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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE MOHAMED BOUDIAF - M’SILA réalise par : TURKI RABIE om et prénom Enseignant : Lalaoui Lahouao But du TP : FACULTE : TECHNOLOGIE DEPARTEMENT : ELECTRONIQUE DOMAINE : ELECTRONIQUE FILIERE : ELECTRONIQUE OPTION : ESEM TP N°1 «Initiation aux Automates Programmables Industriels (API Siemens S7-300) Comprendre la structure d'un Système Automatisé de Production et de définir les différentes parties de ce système et Comprendre aussi l'architecture matérielle des automates programmables industriels (API Siemens S7-300). Introduction : Un Automate Programmable Industriel est une machine électronique, programmable par un personnel non informaticien et destinée à piloter en ambiance industrielle et en temps réel des procédés automatiques. Les automates programmables industriels ou A.P.I. comme on les appelle le plus souvent ou encore Programmable Logic Controller (PLC en anglais), sont apparut aux Etats-Unis vers 1969 où ils répondaient aux désirs des industries de l’automobile de développer des chaînes de fabrication automatisées qui pourraient suivre l’évolution des technologies et des modèles fabriqués. L’A.P.I. s’est ainsi substitué aux armoires à relais en raison de sa souplesse, mais aussi parce que dans les automatismes de commande complexe, les coûts de câblage et de mise au point devenaient trop élevés. Répondez aux questions dans le papier : 1) Description des parties d’automate Un système automatisé est un ensemble d'éléments qui effectue des actions sans intervention de l’utilisateur : c'est l'opérateur. Celui-ci se contente de donner des ordres de départ et si besoin d'arrêt. Il est composé de plusieurs parties : la partie commande (PC): elle donne les ordres et reçoit les informations de l'extérieur ou de la partie opérative. Elle peut se présenter sous 3 manières différentes : un boîtier de commande, un microprocesseur (cerveau électronique), ou un ordinateur. la partie opérative (PO): c'est la partie d'un système automatisé qui effectue le travail. Autrement dit, c'est la machine. C'est la partie qui reçoit les ordres de la partie commande et qui les exécute. Elle comporte les capteurs et  Les actionneurs:Un actionneur est un élément de la partie opérative qui est capable de produire une action physique tel qu'un déplacement, un dégagement de chaleur, une émission de lumière ou de son à partir de l'énergie qu'il a reçu.  les capteurs : est un élément de la partie opérative qui permet de recueillir des informations et de les transmettre à la partie commande. Les capteurs sont choisis en fonction des informations qui doivent être recueillies (température, son, lumière, déplacement, position). 2) Schéma d'organisation d’un système automatisé Expliqué son fonctionnement La partie opérative : C’est la partie visible du système. Elle comporte les éléments du procédé, c’est `a dire : – des pré-actionneurs (distributeurs, contacteurs) qui reçoivent des ordres de la partie commande. – des actionneurs (vérins, moteurs, vannes) qui ont pour rôle d’exécuter ces ordres. Ils transforment l’énergie pneumatique (air comprimé), hydraulique (huile sous pression) ou électrique en énergie mécanique. – des capteurs qui informent la partie commande de l´exécution du travail. Par exemple, on va trouver des capteurs mécaniques, pneumatiques, électriques ou magnétiques montés sur les vérins. Le rôle descapteurs (ou détecteurs) est donc de contrôler, mesurer, surveiller et informer la PC sur l’évolution du système. La partie commande Ce secteur de l’automatisme gère selon une suite logique le d´déroulement ordonné des opérations à réaliser. Il reçoit des informations en provenance des capteurs de la Partie Opérative, et les restitue vers cette même Partie Opérative en direction des pré-actionneurs et actionneurs. L’outil de description de la partie commande s’appelle le Graphe Fonctionnel de Commande Étape / Transition (GRAFCET). La partie relation La partie relation permet à l’opérateur de dialoguer et de commander la partie opérative. Il comporte : Des capteurs de commande (marche, arrêt, arrêt d’urgence…). Des voyants de signalisation (mise sous tension, fonctionnement anormal, buzzer…). Des appareils de mesure de pression (manomètre), de tension (voltmètre), d’intensité (ampèremètre). 3) Contraintes du monde industriel : 4) Différents types de commande : 1. Le système automatisé combinatoire 2. Le système automatisé séquentiel 3. La logique programmée : commande électrique 4. La logique câblée : commande pneumatique 5. Les systèmes asservis 5) La déférence entre système automatisé industriel combinatoire et un système automatisé séquentiel Un système automatisé industriel combinatoire : Les systèmes automatisés utilisant la technique ”combinatoire” sont aujourd’hui très peu utilisés. Ils peuvent encore se concevoir sur des mécanismes simples où le nombre d’actions `a effectuer est limité (ex : pilotage de 2 vérins).Ils présentent en outre l’avantage de n’utiliser que très peu de composants(vérins, distributeurs, capteurs, cellules). Un système automatisé séquentiel : Ces systèmes sont les plus répandus dans le domaine industriel. Le déroulement du cycle s’effectue ´étape par ´étape. A une situation des entrées peuvent correspondre plusieurs situations de sortie. La s´élection d’une ´étape ou d’une autre d´dépend de la situation antérieure du dispositif. 6) Le rôle des composants de la partie opérative : • Les actionneurs convertissent l’énergie d’entrée disponible sous une certaine forme (électrique, pneumatique, hydraulique) en une énergie utilisable sous une autre forme, par exemple : - Energie thermique destinée à chauffer un four (l’actionneur étant alors une résistance électrique). - Energie mécanique destinée à provoquer une translation de chariot (l’actionneur pouvant être un vérin hydraulique ou pneumatique). - Energie mécanique destinée à provoquer une rotation de broche (l’actionneur pouvant être alors un moteur électrique). • Les pré-actionneurs reçoivent les signaux de commande et réalisent la commutation de puissance avec les actionneurs. Les préactionneurs des moteurs électriques sont appelés contacteurs. Les préactionneurs des vérins et des moteurs hydrauliques et pneumatiques sont appelés distributeurs (à commande électrique ou pneumatique). • Les capteurs, qui communiquent à la partie commande des informations sur la position d’un mobile, une vitesse, la présence d’une pièce, une pression… - Les capteurs T.O.R. (tout ou rien), qui délivrent un signal de sortie logique, c’est à dire 0 ou 1. Exemple : détecteur de fin de course. - Les capteurs numériques, ou « incrémentaux », qui associés à un compteur, délivrent des signaux de sortie numérique. Exemple : capteur ou codeur incrémental utilisé pour la mesure des déplacements des chariots de machine à commande numérique. - Les capteurs analogiques, ou proportionnels » qui permettent de prendre en compte la valeur réelle d’une grandeur physique. Exemple : Sonde de température. • Les appareils de ligne. Ceux-ci représentent l’ensemble des composants indispensables à la mise en œuvre et à la bonne marche de l’automatisme Exemples sur la logique programmée et la logique câblée : 7) La différence entre la commande électrique et la commande pneumatique La commande électrique L’élément principal s’appelle l’Automate Programmable Industriel ou l’API.La détection est électrique. Le pilotage des actionneurs se fait par l’intermédiaire de relais ou de distributeurs. Il existe sur le marché de nombreuses marques d’automates : Télémécanique, Siemens, Omron, Allen Bradley, Cegetel, etc. . . La commande pneumatique L’élément principal s’appelle module séquenceur et l’association de modules constitue un ensemble appelé séquenceur. La détection est pneumatique, le pilotage des distributeurs se fait par une action de l’air comprimé sur un piston qui fait déplacer le tiroir du distributeur `a droite ou a gauche. L’ensemble, appelé tout pneumatique, est homogène et fiable. 8) Les avantages et les inconvénients des systèmes automatisés Les avantages – La capacité de production accélérée ; – L’aptitude `a convenir `a tous les milieux de production ; – La souplesse d’utilisation ; – La création de postes d’automaticiens. Les inconvénients – Le coût élevé du matériel, principalement avec les systèmes hydrauliques ; – La maintenance doit être structurée ; – La suppression d’emplois ; 9) Le principe de fonctionnement des capteurs TOR et les capteurs sans contact Les capteurs Tout Ou Rien D`es qu’une grandeur physique est détectée (ou change d’état), ils délivrent en sortie un signal électrique ou une pression pneumatique. Il existe plusieurs capteurs T.O.R., par exemple : – Les capteurs `a commande manuelle destines a l’équipement des pupitres et des postes de commande comme des boutons poussoirs, les boutons `a 2 ou 3 positions, les arrêts coup de poing. La commande est fournie par l’opérateur. – Les capteurs a commandé mécanique ou interrupteurs de position situés sur la partie opérative, ils détectent par contact la présence d’une partie mobile (par ex : la tige d’un vérin). Les capteurs sans contact Citons par exemple : – Les capteurs de proximité `a jet d’air. Ces capteurs fluidiques permettent la détection sans contact mécanique, par réflexion d’un jet d’air, de la présence ou du passage d’une pièce. Le fonctionnement est assuré par un relais amplificateur. Détection de 0 à 6 mm. – Les détecteurs de proximité magnétique. Les Interrupteurs à Lame Souple(ILS) se ferment au passage d’un aimant. Ils ont comme avantages : l’élimination des problèmes mécaniques, un encombrement réduit (donc on peut monter plusieurs capteurs côte `a côte), une endurance élevée(107 manœuvres). Dans cette catégorie, il existe aussi les détecteurs inductifs pour les métaux ferreux, capacitifs pour les métaux non ferreux, infrarouges pour localiser une source de chaleur. – Les détecteurs de passage photoélectrique (barrage ou réflexion) pour lesquels uploads/Industriel/ tpapi1.pdf