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1 | P a g e M r A Y A D I . M Chapitre 3 : Les automates programmables industri

1 | P a g e M r A Y A D I . M Chapitre 3 : Les automates programmables industriels (API) I- Introduction : Les API sont des micro-ordinateurs simplifiés qui sont spécialement conçu pour traiter, par un programme, des problèmes de logique séquentielle (ou combinatoire) afin de remplacer les commandes d'automatismes en logique câblée réalisée avec des circuits logiques ou des relais. Ces équipements bien qu'ils offrent beaucoup moins de possibilités que les processus classiques , ont l'avantage d'être employés très facilement par des personnels non qualifiés en informatique , grâce à des langages de programmation de type langage à relais , équations booléennes ou GRAFCET . Les API sont en général conçues pour fonctionner en milieu industriel, afin de remplacer les armoires à relais. II- Structure générale d’une installation automatisée : Entrées Sorties Technologie câblée Entrées Sorties Technologie programmée Instructions • Principaux constituants et connexions des API: Système automatisé à piloter par API Capteurs Actio- nneurs API Entrées Sorties Comptes rendus Ordres 2 | P a g e M r A Y A D I . M III- Structure générale des API Les différents modules de l'API sont : - Module d'entrées : Ils permettent à l'unité centrale de recevoir les informations logiques des capteurs et des boutons poussoirs du pupitre reliés à l’API. - Module de sorties : ils permettent à l'unité centrale d’émettre des informations ordres de types logiques et électriques vers les pré-actionneurs de l’API. - Unité centrale : l'unité centrale de traitement est l'ensemble électrique qui effectue le travail dans la mémoire programme. La mémoire programme enregistre les instructions du programme de commande ainsi que les données stockées à un endroit précis appelé " PAS" de programme. Les trois parties sont reliées entre elles par des " BUS " (les bus sont des faisceaux de huit fils parallèles, chaque fil véhicule un bit : 0 ou 1). - Module d'alimentation : deux alimentations de 24v continues ou alternatives pour assurer la liaison galvanique entre l'automate et le module d’entrées. IV- Critères de choix d'un API : Le choix d'un API est fonction de la partie commande à programmer. Choisir un API, ça revient à consulter les caractéristiques techniques suivantes : - nombre d'E/S - temps de traitement. - nombre d'étapes ou instructions. - nombre des temporisateurs. - nombre des capteurs. - capacité de la mémoire Actionneurs 3 | P a g e M r A Y A D I . M V- Exemples d’API. * Automates programmable OMRON : - série CP1, CJ2 * Automates programmables TELEMECANIQUE : - série TSX21 ; TSX17 ; TSX17-20 ; TSX27, 47, 67,87 * Automates programmables SCHNEIDER - série TSX57, M340 * Automates programmables SIEMENS - série S7300, S7400, S71200, S71500 * Automates programmables MOELLER - série PS4 - série XC VI- Programmation de l’automate siemens 1/ Affectation des bornes du S7-200 (CPU 221) 2/ Types de variables Il existe plusieurs types de variables, mais dans le cadre de cette première approche, on fera plus particulièrement attention aux variables suivantes: 4 | P a g e M r A Y A D I . M - Entrées (E) - Sorties (A) - Mémoire (M) - Temporisations (T) - Compteurs (Z) • Les temporisateurs (T): le S7-200 fournit des temporisateurs qui comptent des incréments de temps selon des résolutions (incréments de base de temps) égales à 1ms, 10ms et 100ms. • Les compteurs (C) : le S7-200 fournit trois types de compteurs qui comptent chaque transition du niveau bas au niveau haut aux entrées de comptage : les compteurs qui incrémentent, ceux qui décrémentent et ceux pouvant à la fois incrémenter et décrémenter. 3/ Jeu d'instructions : Le processeur exécute un certain nombre d’opérations logiques; l’ensemble des instructions booléennes des instructions complémentaires de gestion de programme (saut, mémorisation, adressage ...) constitue un jeu d’instructions. Chaque automate possède ses propres jeux d’instructions. Mais par contre, les constructeurs proposent tous une interface logicielle de programmation répondant à la norme CEI1131-3. Cette norme définit cinq langages de programmation utilisables, qui sont : ▪ Les langages graphiques : • LD : Ladder Diagram (Diagrammes échelle) • FBD : Function Block Diagram (Logigrammes) • SFC : Sequential Function Chart ( Grafcet) ▪ Les langages textuels : • IL : Instruction List (Liste d’instructions). 5 | P a g e M r A Y A D I . M • ST: Structured Text (Texte structuré). Le langage à relais (Ladder Diagram) est basé sur un symbolisme très proche de celui utilisé pour les schémas de câblage classiques. Les symboles les plus utilisés sont donnés au tableau suivant : * Il existe plusieurs types de sorties pour l’API, mais nous n’allons en étudier que 3 sorties : - Sortie directe : qui fonctionne comme l’entrée directe. - Sortie SET (S) : qui agit comme une mémoire et reste à 1. - Sortie RESET (R) : qui remet à zéro la sortie S. • Exemple de programmation LADDER 4/ Sécurité : Les systèmes automatisés sont, par nature, source de nombreux dangers (tensions utilisées, déplacements mécaniques, jets de matière sous pression, etc.). Placé au cœur du système automatisé, l'automate se doit d'être un élément fiable car un 6 | P a g e M r A Y A D I . M dysfonctionnement de celui-ci pourrait avoir de graves répercussions sur la sécurité des personnes, de plus les coûts de réparation et un arrêt de la production peuvent avoir de lourdes conséquences sur le plan financier. Aussi, l'automate fait l'objet de nombreuses dispositions pour assurer la sécurité : - Contraintes extérieures : l'automate est conçu pour supporter les différentes contraintes du monde industriel et a fait l'objet de nombreux tests normalisés. - Coupures d'alimentation : l'automate est conçu pour supporter les coupures d'alimentation et permet, par programme, d'assurer un fonctionnement correct lors de la réalimentation (reprises à froid ou à chaud). - Mode RUN/STOP : Seul un technicien peut mettre en marche ou arrêter un automate et la remise en marche se fait par une procédure d'initialisation (programmée) - Visualisation : Les automates offrent un écran de visualisation où l'on peut voir l'évolution des entrées / sorties 5/ Exemple de programmation LADDER : Soit la fonction logique suivante : F = a + b.c • Affectation des entrées et de la sortie variables affectation a I0.0 b I0.1 c I0.2 F Q0.0 • Programmation LADDER I0.1 I0.2 I0.0 Q0.0 7 | P a g e M r A Y A D I . M 6/ Application : • Poste de perçage (voir chapitre1 : GRAFCET) 1) Ecrire les équations des étapes et des sorties 2) Donner le programme LADDER uploads/Industriel/ chapitre-3-pdf.pdf