules Tous les automates actuels sont équipés d'une alimentation 240 V 50/60 Hz, 24 V DC. Les entrées sont en 24 V DC et une mise à la terre doit également être prévue. • Unité centrale : à base de microprocesseur, elle réalise toutes les fonctions logiques, arithmétiques et de traitement numérique (transfert, comptage, temporisation ...). • Le bus interne : il permet la communication de l'ensemble des blocs de l'automate et des éventuelles extensions. • La mémoire : Elle est conçue pour recevoir, gérer, stocker des informations issues des différents secteurs du système que sont le terminal de programmation (PC ou console) et le processeur, qui lui gère et exécute le programme. Elle reçoit également des informations en provenance des capteurs. Il existe dans les automates deux types de mémoires qui remplissent des fonctions différentes : - La mémoire Langage où est stocké le langage de programmation. Elle est en général figée, c'est à dire en lecture seulement. (ROM : mémoire morte) - La mémoire Travail utilisable en lecture-écriture pendant le fonctionnement c'est la RAM (mémoire vive). Elle s'efface automatiquement à l'arrêt de l'automate (nécessite une batterie de sauvegarde). • Répartition des zones mémoires : • Table image des entrées • Table image des sorties • Mémoire des bits internes • Mémoire programme d'application • Le processeur : Son rôle consiste d’une part à organiser les différentes relations entre la zone mémoire et les interfaces d’entrées et de sorties et d’autre part à exécuter les instructions du programme. • Les interfaces et les cartes d'Entrées / Sorties: L’interface d’entrée comporte des adresses d’entrée. Chaque capteur est relié à une de ces adresses. L’interface de sortie comporte de la même façon des adresses de sortie. Chaque préactionneur est relié à une de ces adresses. Le nombre de ces entrées est sorties varie suivant le type d’automate. Les cartes d'E/S ont une modularit´e de 8, 16 ou 32 voies. Les tensions disponibles sont normalisées (24, 48, 110 ou 230V continu ou alternatif ...). • Cartes d'entrées : Elles sont destinées à recevoir l'information en provenance des capteurs et adapter le signal en le mettant en forme, en éliminant les parasites et en isolant électriquement l'unité de commande de la partie opérative. • Cartes de sorties: Elles sont destinées à commander les pré-actionneurs et éléments des signalisations du système et adapter les niveaux de tensions de l'unité de commande à celle de la partie opérative du système en garantissant une isolation galvanique entre ces dernières. • Exemple des cartes: - Cartes de comptage rapide : elles permettent d'acquérir des informations de fréquences élevées incompatibles avec le temps de traitement de l'automate. (signal issu d'un codeur de position) - Cartes de commande d'axe : Elles permettent d'assurer le positionnement avec précision d'élément mécanique selon un ou plusieurs axes. La carte permet par exemple de piloter un servomoteur et de recevoir les informations de positionnement par un codeur. L'asservissement de position pouvant être réalisé en boucle fermée. - Cartes d'entrées / sorties analogiques : Elles permettent de réaliser l'acquisition d'un signal analogique et sa conversion numérique (CAN) indispensable pour assurer un traitement par le microprocesseur. La fonction inverse (sortie analogique) est également réalisée. Les grandeurs analogique sont normalisées : 0-10V ou 4-20mA. • Cartes de régulation PID • Cartes de pesage • Cartes de communication (RS485, Ethernet ...) • Cartes d'entrées / sorties déportées. TRAITEMENT DU PROGRAMME AUTOMATE : • Tous les automates fonctionnent selon le même mode opératoire : TRAITEMENT DU PROGRAMME AUTOMATE : • Tous les automates fonctionnent selon le même mode opératoire : Traitement interne : L'automate effectue des opérations de contrôle et met à jour certains paramètres systèmes (détection des passages en RUN / STOP, mises à jour des valeurs de l'horodateur, ...).x TRAITEMENT DU PROGRAMME AUTOMATE : • Tous les automates fonctionnent selon le même mode opératoire : Lecture des entrées : L'automate lit les entrées (de façon synchrone) et les recopie dans la mémoire image des entrées. TRAITEMENT DU PROGRAMME AUTOMATE : • Tous les automates fonctionnent selon le même mode opératoire : Exécution du programme : L'automate exécute le programme instruction par instruction et écrit les sorties dans la mémoire image des sorties. TRAITEMENT DU PROGRAMME AUTOMATE : • Tous les automates fonctionnent selon le même mode opératoire : Ecriture des sorties : L'automate bascule les différentes sorties (de façon synchrone) aux positions définies dans la mémoire image des sorties. PROGRAMMATION : • Liste d'instructions (IL : Instruction list) : Langage textuel de même nature que l'assembleur (programmation des microcontrôleurs). Très peu utilisé par les automaticiens. • Langage littéral structuré (ST : Structured Text) : Langage informatique de même nature que le Pascal, il utilise les fonctions uploads/Industriel/ api-mini-projet.pdf