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ESTF Sommaire A) Introduction…………………………..………….2 B) TP N◦ 1 : Logique combinatoi

ESTF Sommaire A) Introduction…………………………..………….2 B) TP N◦ 1 : Logique combinatoire ………………..2 C) TP N◦ 2 : Logique séquentielle ………………...13 D) TP N◦ 3 : Automate programmable industriel (siemens : LOGO)……………………………………29 E) TP N◦ 4 : Automate programmable industriel..34 F) Concision ………………………………………..36 TP AUTOMATISME ESTF A. Introduction : L’automatisme consiste en l’étude de la commande de systèmes industriels. Les techniques et méthodes d’automatisation sont en continuelle évolution ; elles font appel à des technologies : électromécaniques, électronique, pneumatique, hydraulique. Les automatismes sont présents dans tous les secteurs d’activité (menuiserie, textile, alimentaire, automobile…). B. TP N◦ 1 : Logique combinatoire : Le but de cette manipulation est de simuler le fonctionnement des systèmes combinatoires sur des maquettes de simulation DIGIBORAD. 1) Définition : Fonction logique dont la valeur de sortie dépend uniquement des valeurs des variables d’entrées et ne dépend pas des états antérieurs de la fonction (pas de mémorisation). Variable logique : Grandeur représenté par un symbole, pouvant prendre deux valeurs logiques distinctes. ü Etat logique : Valeur d’une variable logique, représentée par les chiffres « 0 » ou « 1 » ou les lettres « L » ou « H ». Fonction logique : Groupes de variables reliées entre-elles par des opérateurs logiques. Il est nécessaire de distinguer : • la grandeur physique représentée. TP AUTOMATISME ESTF • Le support de l’information logique • Le nom attribué. • L’état logique qu’elle peut prendre. Par convention on établit une correspondance entre l’état physique de la grandeur et sa valeur logique correspondante (logique positive ou logique négative). L’état logique peut être noté « 0 » ou « 1 » ou encore « L » (Low) ou « H » (High). On parle aussi de niveau logique haut ou niveau logique bas, état haut ou état bas. On peut préciser le niveau actif d’une variable logique (variable active à « 1 » ou à « 0 » 2) Manipulation : Dans cette partie, on va tracer les logigrammes NAND de plusieurs fonctions à deux entrées en réalisant le câblage sur le simulateur : a.b Alors la fonction peut être représenté par : a a.b b S=a.b TP AUTOMATISME ESTF a.b Tableau de Vérité : A+B De même on transforme a + b : Alors la fonction peut être représenté par : Tableau de Vérité : TP AUTOMATISME a b S 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 ESTF a b S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 a b : Tableau de Vérité a b S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 A ʘB : TP AUTOMATISME ESTF Tableau de Vérité a b S 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 ĀC-+AḆ Ensuite, on va réaliser le câblage d’un : DECODEUR Définition et fonctionnement : TP AUTOMATISME ESTF Un décodeur est un circuit logique combinatoire qui a une entrée binaire de n bits permettant 2n combinaisons et M sorties telles que 2n≥M. Suivant le type de décodeur, la sortie peut traduire deux fonctions: Convertisseur de code à un code de sortie d'entrée correspond un code de sortie. Sélecteur de sortie: Une seule sortie parmi les M disponibles est activée à la fois en fonction de la valeur binaire affichée à l'entré. Ces fonctions permettent d'activer (sélectionner) un circuit intégré parmi plusieurs. Schéma : TP AUTOMATISME ESTF Simulation sur la maquette : MUX Définition et fonctionnement : Un multiplexeur logique est un circuit permettant d’obtenir sur sa sortie (unique) la valeur logique présente sur l’une de ses entrées principales qui sera sélectionnée au moyen d’entrée auxiliaires appelées entrées d’adresse. Le multiplexeur permet de transmettre sur une ligne des informations en provenance de plusieurs sources. Il permet donc de connecter une entrée à la sortie : c’est un sélecteur. Schéma : TP AUTOMATISME ESTF Simulation sur la maquette : ½ Additionneur Définition et fonctionnement : TP AUTOMATISME ESTF Le demi additionneur est un circuit combinatoire qui permet de réaliser la somme arithmétique de deux nombres A et B chacun sur un bit. A la sotie on va avoir la somme S et la retenu R ( Carry). Schéma : Simulation sur la maquette : Additionneur complet TP AUTOMATISME ESTF Définition et fonctionnement : Un additionneur complet nécessite une entrée supplémentaire : une retenue. L'intérêt de celle-ci est de permettre le chaînage des circuits. L’additionneur complet, est composé de deux demi- additionneurs en série accompagnés d'une logique pour calculer la retenue (un OU entre les deux retenues générales par chacun des demi- additionneurs) Schéma : TP AUTOMATISME ESTF Simulation sur la maquette : C. TP N◦ 2 : Logique séquentielle : Le but de cette manipulation est de simuler le fonctionnement des systèmes séquentiels sur des maquettes de simulation DIGIBOARD. 1) Définition : Un circuit logique séquentiel est un circuit logique possédant des entrées et des sorties et présentant un comportement où les sorties ne dépendent pas seulement des entrées, mais également des séquences des entrées passées. Pour ce faire, le circuit utilise une partie mémoire qui va lui permettre de retrouver l’état induit par les entrées passées. La sortie est par conséquent calculée en fonction de l’état présent et des entrées qui arrivent au système. 2) Manipulations : La bascule rs asynchrone : TP AUTOMATISME ESTF Définition et fonctionnement : Une bascule RS est une fonction mémoire. Cette fonction mémoire est réalisée par un opérateur logique qui peut stocker une information jusqu'à ce que cette information soit effacée par une autre information. L'opération de stockage d'information s'appelle "SET" (Mise à un) l'opération d'effacement s'appelle "RESET " (Mise à zéro). Ces opérateurs peuvent être électriques, électroniques, pneumatiques... A la mise sous tension la bascule est déjà positionnée c’est pour cela que l’état [0, 0] est fonction de l’état précédent. Si on peut décrire le comportement de la bascule pour les états [0,1] et [1, 0], on est par contre incapable de décrire son fonctionnement pour l’état [1,1], on peut dire qu’il est instable. Il existe des mémoires à marche prioritaire on les distingue par un petit astérisque. Pour cette mémoire l'indétermination (état [1, 1]) est levée. En fonctionnement asynchrone, les changements d'état des fonctions s'effectuent au fur et à mesure de la propagation des signaux le long d’une chaine de bascules. Schéma : TP AUTOMATISME ESTF Simulation sur la maquette : la bascule rsh : Définition et fonctionnement : La bascule RSH (aussi appelé RST) est un verrou RS auquel on a ajouté une troisième entrée, généralement notée H (ou CLK pour horloge). Cette troisième entrée a la fonction suivante : si H est au niveau logique 0, la sortie maintient son état, quels que soient les niveaux appliqués aux entrées R et S ; si H est à 1, la bascule RS répond normalement aux commandes appliquées à ses entrées. TP AUTOMATISME ESTF La mémoire RS peut être synchronisée par un niveau haut d'horloge. Cette bascule se comporte comme une bascule RS quand T = 1. Lorsque T = 0 la bascule reste bloquée. Schéma : Simulation sur la maquette : Marche/ arret d’un moteur : Définition et fonctionnement : C’est une mémoire électronique àdéclenchement prioritaire donc c’est une auto-alimentation afin de commander la mise en marche et l’arrêt du moteur. Schéma : Le schéma est réalisé à partir de l’équation suivante : F= (m+X).non a TP AUTOMATISME ESTF Simulation sur la maquette : Compteur asynchrone modulo 10 Définition et fonctionnement : TP AUTOMATISME ESTF Un compteur est dit « asynchrone » lorsque les états de ses bascules évoluent successivement (sorties de l’une appliquées aux entrées de l’autre). Un compteur est dit « modulo M » lorsqu’il peut comporter M impulsions, de 0 a M-1, et remis a 0 par la Mième. Les compteurs asynchrones faciles à constituer sont très utilisés mais leurs emplois trouvent des limites : Le temps de propagation augmente avec le nombre d’étage (commande des bascules, les unes après les autres) ce qui entraîne une limite avec la fréquence d’utilisation Combinaison transitoire aberrante Difficulté à passer du comptage au décomptage La solution aux limitations signalées peut se trouver dans le recours au montage synchrone Schéma : Ce compteur est constitué de 4 bascules. TP AUTOMATISME ESTF Toutes les entrées J et K sont à 1. Q est branchée sur l’entrée d’horloge Hi+1. Simulation sur la maquette : Compteur synchrone modulo 10 : Définition et fonctionnement : Un compteur est dit « synchrone », lorsque les états de ses bascules évoluent simultanément, au rythme de l’entrée d’horloge et la vitesse de fonctionnement est plus rapide. Dans un compteur (oudécompteur) synchrone l'horloge est la même pour tous les étages. Schéma : TP AUTOMATISME ESTF -cycle de comptage de 0 à 9 sans forçage -CLR et LOAD : désactivés : CLR = 0 et LOAD = 1 -Comptage : UP = l'horloge et DOWN = 1 Le nombre de bascules JKH est 4 Simulation sur la maquette : registres : Un registre est un circuit permettant d’enregistrer provisoirement un *mot* binaire uploads/Philosophie/ wawa.pdf