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Semestre2 – Automatismes1 Introduction – Programmation des automates Semestre 2

Semestre2 – Automatismes1 Introduction – Programmation des automates Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 2 Sommaire 1 Introduction 2 Le langage LADDER 3 Le langage GRAFCET 4 Le langage structuré Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 3 Introduction 1 Introduction 2 Le langage LADDER 3 Le langage GRAFCET 4 Le langage structuré Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 4 1.1 Objets manipulés En fonction de sa puissance, un API possède Des signaux d’entrées/sorties physiques Des entrées logiques (accessibles bit par bit ou par mot) Des sorties logiques (accessibles bit par bit ou par mot) Des entrées analogiques Des sorties PWM Des entrées de comptage ….. De la mémoire interne pour le stockage de données (transition, étapes, calculs intermédiaires…) Bits ou mots « système » (ex First_Cycle) Bits ou mots réservés pour certains périphériques (ex FinTimer) Bits ou mots utilisables pour les données, mémorisés ou non suite à une coupure d’alimentation. Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 5 1.2 Table des entrées/sorties et mémoire interne La Table des E/S permet d’associer à chaque symbole un emplacement physique ou en mémoire. Bit interne Sortie 1 bit Mot interne Entrée 1 bit Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 6 1.3 Comment l’API exécute-il les programmes ? Le programme automate est organisé en une liste de tâches, écrites dans un des langages autorisés L’automate exécute les instructions séquentiellement une tâche après l’autre,  pour une tâche donnée, dans l’ordre des instructions  une tâche après l’autre, dans l’ordre d’écriture des tâches • Puis il recommence Le cycle dure entre 1ms et 10ms Au temps de cycle près, on considère que les tâches sont exécutées « en même temps » 6 tâches Une tâche Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 7 1.4 Le cycle de l’automate Entrées Sorties Central Unit Mémoire programme et données Interface de Sortie Interface d’Entrée Registre de sortie Optocoupleurs Optocoupleurs Transistors/relais Registre d’entrée Lecture des Entrées Programme Mise à jour Des Sorties ENTREES SORTIES Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 8 Le Langage LADDER 1 Introduction 2 Le langage LADDER 3 Le langage GRAFCET 4 Le langage structuré Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 9 Diagramme à contacts, utilisé pour programmer des éléments combinatoires 2.1 Le langage LADDER GND Vcc Bobine de sortie Contact normalement ouvert Contact normalement fermé « ET » «OU» a b c S S = a . (/b + c) Voir le cours précédent Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 10 Le langage GRAFCET 1 Introduction 2 Le langage LADDER 3 Le langage GRAFCET 4 Le langage structuré Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 11 0 ordre de marche SORTIR LE NOYAU capteur1 capteur2 Vérin START RENTRER LE NOYAU 2 1 Capteur 1 Capteur 2 Exemple temps 3.1 Langage GRAFCET (1) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 12 3.2 Séquences exclusives (1) Capteur 11 Capteur 12 0 EVACUER LA PIECE 1 capteur11 SORTIR LA TIGE DU VERIN 1 11 RENTRER LA TIGE DU VERIN 2 12 capteur12 capteur21 SORTIR TIGE DU VERIN 2 21 RENTRER TIGE DU VERIN 2 22 capteur22 piece évacuée Vérin 2 Met la capsule Vérin 1 Colle l’étiquette a1 a2 a1 a2 Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 13 Saut d’étape 1 2 recep1 3 recep2 recep3 6 recep4 Retour vers une étape 1 2 recep1 3 recep2 recep3 6 recep4 temps 3.2 Séquences exclusives (2) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 14 3.3 Séquences simultanées Piece.start =1 Capteur 11 Capteur 12 Capteur 21 Capteur 22 0 EVACUER LA PIECE 1 capteur11 SORTIR LA TIGE DU VERIN 1 11 RENTRER LA TIGE DU VERIN 2 12 capteur12 13 capteur21 SORTIR TIGE DU VERIN 2 21 RENTRER TIGE DU VERIN 2 22 capteur22 23 pièce évacuée Vérin 2 Met la capsule Vérin 1 Colle l’étiquette Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 15 3.4 Synchronisation de tâches presence_etiquette.X31 10 capteur11 SORTIR LA TIGE DU VERIN 1 11 RENTRER LA TIGE DU VERIN 2 12 capteur12 13 capteur21 SORTIR TIGE DU VERIN 2 21 RENTRER TIGE DU VERIN 2 22 capteur22 23 presence_capsule.X31 20 bouteille positionnée 30 31 ACHEMINER BOUTEILLE X13.X23 DEGAGER BOUTEILLE 32 X30 bouteille dégagée X30 Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 16 3.5 GRAFCET de niveau I : aspect fonctionnel (1) A la mise sous tension (étape 0), Le système reste au repos. Si l'opérateur donne un ordre de marche, le capot est ouvert. En fin d'ouverture, une indication "prêt pour cycle" est donnée à l'opérateur. (celui-ci doit assurer manuellement le remplissage de la machine). L'opérateur doit donner l'ordre de départ cycle qui consiste en La fermeture du capot Le malaxage et le chauffage jusqu'à 50°C Le malaxage jusqu'à ce que la température redescende à 40°C L'ouverture du capot après 10 secondes L'opérateur doit alors vidanger manuellement l'appareil et éventuellement le remplir de nouveau pour démarrer un nouveau cycle. Chaque fois que le capot est ouvert, l'opérateur peut arrêter la production en annulant l'ordre de marche. Cahier des charges : Le GRAFCET est aussi un langage de description fonctionnelle. Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 17 3.5 GRAFCET de niveau I : aspect fonctionnel (2) 1 Ouverture capot 2 Indication "prêt pr cycle" 3 Fermeture capot 0 ordre de marche capot ouvert ordre de départ cycle capot fermé 4 Malaxage Chauffage Température = 50° 5 Malaxage Température = 40° ordre d'arrêt 6 Attente 10 secondes Fin de l'attente « repos » Chargement ou déchargement manuel Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 18 MA OUV FERM CHAUF ouvert fermé t40 0ff On MARCHE DCY m dcy t50 prêt pour cycle VOY 3.6 GRAFCET de niveau II : partie opérative Choix des capteurs et actionneurs : Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 19 3.6 Le GRAFCET de niveau II : partie opérative (2) Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 20 3.7 Le GRAFCET de niveau III : partie commande 1 OUV 2 VOY 3 FERM m ouvert m.dcy fermé 4 MAL;CHAUF t50 5 MAL t40 /m 6 t/X6/10s 0 m dcy VOY ouvert fermé OUV FERM CHAUF t50 t40 MAL Choix des variables automates Le niveau II est le grafcet point de vue partie opérative, utilisée par les mécaniciens pour décrire le fonctionnement du système, il est très proche du grafcet de niveau III Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 21 Introduction contexte 1 Introduction 2 Le langage LADDER 3 Le langage GRAFCET 4 Le langage structuré Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 22 Langage proche du C Résultat plus lisible Mise au point et mise à jour des programmes plus rapide Suite d’instructions, séparées par le symbole ; Suite d’instructions exécutées séquentiellement et en boucle 4.1 Introduction contexte Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 23 4.2 Affectation et tests (* Ceci est un commentaire *) Affectation := Opérateurs booléens NOT, AND, OR Opérateurs arithmétiques +, -, *, / Tests = < > <> (* Ceci est une affectation *) VOYANT :=TRUE; Compteur := 100; (* Ceci est un test *) Temperature > 50 Position <>0 Fcourse = TRUE Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 24 4.3 Structure IF IF test THEN …….; …….; ELSE …….; …….; END_IF; IF Capteur3 = TRUE THEN N := 3 ; END_IF; IF Compteur > 100 THEN VOYANT :=TRUE; ELSE VOYANT := FALSE; END_IF; Semestre 2 – Cours d’automatismes industriels 25 4.4 Instruction CASE CASE selecteur OF val1, val2 …….; …….; val3 : …….; …….; ELSE …….; …….; END_CASE; Exemple : estimation de la qualité d’une pièce usinée. La pièce doit faire 3 mm d’épaisseur. CASE epaisseur_piece_mm OF 1: QUALITE = MAUVAISE; 2 : QUALITE = MOYENNE; 3 : QUALITE = BONNE; 4 : QUALITE = MOYENNE; 5 : QUALITE = MAUVAISE; ELSE : QUALITE = TRES_MAUVAISE; END_CASE; uploads/Industriel/ cours-automatismes-2-2015.pdf