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Chap. V L'Automate Programmable Industriel ou A.P.I. SOMMAIRE -A Rappels concer

Chap. V L'Automate Programmable Industriel ou A.P.I. SOMMAIRE -A Rappels concernant les Parties Opératives commandées par API: 1) La PO est de type Pneumatique 2) La PO est de type Electrique 3) Réalisation de la PC -B Les Systèmes Programmables: 1) Présentation 2) Les langages de programmation 3) La programmation graphique sur Télémécanique 3.1 Langage à contacts 3.2 Opérations sur chaînes de BITS et (ou) MOTS 3.3 Les fonctions Spéciales 3.4 Le langage Grafcet 3.5 Les Structures Logiciels * Mono tâche * Multitâche -C Architecture d'un système programmé: 1) Le système microprogrammé 2) Structure générale d'une unité centrale * Le microprocesseur * Les mémoires * Les interfaces d'entrées et de sorties 1 L'Automate Programmable Industriel ou A.P.I. A) Quelques rappels concernant les PO commandées par API : La distribution de l'énergie sur les actionneurs se fait le plus souvent par l'intermédiaire de RELAIS de PUISSANCE. Dans ce qui suit nous nous plaçons dans le cas ou la partie commande est un A.P.I.( donc les ordres et l'acquisition des données est de nature électrique de basse puissance ) . 1) les actionneurs sont de types pneumatiques ou hydrauliques ( vérins ... ) . 1.1) La chaîne d’action est la suivante : 2 1.2) Quelques rappels de symbolisation en pneumatique . Vérins : Distributeurs : La symbolisation des appareils de distribution pneumatique intègre trois fonctions qui sont: Les positions représentées par des cases. Les orifices qui sont les raccordements nécessaires au passage de l'air comprimé. Les organes de commande qui déterminent la façon dont le distributeur est piloté. Auxiliaires de distribution et canalisations : 3 Exemple de montage pneumatique : En donner la fonction : Traitement de l'air comprimé : Ensemble complet de traitement et de conditionnement de l’air ; sorties air sec et air lubrifié 4 2) les actionneurs sont de types électriques ( moteurs… ) . 2.1) Dans le cas de moteur à commander par sorties T.O.R. on peut avoir la configuration suivante : Rappel de normes classiques : NORMALISATION FONCTION SECTIONNEUR Isoler un circuit électrique du réseau amont (ici protection magnétique par fusibles) DISJONCTEUR Etablir ou interrompre des circuits parcourus par des courants dans conditions normale ou anormale THERMIQUE Protection contre les surcharges : - les surcharges faibles et prolongées - le manque de phase - le déséquilibre de phase MAGNETIQUE Protection contre les courts-circuits CONTACTEUR Etablir ou interrompre des circuits parcourus par des courants dans conditions normale de service. Il permet d'effectuer une commande à distance à l'aide de fils de faible section CONTACTEUR DISJONCTEUR il remplit les fonctions : Protection contre les surcharges Protection contre les courts-circuits Commande Sectionnement • étoile triangle • statorique • rotorique … inverseur démarrage direct ou et/ou Pré actionneurs 5 Exemple de branchement de moteurs. branchement en direct branchement en étoile triangle Puissance Commande inversion du sens de marche Puissance Commande Puissance Commande étoile triangle pré-câblé 6 Exercice: Compléter le schéma électriques partie puissance ci dessous dans le cas suivant : - moteur triphasé - démarrage étoile triangle avec sectionneur par fusibles - possibilité d'inversion du sens de marche 7 Le schéma de commande de ce démarrage étoile triangle est le suivant : Identifier les différents composants: RT: .................................................................... ................................ S1: .................................................................................................... S2: .................................................................................................... KM1: .................................................................................................... KM2: ..............................................................................................._..... KM3: .................................................................................................... KM4: .................................................................................................... 1KM4-1KM3: ........................................................................................... 3KM1-3KM2: ........................................................................................... 1KA1: ................................................................................................... Décrivez le fonctionnement: pour cela il est conseillé de placer sur le schéma de commande les rôles destinés à chaque contacteurs - Fermeture manuelle de Q; - impulsion manuelle sur S2 ce qui ................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................ 8 2.2) Dans le cas de moteur à commander par l'intermédiaire d'un variateur : Cas d’un moteur à courant alternatif commandé par un Automate Industriel. Signal TOR Le sens de marche AV/AR, la vitesse sont donnés par la tension variable verrouillage / Déver. Marche AV exemples : Marche AR (la consigne de vitesse ? est câblée en externe, potentiomètre ) ? C(N.m) et N(tr/s) VARIATEUR de Vitesse (type Altivar) MOTEURS ASYNCHRONES Carte (interface) de Sortie TOR API avec carte de communication Permet : API avec carte de sortie analogique 9 Cas d’un moteur à courant continu commandé par un Automate Industriel → on est alors en présence d’une régulation de vitesse. Signal TOR Le sens de marche AV/AR, la vitesse sont donnés par la tension variable verrouillage / Déver. Marche AV exemples : Marche AR (la consigne de vitesse AV +8 Volts est câblée en externe, AR -8 Volts potentiomètre ) U variable U variable C(N.m) et N(tr/s) Exemple de branchement de moteurs . Un premier exemple a été vu lors du TP2.5 (l'ALTIVAR en 1ére année). D’autres exemples seront développés cette année en TD notamment lors du TP V-B3.2 . VARIATEUR de Vitesse (type Rectivar) MOTEURS A C CONTINU Carte (interface) de Sortie TOR API avec carte de sortie analogique 10 3) Réalisation de la partie commande. Le séquencement des opérations est géré par la partie commande . Suivant l'importance des automatismes mis en jeux ont peut envisager deux types de commande . - commande en logique câblée - commande par automate programmable ou A.P.I. Dans les deux cas les techniques d'étude font appel à une représentation graphique qui fut proposé par l'ADEPA : le grafcet ( déjà étudié au chapitre III) 3.1) Logique câblée Elle utilise les connaissances en logique combinatoire et l'emploi de module d'étape ( ou séquenceur ) . A noter que ces dispositifs on presque totalement disparu à ce jour. 3.2) logique programmée : l'A.P.I. C'est celle que nous allons développer dans les paragraphes suivants B et C . Elle permet la mise en oeuvre de gros systèmes automatisés de part sa puissance de calcul qui ne cesse de progresser . 11 B) Les systèmes programmables 1) introduction L'automatique prenant de plus en plus d'importance et les systèmes étant de plus en plus lourds à gérer, la commande par logique câblée ne pouvait plus suivre. Pour répondre à la demande des industriels, les systèmes et chaînes de production automatisées sont maintenant gérer par des systèmes programmables. Ces systèmes programmables ne sont en fait que de grosses machines séquentielles pouvant traiter un grand nombre d'opérations en un temps très court. De plus ses systèmes permettent aisément la modification de paramètres et même de programmes ce qui a engendré une plus grande souplesse des ateliers automatisés d'où le nom de flexibilité. 2) Les langages de programmation Toutes ces machines programmables sont organisées autour d'un microprocesseur. Deux grandes marques se partagent actuellement le marché : INTEL MOTOROLA 2.1) Quelques définitions : - PROGRAMME ; c'est une suite d'actions réalisables par l'unité de traitement. Le programme correspond à la traduction du cahier des charges. - INSTRUCTION ; ce sont les ordres exécutables par l'unité de traitement. La liste ( toujours finie ) de ces instructions s'appelle le jeux d'instructions. Un programme est une suite d'instructions assemblées dans un ordre précis afin de répondre à un problème particulier. - LANGAGE EXTERNE ; il est utilisé lors de l'écriture et de la mise au point du programme. Il sert aussi au dialogue plus aisé entre l'opérateur et la machine. - LANGAGE INTERNE ; il est utilisé par l'unité de traitement. C'est le langage du microprocesseur. Un programme écrit en langage externe et terminé, sera toujours traduit dans ce langage 2.2) Petit tour d'horizon des langages externes Comme les langages internes sont tous différents et quasiment incompréhensibles, les informaticiens ont mis au point des langages permettant de travailler plus efficacement avec les systèmes programmables; se sont les langages externes. On peut les classer en trois grandes catégories : - L'assembleur - Les langages orientés informatique - Les langages orientés automatique On n'abordera pas ici les deux premier et l'on va s'intéresser à la troisième catégorie qui sont les langages à vocation automatique. 12 2.21) Les langages orientés automatique • Langage liste Instruction (IL) : C’est un langage « machine » booléen qui permet l’écriture de traitements logiques et numériques. • Langage littéral Structuré (ST) : C’est un langage de type « informatique » permettant l’écriture structurée de traitements logiques et numériques. • Langage à contacts : C’est un langage graphique. Il permet aisément la transcription de schémas à relais type électrique. • Langage Grafcet : C’est un langage graphique qui permet de représenter de façon structurée le fonctionnement d’un automatisme séquentiel. • Représentation formalisée des variables programme : Symbolique Entrée Sortie Bit Mot Double Mot Mot Const. Double mot const. Bit syst. Mot Syst. Standard %I %Q %M %MW %MD %KW %KD %S %SW Ancien standard I O B W CW SY SW a) Langage type liste d’instruction. Quelques éléments de code du jeu d’instruction Quelques instructions de test : Quelques instructions d’action : Fait partie des langages dits graphiques 13 Illustration dans l’exemple ci-dessous : Zone mémoire utilisable : Variables mémoires : de %M0 à %M255 Adresses des entrées : de %I1.0 à %I1.15 Adresses des sorties : de %Q2.0 à %Q2.11 Affectations Exemple de réalisation 1 Exemple de réalisation 2 Etapes adresses étiquette Code IL étiquette Code uploads/Industriel/ cours-ch-v-pdf.pdf