Semestre2 – Automatismes1 Introduction – Présentation et programmation des auto
Semestre2 – Automatismes1 Introduction – Présentation et programmation des automates programmables Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 2 Sommaire 1 Introduction – contexte 2 L’automate programmable 3 Capteurs et actionneurs 4 Programmation des automates (partie 1) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 3 Introduction contexte 1 Introduction – contexte 2 L’automate programmable 3 Capteurs et actionneurs 4 Programmation des automates (partie 1) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 4 contrôleur Comment réaliser le contrôleur ? Quelle technique choisir ? entrées sorties Vers les actionneurs un voyant une vanne un moteur Depuis les capteurs un interrupteur une sonde de tension un fin de course 1.1 Qu’est ce qu’un automatisme ? L’automatisation consiste à mettre en place des systèmes électroniques permettant le fonctionnement autonome de machines Le contrôleur connait l’état de la machine grâce aux capteurs. En fonction de cela, il prend les décisions pour piloter les actionneurs Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 5 1.2 Les deux grands domaines de l’informatique industrielle L’embarqué automobile téléphonie consoles diverses production de masse le contrôleur est un microcontrôleur L’automatisme industriel processus industriel agroalimentaire, chimie, automobile, traitement de l’eau ….. production et transport de l’énergie gestion technique de bâtiment machines spéciales production unitaire ou petites séries le contrôleur est un automate programmable Nous nous limitons à ce domaine Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 6 L’automate programmable 1 Introduction – contexte 2 L’automate programmable 3 Capteurs et actionneurs 4 Programmation des automates (partie 1) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 7 L'automate programmable, un équipement de contrôle-commande conçu pour Sa robustesse Des temps de mise en œuvre courts (programmation et communications aisées) Un produit « sur étagère », interopérable avec une large famille de capteurs / actionneurs Sa pérennité Les inconvénients : Le coût (de 100 à 2000 euros, voir plus) Le poids, l’encombrement, la consommation 2.1 L’automate programmable Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 8 2.2 Architectures possibles (1) Locale les entrées/sorties sont directement connectées à l’automate Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 9 2.2 Architectures possibles (2) Distribuée les entrées/sorties sont déportées grâce à un bus de terrain de la supervision est possible via un réseau Automate Variateur de vitesse Entrées/sorties déportées Moteur Capteur intelligent Capteurs et actionneurs Réseau de Supervision IHM Bus de terrain Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 10 Les acteurs indépendants du domaine de la supervision Arc Informatique - PCVue (français) Wonderware - InTouch (franco-américain) Codra - Panorama Les acteurs les plus importants de l'automatisme Siemens (n°1, allemand) Schneider Electric (français) Rockwell Automation (américain) ABB (suédois) Omron (japonais) Mitsubishi (japonais) Panasonic (Japonais) Wago (allemand) Phoenix Contact (allemand) Bekhoff (allemand) BnR (suisse) Unitronics (israelien) 2.3 Les acteurs Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 11 Capteurs et actionneurs 1 Introduction – contexte 2 L’automate programmable 3 Capteurs et actionneurs 4 Programmation des automates (partie 1) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 12 Un capteur convertit une grandeur physique en signal électrique utilisable Exemples : capteur de température, capteur de vitesse, fin de course Capteur Tout ou Rien (TOR), il est équivalent à un interrupteur Exemple : le fin de course Capteur numérique : il fournit un nombre entier proportionnel à la grandeur physique mesurée Exemple : le codeur de position Capteur analogique : il fournit une grandeur électrique proportionnelle à la grandeur physique mesurée Exemple : le capteur de température (ou sonde) 3.1 Capteurs Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 13 Un actionneur réagit à un ordre électrique et permet la mise en fonctionnement d’un objet mécanique. Exemples : Le moteur (actionneur électrique), le vérin (actionneur pneumatique ou hydraulique), l’électrovanne (action directe ou servo-assistée), résistance chauffante... Les actionneurs sont commandés par des pré-actionneurs. Exemples : Un variateur de vitesse pour un moteur un distributeur pour un vérin 3.2 Actionneurs et préactionneurs Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 14 3.2 Actionneurs et pré-actioneurs Le pré-actionneur transmet/module l’énergie disponible envoyée vers l’actionneur. Il est commandé par l’automate Le variateur convertit l’énergie électrique du réseau (230V, 50 Hz) pour le moteur asynchrone Le distributeur transmet l’énergie pneumatique au vérin Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 15 3.3 Interface Homme/Machine (IHM) Permet la communication entre l’automate et l’opérateur Exemple : Retour de défauts, d’informations sur l’état de la machine (températures, vitesses), l’état actuel du processus ( démarrage, remplissage…) Envoi de consignes : marche, arrêt, consigne de vitesse, température pour un four… Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 16 Programmation des automates 1 Introduction – contexte 2 L’automate programmable 3 Capteurs et actionneurs 4 Programmation des automates (partie 1) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 17 4.1 Programmation des automates PC API Liaison série, USB ou Ethernet L’automate se programme grâce à un outil de développement (un logiciel) sous PC Les projets sont décrits en utilisant un langage dédié aux automatismes Il existe plusieurs langages, que l’on peut combiner LADDER GRAFCET (SFC) Langage de haut niveau (ST, voire langage C) Blocs fonctionnels (FB) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 18 4.2 Langage LADDER (1) Le LADDER est le langage de programmation des automates le plus ancien Il est simple Sa simplicité le rend inadapté pour décrire des problème complexes Exemples a résultat a résultat Un réseau Traduction de resultat = a Traduction de resultat = /a Une bobine Un contact normalement ouvert Un contact normalement fermé Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 19 4.2 Langage LADDER (2) a b résultat Fonctions combinatoires a b résultat c Traduction de resultat = a . b. c c Traduction de resultat = a + b + c ET OU Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 20 4.2 Langage LADDER (3) Fonctions mémoire Traduction de la mise à ‘0’ et maintien Traduction de la mise à ‘1’ et maintien marche moteur Set arret moteur Reset Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 21 4.3 Langage GRAFCET (4) Le langage GRAFCET (ou SFC) est dédié à la description de problèmes séquentiels Problématique combinatoire : le temps n’intervient pas. L’état des sorties dépend uniquement de l’état des entrées. « Les conditions de démarrage sont réunies si le capot est fermé et le bain d’huile à la bonne température. » Problématique séquentielle : le temps et l’ordonnancement interviennent « Suite à un ordre de marche, le vérin sort. Quand la tige est totalement sortie, il faut attendre 10s. Ensuite, le vérin rentre. Quand la tige est totalement rentrée, on attend un nouvel ordre de marche » Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 22 0 ordre de marche SORTIR LE NOYAU capteur1 capteur2 Vérin START RENTRER LE NOYAU 2 1 Capteur 1 Capteur 2 Exemple temps 4.3 Langage GRAFCET (5) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 23 0 ordre de marche SORTIR LE NOYAU capteur1 capteur2 RENTRER LE NOYAU 2 1 Exemple Étape initiale Étape Transition Réceptivité Liaison orientée Action temps 4.3 Langage GRAFCET (6) Un bit interne est associé à chaque étape. Il vaut 1 quand l’étape correspondante est active Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 24 4.3 Langage GRAFCET (7) 1 2 a 1 2 var>10 Comparaison de grandeurs numériques 1 2 t/X1/5s Temporisation 1 2 TRUE Toujours vraie 1 2 a n n+1 receptivité La transition est franchie si l’étape précédente n est active ET si la réceptivité est vraie Le franchissement de la transition désactive l’étape précédente et active l’étape suivante La réceptivité est une expression booléenne. Exemples : 1 2 a+/b Combinaison Transitions Front montant Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 25 4.3 Langage GRAFCET (8) Actions 10 Action A Action ordinaire Action A Action B 11 Deux actions simultanées Action conditionnelle 12 Action A si condition C 25 Action A Action mémorisée R 13 Action A S 26 Action A Action impulsionnelle P uploads/Industriel/ cours-automatismes-1-2015.pdf
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- Publié le Sep 12, 2021
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