Remerciez-le!

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

TP. Automate Programmable Industriel TP N4 -Introduction Automate Programmable

TP. Automate Programmable Industriel TP N4 -Introduction Automate Programmable Industriel ( API ) est une machine électronique programmable par un personnel non informaticien et destiné à piloter en ambiance industrielle et en temps réel des procédés industriels. Un automate programmable est adaptable à un maximum d'application, d'un point de vue traitement. C'est pour cela qu'il est de construction modulaire. Il est en général manipulé par un personnel électromécanicien. Le développement de l'industrie à entraîner une augmentation constante des fonctions électroniques présentes dans un automatisme c'est pour ça que l'API s'est substituée aux armoires à relais en raison de sa souplesse dans la mise en œuvre, mais aussi parce que dans les coûts de câblage et de maintenance devenaient trop élevés. L’utilisations d’automatisme L'automatisation permet d'apporter des éléments supplémentaires à la valeur ajoutée par le système. Ces éléments sont exprimables en termes d'objectifs par : Accroître la productivité (rentabilité, compétitivité) du système Améliorer la flexibilité de production ; Améliorer la qualité du produit Adaptation à des contextes particuliers tel que les environnements hostiles pour l'homme (milieu toxique, dangereux. Nucléaire...). Adaptation à des tâches physiques ou intellectuelles pénibles pour l'homme (manipulation de lourdes charges, tâches répétitives parallélisées...). Augmenter la sécurité. Figure 1 : Automate SIEMENS S5-95U Structure générale des API Les caractéristiques principales d'un automate programmable industriel (API) sont : -Compact ou modulaire -Tension d'alimentation -Taille mémoire -Sauvegarde (EPROM, EEPROM, pile, …) -Nombre d'entrées / sorties -Modules complémentaires (analogique, communication.) -Langage de programmation Figure 2 : Aspect extérieur d'un automate S7-200 CPU222 Des API en boîtier étanche sont utilisés pour les ambiances difficiles (température, poussière, risque de projection ...) supportant ainsi une large gamme de température, humidité ... L'environnement industriel se présentent sous trois formes : -environnement physique et mécanique (poussières, température, humidité, vibrations) ; -pollution chimique ; -perturbation électrique. (Parasites électromagnétiques) Figure 3 : Automate Modulaire Structure industrielle d’un automate programmable Les API comportent quatre principales parties -Une unité de traitement (un processeur CPU) ; -Une mémoire ; -Des modules d'entrées-sorties ; -Des interfaces d'entrées-sorties ; -Une alimentation 230 V, 50/60 Hz (AC) - 24 V (DC). La structure interne d'un automate programmable industriel (API) est assez voisine de celle d'un système informatique simple, -L'unité centrale est le regroupement du processeur et de la mémoire centrale. Elle commande l'interprétation et l'exécution des instructions programme. -Les instructions sont effectuées les unes après les autres, séquencées par une horloge. Deux types de mémoire cohabitent : - La mémoire Programme où est stocké le langage de programmation. Elle est en général figée, c'est à dire en lecture seulement. (ROM : mémoire morte) - La mémoire de données utilisable en lecture-écriture pendant le fonctionnement c'est la RAM). Elle fait partie du système entrées-sorties. Elle fige les valeurs (0 ou 1) présentes sur les lignes d'entrées, à chaque prise en compte cyclique de celle-ci, elle mémorise les valeurs calculées à placer sur les sorties. Figure 4 : Structure interne d'un automates programmables industriels (API) Fonctionnement L'automate programmable reçoit les informations relatives à l'état du système et puis commande les pré-actionneurs suivant le programme inscrit dans sa mémoire. Généralement les automates programmables industriels ont un fonctionnement. Le microprocesseur réalise toutes les fonctions logiques ET, OU, les fonctions de temporisation, de comptage, de calcul... Il est connecté aux autres éléments (mémoire et interface E/S) par des liaisons parallèles appelées ' BUS ' qui véhiculent les informations sous forme binaire. Lorsque le fonctionnement est dit synchrone par rapport aux entrées et aux sorties, le cycle de traitement commence par la prise en compte des entrées qui sont figées en mémoire pour tout le cycle. Figure 5 : Fonctionnement cyclique d'un API Le processeur exécute alors le programme instruction par instruction en rangeant à chaque fois les résultats en mémoire. En fin de cycle les sorties sont affectées d’un état binaire, par mise en communication avec les mémoires correspondantes. Dans ce cas, le temps de réponse à une variation d’état d’une entrée peut être compris entre un ou deux temps de cycle. Il existe d’autres modes de fonctionnement, moins courants : -synchrone par rapport aux entrées seulement ; -asynchrone. Description des éléments d'un API La mémoire Elle est conçue pour recevoir, gérer, stocker des informations issues des Différents secteurs du système que sont le terminal de programmation (PC ou console) et le processeur, qui lui gère et exécute le programme. Elle reçoit également des informations en provenance des capteurs. Figure 6 : La mémoire Le processeur Son rôle consiste d’une part à organiser les différentes relations entre la zone mémoire et les interfaces d’entrées et de sorties et d’autre part à exécuter les instructions du programme L’alimentation électrique Tous les automates actuels sont équipés d'une alimentation 240 V 50/60 Hz, 24 V DC. Les entrées sont en 24 V DC et une mise à la terre doit également être prévue. Réseaux automate Avec le développement des systèmes automatisés et de l'électronique, la recherche de la baisse des coûts et la nécessité actuelle de pouvoir gérer au mieux la production et a partir du moment où tous les équipements sont de type informatique, il devient intéressant de les interconnecter à un mini- ordinateur ou à un automate de supervision Figure 7 : Exemple d'une structure de contrôle et gestion de production L'interconnexion entre deux automates peut être réalisée très simplement en reliant une ou plusieurs sorties d'un automate à des entrées de l'autre et vice-versa Figure 8 : Interconnexion simple (Entrées/Sorties) entre deux automates (API) Grafcet Le GRAFCET (Graphe Fonctionnel de Commande des Etapes et Transitions) est l'outil de représentation graphique d'un cahier des charges. Il a été proposé par l'ADEPA (Agence pour le Développement de la Productique Appliquée à l'industrie en 1977 et normalisé en mai 1982 (NF C03-190). Le GRAFCET est une représentation alternée d'étapes et de transitions. Une seule transition doit séparer deux étapes. -Une étape correspond à une situation dans laquelle les variables de sorties conservent leur état. Les actions associées aux étapes (ce que l'on doit faire à l'étape correspondante) sont inscrites dans les étiquettes. Une transition indique la possibilité d'évolution entre deux étapes successives. A chaque transition est associé une condition logique appelée réceptivité. La lecture se fait de haut en bas. Dans le cas contraire, celle-ci est précisée par une flèche. Bascule RS : La bascule "RS" peut être réalisée avec des opérateurs "NON OU" (NOR) ou avec des opérateurs "NON ET" (NAND). La bascule "RS" avec opérateur "NON ET" est réalisée avec des portes "NON ET" interconnectées. Ces portes sont alors connectées en croix, et la sortie de l'une alimente l'entrée de l'autre. Il est primordial que les sorties Q et soient opposées, sans quoi la bascule "RS" ne peut fonctionner. L'architecture de la bascule "RS" comprend, en plus des deux portes "NON + ET", deux inverseurs. Chaque entrée est inversée. -Schéma de la bascule : 1-Cas d'une seule voie A Fonctionnement : -Au départ l'ensemble est à l'arrêt. -Une action sur le bouton JR en position jour provoque : - Le feu vert de la voie A s'allume -Au bout d'un temps préréglé de 5 secondes, le feu vert s'éteint, le feu orange s'allume. -Au bout d'un temps préréglé d'1 seconde, le feu orange s'éteint, le feu rouge s'allume. -Au bout d'un temps préréglé de 8 secondes, le feu rouge s'éteint. -Si le bouton JR est toujours en position "jour" le feu passe au vert, Sinon (en position "nuit") l'ensemble est à l'arrêt. -Grafcet cas A M1 M4 M2 M3 I/3/8S I/3/8S I T/1S T/5S T/3/8S Q1 T1=5s Q2 T2=1s Q3 T3=8s Programmation sur le LOGO. - Le feu vert de la voie A s'allume -Au bout d'un temps préréglé de 5 secondes, le feu vert s'éteint, le feu orange s'allume. Au bout d'un temps préréglé d'1 seconde, le feu orange s'éteint, le feu rouge s'allume. Au bout d'un temps préréglé de 8 secondes, le feu rouge s'éteint. uploads/Industriel/ tp-automate-programmable-industriel.pdf