Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI E.MAIL : yacine.boudouaoui@

Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI E.MAIL : yacine.boudouaoui@gmail.com Sommaire III Api............................................................................................................ 2 III.1 Définition : ............................................................................................. 2 III.2 ROLE DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE ................................. 3 III.3 ARCHITECTURE MATERIELLE D’UN AUTOMATE ..................... 3 III.3.1 Module d'alimentation ............................................................................. 5 III.3.2 L’unité centrale ou le processeur ............................................................ 5 III.3.3 Les interfaces d’entrées digitales ou TOR .............................................. 6 III.3.4 Les interfaces de sorties digitales ou TOR .............................................. 7 III.3.5 Les Interfaces D’entrées Analogiques .................................................... 8 III.3.6 Les Interfaces De Sorties Analogiques ................................................... 8 III.3.7 Les Interfaces De Communication .......................................................... 9 III.3.8 Les Interfaces Métiers ............................................................................. 9 III.4 ARCHITECTURE LOGICIELLE D’UN AUTOMATE..................... 10 III.4.1 La Mémoire « Données » ...................................................................... 11 III.4.2 Les Variables Internes ........................................................................... 12 III.4.3 Les Variables Interfaces ........................................................................ 12 III.4.4 Résumé : Types de variables ................................................................. 13 III.5 Adressage des variables ....................................................................... 14 III.5.1 Adressage des modules axé sur les emplacements ............................... 15 III.5.2 Adressage des modules de signaux ....................................................... 15 III.5.3 Adresses des modules TOR .................................................................. 15 III.5.4 Adresses des modules analogiques ....................................................... 17 III.5.5 Configuration maximale et adresses initiales des modules correspondants ......................................................................................................... 18 III.6 Les tables des variables : ...................................................................... 19 III.7 LES LANGAGES DE PROGRAMMATION ..................................... 19 Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI E.MAIL : yacine.boudouaoui@gmail.com III.8 Traitement du programme .................................................................... 20 III.9 Le langage LADDER ou langage a contact (LD) ................................ 21 III.9.1 Exemple LADDER ............................................................................... 23 III.9.2 Association de contacts et de bobines ................................................... 23 III.9.3 Opérations de comparaison ................................................................... 25 III.9.4 Opérations de conversion ...................................................................... 26 III.9.5 Opérations arithmétiques ...................................................................... 27 III.9.6 Opérations d’incrémentation (+1) et de décrémentation (-1) ................ 28 III.9.7 Opérations de comptage ........................................................................ 29 III.9.8 Opérations de temporisation ................................................................. 31 III.9.9 Opérations de transfert .......................................................................... 37 III.10 LE LANGAGE GRAFCET (SFC) .................................................... 38 III.11 LE LANGAGE BLOCS FONCTIONNELS (FBD) .......................... 39 III.12 LE LANGAGE LISTE D’INSTRUCTION (IL) ............................... 39 III.13 Le choix d’un API .............................................................................. 40 III.14 Etapes de mise en œuvre de d’un automatisme à base d’API ............ 41 III.15 Mise en équation d'un Grafcet ........................................................... 41 III.16 Exercices ............................................................................................ 43 III.16.1 Exercice 1 ............................................................................................ 43 III.16.2 Exercice 2 ............................................................................................ 44 III.16.3 Exercice 3 ............................................................................................ 45 III.16.4 Exercice 4 ............................................................................................ 46 Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI 2 E.MAIL : yacine.boudouaoui@gmail.com III Api III.1 Définition : L'automate programmable est un appareil électronique qui comporte une mémoire programmable par un automaticien à l'aide d'un langage adapté pour le stockage interne des instructions composant les fonctions d'automatisme par exemple:  logique séquentielle et combinatoire  temporisation  comptage, décomptage et comparaison  calcul arithmétique  réglage asservissement, régulation L’automate programmable a connu une évolution fulgurante qui lui a permis de s’adapter en permanence aux nouvelles exigences des utilisateurs. Ils répondent à leurs demandes pour l’automatisation des machines, la régulation des procédés et la centralisation d’informations, quelle que soit la taille des applications. Les automates programmables permettent de combiner toutes les fonctions d’automatismes suivant les applications : commande séquentielle et combinatoire, traitements numériques et régulation, communication inter automates etc. La capacité d'un automate programmable se définit par trois éléments :  Le nombre d'entrées-sorties ;  La capacité de la mémoire programme ;  Les fonctions auxiliaires de commandes : temporisateurs, compteurs, registres ... Si l'automate programmable est de conception monobloc il a une capacité donnée de mémoire et un nombre fixe d’entrées-sorties. Au contraire, si l'automate programmable est de conception modulaire, le nombre de cartes d'entrées-sorties peut être ajusté en fonction des besoins de l'application. Il en est de même de la capacité de la mémoire qui peut être étendue par modularité voir figure 1. Fig. 1 : Conception monobloc et modulaire de l’automate programmable Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI 3 E.MAIL : yacine.boudouaoui@gmail.com III.2 ROLE DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE L’automate programmable fait partie de la partie commande des systèmes automatisés, il a pour rôle de prendre en compte les informations fournies par les capteurs sur l’état de la partie opérative, de traiter ces informations, d’envoyer en fonction de ce traitement des commandes vers la partie opérative au travers des actionneurs, il gère l’interface homme/machine permettant la conduite des procédés et assure éventuellement la communication avec d‘autre entités (PC de supervision, automate, imprimant, modem pour télésurveillance,…). La spécificité de l’automate est d’être un produit industriel c’est à dire robuste vis-à-vis des contraintes mécanique (vibrations), électrique (perturbations électromagnétiques) et thermique (température). Fig. 2 : Le rôle de l'automate III.3 ARCHITECTURE MATERIELLE D’UN AUTOMATE L’automate programmable est comparable à un calculateur équipé d’une interface d’entrées et sorties, il peut être monobloc ou modulaire, composé d’un seul ou plusieurs racks. Dans le cas d’un automate modulaire on distingue : l’unité centrale, les interfaces d’entrées digitales (ou TOR), les interfaces de sorties digitales (ou TOR), les interfaces d’entrées analogiques, les interfaces de sorties analogiques, les interfaces de communication, les interfaces métiers (de type régulation, commande d’axe, pesage,…). Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI 4 E.MAIL : yacine.boudouaoui@gmail.com Ces différents modules communiquent grâce aux bus internes de l’automate. Le nombre d’interfaces d’entrées/sorties raccordable dépend de la taille et la puissance du processeur. Fig. 3 : Architecture matérielle d'un automate Fig. 4 : Image d’un automate programmable S7-300 Siemens Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI 5 E.MAIL : yacine.boudouaoui@gmail.com III.3.1 Module d'alimentation Le module d’alimentation fourni l’énergie électrique nécessaire à l’ensemble des modules qui constituent l’automate programmable. Il y a un module d’alimentation par rack. Le module d’alimentation dispose de : différents voyants : POWER (ON) présence tension d’entrée, pile (BAT) éclairé sur défaut pile, RUN état de marche de l’automate ; Bouton RESET : permit la réinitialisation de l’automate ; Pile de sauvegardes des données et de programme lorsque l’automate est hors tension ; Peut disposer (pour quelque modèle) d’une sortie relais ou sortie WATCHDOG (chien de garde) actionnées sur défaut de cycle automate ; Certaines alimentations sont protégées par un fusible. Fig. 5 : Module d'alimentation automate III.3.2 L’unité centrale ou le processeur L’unité centrale ou le processeur est le cerveau de l’automate, grâce à son microprocesseur ce module assure l’acquisition des données externes issues des interfaces d’entrées via les bus internes, exécute le programme par traitement séquentiel et transmit via les bus internes l’état des sorties aux interfaces de sorties en fonction du résultat de traitement du programme. L’unité centrale gère différents modes de marche. En mode RUN qui correspond à l’état normal de fonctionnement la séquence acquisition des entrées, traitement et écriture des sorties est exécutée cycliquement en permanence si le processeur est en STOP les entrées sont scrutées mais le programme n’est plus Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI 6 E.MAIL : yacine.boudouaoui@gmail.com exécuté et les sorties ne sont pas mise à jour, en cas d’anomalie dans le programme le processeur passe en mode FAULT. L’unité centrale dialogue avec la console de programmation (un PC qui contient le logiciel de développement du programme), cette liaison permit de transférer le programme dans l’automate. Fig. 6 : Unité centrale d'un automate III.3.3 Les interfaces d’entrées digitales ou TOR Les interfaces d’entrées digitales traitent deux types d’information en provenance de la partie opérative : des informations toutes ou rien issues d’interrupteur fin de course, de détecteur de proximité ou de bouton poussoir, des informations numériques codées sur 4, 8 ou 16 bits en provenance de roue codeuse, codeur numérique ou autres codeurs. Ces interfaces en deux fonctions : isoler galvaniquement les signaux issus de la partie opérative de l’électronique interne de l’automate, adapter les niveaux des signaux entre partie opérative et le bus interne de l’automate. L’état des entrées est souvent affiché en face avant du module. Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI 7 E.MAIL : yacine.boudouaoui@gmail.com Fig. 7 : Module d'entrée d'un automate III.3.4 Les interfaces de sorties digitales ou TOR Les interfaces de sorties isolent les signaux bas niveau en provenance de l’unité centrale via les bus internes, adapter en les amplifiants les signaux de sorties pour qu’ils puissent commander des pré-actionneurs et actionneurs (relais, contacteur, vérin,…). Le raccordement des pré-actionneurs et actionneurs s’effectue à l’aide des borniers. L’état des sorties est affiché sur le bloc de visualisation. Fig. 8 : Module de sortie d'un automate Centre Universitaire Nour Bachir –El-BAYADH- Automatisme industrielle: chapitre III Y.BOUDOUAOUI 8 E.MAIL : yacine.boudouaoui@gmail.com III.3.5 Les Interfaces D’entrées Analogiques Les interfaces d’entrées analogiques permettent de traiter des signaux issus par exemple de capteur de niveau, de pression, de température,…etc. elles permettent de prendre en compte des signaux de tension ou de courant évoluant de façon continue. Ces interfaces convertissent le signal analogique en signal numérique et isolent ces signaux des bus internes de l’automate. Fig. 9 : Module d'entrée analogique d'un automate III.3.6 Les Interfaces De Sorties Analogiques Les interfaces de sorties analogiques permettent de raccorder par exemple un régulateur de pression ou une vanne de chauffage. Ces interfaces isolent les signaux numériques issus des bus internes de l’automate et convertissent ces informations numériques en signaux analogiques de type tension ou courant compatible avec des régulateur de pression, vanne de chauffage,…etc. Fig. 10 : Module de uploads/Industriel/ automatisme-industrielle-chapitre-iii-pdf.pdf