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Résumé de Théorie Automates Programmables I :Unité 2 TABLE DES MATIÈRES Unité 2

Résumé de Théorie Automates Programmables I :Unité 2 TABLE DES MATIÈRES Unité 2 2. LES AUTOMATES PROGRAMMABLES INDUSTRIELS 02.1 Introduction 02.1.1 Historique................................................................................................................... 12.1.2 Les domaines d’applications....................................................................................... 12.2 Exemple d’automatisme 22.2.1 Séquence en mode automatique du système d’élévateur............................................ 32.2.2 En mode manuel......................................................................................................... 42.2.3 Le bouton d’arrêt........................................................................................................ 22.3 Les types d’automates Programmables Industriels (API) 32.4 Structure de l’automate programmable industriel 52.4.1 Interface d’entrée........................................................................................................ 62.4.2 Interface de sortie....................................................................................................... 72.4.3 La mémoire interne..................................................................................................... 82.4.4 La mémoire BIT......................................................................................................... 92.4.5 La mémoire MOT....................................................................................................... 102.4.6 Cycle d’opération..................................................................................................... 42.5 Les branchements électriques 112.5.1 L’automate programmable........................................................................................ 122.5.2 Alimentation des sorties............................................................................................ 132.5.3 Alimentation des entrées........................................................................................... 142.5.4 Référence.................................................................................................................. 152.5.5 Les fusibles et les disjoncteurs.................................................................................. 162.5.6 Le bruit électrique.................................................................................................... 172.5.7 Règles à suivre lors de l’installation électrique......................................................... 182.5.8 Installation mécanique.............................................................................................. 52.6 Les Modules 192.6.1 Représentation des branchements des modules d’un SLC-500................................ 202.6.2 Spécifications des modules d’E/S d’un SLC-500..................................................... 212.6.3 Langage de programmation...................................................................................... 222.6.4 Les divers langage de programmation...................................................................... 232.6.5 Programmation ladder (exemple d’un démarreur de moteur).................................. 62.7 Définitions de quelques termes 72.8 Annexe A : Monte-Charge 82.9 Annexe B : Système double de pompes en station Les Automates Programmables Industriels Page 0 Mer SOUHANE Résumé de Théorie Automates Programmables I :Unité 2 Les Automates Programmables Industriels Introduction Historique De la construction des grandes pyramides d’Égypte en passant par le programme spatiale américain, l’être humain tente toujours d’automatiser les tâches monotones, répétitives et dangeureuses. De grande découverte en grande découverte, l’homme se sert de moins en moins de ses bras et de plus en plus de son intelligence. Après l’apparition du levier et l’utilisation de la vapeur, c’est l’apparition des semiconducteurs, dans les années 50, qui révolutionne le monde industriel. À la fin des années 60, un premier automate programmable muni d’un microprocesseur fait son apparition dans l’industrie automobile. Cette technologie a tôt fait de remplacer les circuits à relais dans la conception de chaînes de montage. Bien que les relais se retrouvent encore dans divers équipements, l’utilisation à grande échelle de ce composant est chose du passé. Ils demandaient un appel de courant trop important, une installation laborieuse et beaucoup trop d’espace en plus d’être peu flexible et difficile à dépanner. De plus, le bruit et l’usure des contatcs mécaniques étaient souvent source de problèmes. La complexité et l’ampleur de ce type d’installation faisaient en sorte que seuls des électriciens d’expérience ou ayant pris part à l’installation du panneau de contrôle étaient en mesure de solutionner les pannes. La venue des Automates Programmables Industriels (API)1, avec leur solution programmée, réduit de beaucoup l’espace requis pour l’installation, simplifie le filage et élimine complètement le bruit; les modifications de l’automatisme deviennent presque un jeu d’enfant. Les électriciens, selon la majorité des experts, ont alors vu leur tâche simplifiée. Par contre, Dans les années 70 et 80, les électriciens de longue date vous auraient peut-être dit qu’ils avaient vu leur tâche se complexifier avec la venue de la programmation sur clavier ou par ordinateur. Peu importe, il est certain que les microprocesseurs à transformer et à modifier, de façon permanente, la façon de contrôler les machines industrielles. Ainsi, la plupart de électriciens doivent se recycler ou s’adapter à cette nouvelle réalité du marché du travail. Les domaines d’applications Les domaines d’application des automates programmables industriels sont, à ce jour, très diversifiés qu’il est presque impossible de citer une industrie qui ne les utilise pas. De la station de pompage au remplissage des bouteilles de boisson gazeuse, l’API se retrouve dans tous les champs d’application. Les automates de type monobloc se retrouve dans des applications simples tels le contrôle d’une grande roue dans un parc d’amusement ou encore le contrôle d’un lave-auto dans une station service. Les API modulaires se retrouvent dans des applications d’envergure et plus complexes telles l’industrie automobile, les papetières, l’industrie manufacturière, les siderurgies, l’industrie de transformation alimentaire, les sociétés de transports, etc. Qu’il s’agisse de contrôler un robot, des convoyeurs, un système pneumatique ou hydraulique, les API peuvent maîtriser toutes sortes de problèmes. Que ce soit un contrôle à courant continu ou à courants alternatif, numérique ou analogique, du plus simple au plus compelexe, les API peuvent s’adapter facilement au besoin du client. 1 En anglais, PLC de Programmable Logic Controller Les Automates Programmables Industriels Page 1 Mer SOUHANE Résumé de Théorie Automates Programmables I :Unité 2 Exemple d’automatisme Il existe des automatismes complexes et d’autres beaucoup plus simples. Dans le cadre de nos discussions, nous analyserons des systèmes de petites envergures, donc relativement simples. Un de ces exemples se trouve à l’annexe A sous forme de diagramme électrique à relais. Ce système est installé dans un grand quotidien de Montréal, ici le journal La Presse. L’élévateur permet de monter les rouleaux de papier du sous-sol de l’édifice vers le premier étage. On retrouve, dans les automatismes, deux sections bien distinctes, à savoir la partie commande (contrôle) et la section commandée (puissance). Dans l’exemple du monte-charge de l’annexe A (18), la partie commande utilise la technologie des relais de contrôle. Ce cours nous permettra, en autre, de transformer ces systèmes à relais par des contrôles utilisant les automates programmables industriels. Séquence en mode automatique du système d’élévateur Lorsque l’opérateur apporte un rouleau, il le dépose sur le système à bascule du poussoir #1. Le rouleau actionne alors S2 et S3. Si le monte-charge n’est pas présent au sous-sol, le poussoir reste inactif. Si le monte-charge est en bas (S16), le poussoir #1 est actionné suivant un court délai (3 secondes); ceci permet de diriger le rouleau dans le monte-charge. Lorsque le rouleau se retrouve dans le monte-charge, il actionne S5 et S6 et, suivant un court délai (2 secondes), ce dernier débute son ascension. Le frein est mis en fonction lorsque S10 est actionné permettant de ralentir la course du monte-charge. Une fois complètement en haut (S15), le poussoir #2 dégage le rouleau et celui-ci actionne, par le fait même, les interrupteurs S13 et S14. Cette détection permet au poussoir #2 de revenir à son état initial (S9) et, au monte-charge, de resdescendre. En mode manuel Lorsque le sélecteur auto/manuel est placé en mode manuel, l’opérateur peut déplacer le monte- charge là où il le désire. Quatre boutons poussoirs permettent de charger et décharger les rouleaux en plus de monter et de descendre le monte-charge selon les actions de l’opérateur. Évidemment, lorsque le mode manuel est en fonction, le mode automatique ne l’est pas et vice et versa. Le bouton d’arrêt Il est très important de comprendre l’action du bouton d’arrêt. Une action, sur ce bouton poussoir à retenue mécanique, coupe l’alimentation au reste du circuit. Ainsi, lorsqu’une urgence survient, le circuit est complètement paralysé. Même le mode manuel est rendu inactif par l’action du bouton d’arrêt. Cette pratique n’est pas universelle et aucune règle stricte n’est applicable au mode d’arrêt des automatismes. La seule règle, qui prévaut dans les installations électriques de ce genre, est que la sécurité doit avoir préséance. Les Automates Programmables Industriels Page 2 Mer SOUHANE Résumé de Théorie Automates Programmables I :Unité 2 Les types d’automates Programmables Industriels (API) Il existe deux types d’automate programmable industriel: le type monobloc et le type modulaire. Selon la complexité de l’automatisme à résoudre, le style monobloc, souvent moins dispendieux, peut très bien faire l’affaire. Ce dernier possède généralement un nombre d’entrées et de sorties restreint et son jeu d’instructions ne peut être augmenté. Bien qu’il soit parfois possible d’ajouter des extensions d’entrées/sorties, le type monobloc a pour fonction de résoudre des automatismes simples faisant appel à une logique séquentielle et utilisant des informations tout-ou-rien. Par ailleurs, le type modulaire est adaptable à toutes situations. Selon le besoin, des modules d’entrées/sorties analogiques sont disponibles en plus de modules spécialisés tels: PID, BASIC et Langage C, etc. La modularité des API permet un dépannage rapide et une plus grande flexibilité. La figure 2 -1 présente un automate modulaire SLC-500 de la compagnie Allen-Bradley. Module d’alimentation Module de Microprocesseur comprenant les instructions de programmation Base de l’API à 13 fentes Connecteur de module SLC 5/03 CPU POWER AB ALLEN-BRADLEY OUTPUT 4 0 8 12 5 1 9 13 6 2 10 14 7 3 11 15 INPUT 4 0 8 12 5 1 9 13 6 2 10 14 7 3 11 15 OUTPUT 4 0 8 12 5 1 9 13 6 2 10 14 7 3 11 15 INPUT 4 0 8 12 5 1 9 13 6 2 10 14 7 3 11 15 INPUT OUTPUT POWER POWER ANALOG ANALOG Modules analogiques Modules TOR Fentes pour expansion future FIGURE 2 -1 : AUTOMATE SLC-500 SUR UNE BASE DE 13 EMPLACEMENTS Les Automates Programmables Industriels Page 3 Mer SOUHANE Résumé de Théorie Automates Programmables I :Unité 2 Structure de l’automate programmable industriel Un automate programmable industriel possède des interfaces internes permettant d’accepter différents capteurs et détecteurs en plus d’actionner divers éléments: les lampes, les solénoïdes, les contacteurs et les petits moteurs. Interface d’entrée Les interfaces d’entrées (BIT) peuvent accepter aussi bien des détecteurs fonctionnant à courant continu que ceux qui travaillent sous 120VCA ou 220VCA. De plus, les entrées analogiques (MOT) uploads/Industriel/ unite2.pdf