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Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques SYSTÈME AUTOMATISÉ CONTRÔLÉ PAR

Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques SYSTÈME AUTOMATISÉ CONTRÔLÉ PAR API 8 Traiter les informations entrantes pour émettre des ordres de sorties en fonction d’un programme. L'Automate Programmable Industriel Définition Un 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 ou parties opératives. Structure générale Bornier des sorties Alimentation capteurs Alimentation générale Bornier des entrées Mémoire EPROM ou EEPROM Visualisation état des entrées/sorties Visualisation état automate Communication Batterie Informations (capteurs, dialogue) Entrées Sorties Ordres (préactionneurs, dialogue) Programme Un automate programmable est adaptable à un maximum d’application, d’un point de vue traitement, composants, language. C’est pour cela qu’il est de construction modulaire. Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques SYSTÈME AUTOMATISÉ CONTRÔLÉ PAR API 9 Principe de fonctionnement Le traitement à lieu en quatre phases : •Phase 1 : Gestion du système •Autocontrôle de l’automate •Phase 2 : Acquisition des entrées Prise en compte des informations du module d’entrées et écriture de leur valeur dans RAM (zone DONNEE). •Phase 3 : Traitement des données Lecture du programme (située dans la RAM programme) par l’unité de traitement, lecture des variables (RAM données), traitement et écriture des variables dans la RAM données. •Phase 4 : Emissions des ordres Lecture des variables de sorties dans la RAM données et transfert vers le module de sorties. Caractéristiques techniques Les caractéristiques principales d’un API sont : •Compact ou modulaire •Tension d’alimentation •Taille mémoire •Temps de scrutation •Sauvegarde (EPROM, EEPROM, pile, …) •Nombre d’entrées / sorties •Modules complémentaires (analogique, communication,..) •Langage Unité Centrale L'unité centrale est le regroupement du processeur et de la mémoire centrale. Elle commande l'interprétation et l'exécution des instructions programmes. Les instructions sont effectuées les unes après les autres, séquencées par une horloge. Exemple: Si deux actions doivent être simultanées, l'API les traite successivement. Caractéristiques principales : - Vitesses de traitement : C'est la vitesse de l'UC pour exécuter 1 K-instructions logiques. (10 à 20 ms/Kmots). - Temps de réponse : scrutation des entrées, vitesse de traitement et affectation des sorties. Mémoire Deux types de mémoire cohabitent : •La mémoire Langage où est stocké le langage de programmation. Elle est en général figé, c'est à dire en lecture seulement. (ROM : mémoire morte) •La mémoire Travail utilisable en lecture-écriture pendant le fonctionnement c’est la RAM (mémoire vive). Attribution des zones mémoire travail en RAM Nature des Inform. Désignations Exploitation Zones Mémoires Etats des Capteurs Variable d'entrée Ordres aux préactionneurs Variable de sortie Résultats de fonctions comptage, tempo... Résultats intermédiaires Variable Interne et / ou Variable mot Evolution de leur valeur en fonction du déroulement du cycle Zone mémoire des Données Instructions du cycle Programme dans l'API Ecrit 1 fois et lu à chaque scrutation Zone mémoire PROGRAMME •Sauvegarde : Sauvegarde de la RAM (programmes, configuration, données) Sauvegarde Externe (programme, configuration) 1 heure minimum par pile interne 1an par pile externe permanente par EPROM (effaçable par ultraviolet), EEPROM (effaçable par courant électrique).... Bus Entrées / Sorties Unité de Traitement RAM Module des Entrées Module des Sorties Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques SYSTÈME AUTOMATISÉ CONTRÔLÉ PAR API 10 Le transfert de l’EPROM ou EEPROM vers la mémoire RAM de l’automate, s’effectue à chaque reprise secteur et si le contenu de celle-ci est différent. Les Modules Entrées - Sorties Module d’extension d’Entrées/Sorties TOR Module réseau : communication entre automate Module d’extension d’Entrées Analogiques 0-10V Module d’extension de Sorties Analogiques 0-10V 1.1.1 Branchement des Entrées TOR Le principe de raccordement consiste à envoyer un signal électrique vers l'entrée choisie sur l'automate dés que l'information est présente. L'alimentation électrique peut être fourni par l'automate (en général 24V continu) ou par une source extérieure. Un automate programmable peut être à logique positive ou négative. Logique positive Logique négative Le commun interne des entrées est relié au 0V 1 2 3 4 5 AUTOMATE PROGRAMMABLE Entrées Alimentation Capteurs Ov 24v EX : l'API TSX 17 fonctionne exclusivement en logique positive (pour mettre une entrée automate au 1 logique, il faut lui imposer un potentiel de +24 Volts ). Le commun interne des entrées est relié au 24V 1 2 3 4 5 AUTOMATE PROGRAMMABLE Entrées Alimentation Capteurs Ov 24v EX : l'API PB15 fonctionne exclusivement en logique négative (pour mettre une entrée automate au 1 logique, il faut lui imposer un potentiel de -0 Volts ). 1 2 3 4 5 AUTOMATE PROGRAMMABLE Entrées Ov 24v 1s0 dcy 1 2 3 4 5 AUTOMATE PROGRAMMABLE Entrées Ov 24v 1s0 dcy Les détecteurs 3 fils ou électronique sont de deux types PNP ou NPN. Détecteur PNP pour automate à logique Positive Détecteur NPN Pour automate à logique Négative Lorsque qu'il y a détection, le transistor est passant (contact fermé). Il va donc imposer le potentiel + sur la sortie S . La charge est branchée entre la sortie S et le potentiel - . Ce type de détecteur est adapté aux unités de Lorsque qu'il y a détection, le transistor est passant (contact fermé). Il va donc imposer le potentiel - sur la sortie S . La charge est branchée entre la sortie S et le potentiel + . Ce type de détecteur est adapté aux unités de traitement qui fonctionnent en logique négative. Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques SYSTÈME AUTOMATISÉ CONTRÔLÉ PAR API 11 traitement qui fonctionnent en logique positive. traitement qui fonctionnent en logique négative. Pour un automate programmable la charge représente l'entrée 1.1.2 Branchement des sorties Le principe de raccordement consiste à envoyer un signal électrique vers le préactionneur connecté à la sortie choisie de l'automate dés que l'ordre est émis. L'alimentation électrique est fournie par une source extérieure à l'automate programmable. 1 2 3 4 5 C 6 AUTOMATE PROGRAMMABLE Sorties commun Sorties 220V ac 24V ac - + 1C 1D+ 1D- KM Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques SYSTÈME AUTOMATISÉ CONTRÔLÉ PAR API 12 Terminaux de programmation et de réglage L'API doit permettre un dialogue avec : •Le personnel d'étude et de réalisation pour réaliser la première mise en oeuvre ( Edition programme, Transfert, Sauvegarde...) •Le personnel de mise au point et de maintenance de réaliser des opérations sur le système ( Forçage, Visualisation de l'état, Modification de paramètres temporisation, compteurs....) Ce dialogue peut être réalisé par : •Une Console : Elle sera utilisée sur site. Elle comporte un clavier, un écran de visualisation et le langage de programmation. •Un Micro-ordinateur avec un logiciel d'assistance à la programmation : Il sera utilisé hors site. Il comprend plusieurs modules pour permettre l'édition, l'archivage, la mise au point des applications. Mise en oeuvre Préparation La Partie Opérative du système, les grafcets de Production Normale, le Dialogue, le GEMMA (Modes de Marches et d'Arrêts), les GRAFCET de Sécurité et de Conduite étant définis, il reste à définir la Partie Commande. Si le choix se porte sur un automate programmable, celui-ci étant relié aux préactionneurs (affectation Entrées/ Sorties) et ayant son propre langage de programmation, il faut traduire les GRAFCET précédents en un programme. Tracer les GRAFCET adaptés à l'automate programmable. ⇒ Remplacer les réceptivités et les actions par les affectations des variables d'Entrées/Sorties ⇒ Modifier les structures GRAFCET si nécessaire en fonction des possibilités du langage de programmation. ⇒ Préparer la programmation pour les temporisations, les compteurs, les mémorisations d'action etc.. en respectant la syntaxe du langage de programmation. Ecrire les équations de sorties Recherche des conditions d'exécution des actions dans l'ensemble des grafcets et des équations logiques Noter l’état initial des variables Etapes actives au démarrage, mots de données pour tempo ou compteur) Ecrire le programme. Il existe 2 possibilités d'édition de Programme: ⇒ Ecrire le programme directement dans le langage programmable sur feuille de programmation. (Ex: Langage littéral booléen ou GRAFCET PB15 ou Langage Graphique Schéma à contact ou GRAFCET PL7-2 pour console TSX). Ecriture de l'ossature GRAFCET et des réceptivités, puis des équations de sorties. ⇒ Utiliser un logiciel d'assistance à la Programmation ( en général GRAPHIQUE )exemple AUTOMGEN REMARQUE: Le logiciel AUTOMGEN permet l'édition graphique proche des grafcets, puis l'affectation des entrées/sorties, la génération du programme pour l’automate concerné, la simulation du programme, le transfert et la supervision de son exécution. Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques SYSTÈME AUTOMATISÉ CONTRÔLÉ PAR API 13 Transfert du programme dans l'automate programmable Le transfert du programme peut être fait soit : •manuellement en entrant le programme et l'état initial à l'aide d'une console de programmation •automatiquement en transférant le programme à l'aide du logiciel d'assistance, et en réalisant la liaison série entre l'ordinateur et l'automate. Vérification du fonctionnement Lors de sa première mise en oeuvre il faut réaliser la mise au point du système. ⇒ Prendre connaissance du système (dossier technique, des grafcets et du GEMMA, affectation des entrées / sorties, les schémas de commande et de puissance des entrées et des sorties). ⇒ Lancer l'exécution du programme (RUN ou MARCHE) ⇒ Visualiser l'état des GRAFCET, des variables... Il existe deux façons de vérifier le fonctionnement : •En uploads/Philosophie/ esa-api29-elkhalidy.pdf