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Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA FONCTIONNEMENT AUTOMATE PROGRAMMABLE INDUS

Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA FONCTIONNEMENT AUTOMATE PROGRAMMABLE INDUSTIEL ET PROGRAMMATION (Fiche de synthèse) Hamed SANKARA FONCTIONNEMENT AUTOMATE I. CONSTITUTION D'UN AUTOMATE AUTOMATISME Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA Les automates sont le plus souvent de type modulaire : une unité centrale complétée d'un bac pout recevoir des cartes en fonction des besoins de chaque application. II. ENTREES / SORTIES PHYSIQUES L'état des E/S physiques peut être mesuré avec un voltmètre. Exemple 1 : un bouton relâché indique 0 Volts, et un bouton appuyé indique 24 V= Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA Exemple 2 : On mesure 0 Volts pour un contacteur non alimenté, et 24 V= pour un contacteur alimenté. III. DIFFERENTES PHASES DU FONCTIONNEMENT III A. PHASE A : LECTURE DES ENTREES Au moment de passer l'automate en mode Run (Exécution du programme), l'O.S. de l'automate commence d'abord à lire l'état de toutes les entrées physiques. Cette phase n'est pas à programmer par l'utilisateur, elle s'exécute de façon automatique. Ces états sont copiés un à un dans la MIE (Mémoire Image des Entrées) : à chaque entrée correspond une image. Cette MIE se situe à l'intérieur de l'U.C. Ces informations transitent par le coupleur des entrées qui réalise adaptation et filtrage des signaux afin d'éliminer les parasites causés par les perturbations Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA électro-magnétiques causées l'environnement industriel de l'automate (moteurs puissants, postes à souder,…). III B. PHASE B : TEST DES ENTREES PAR LE PROGRAMME UTILISATEUR Lors de l'exécution du programme utilisateur, les états des entrées doivent être testés, comme par exemple dans l'évaluation d'une réceptivité. Si une réceptivité comporte l'entrée E1, c'est l'état de la mémoire image de E1 qui est testé et non l'état de l'entrée physique E1. On rappelle qu'une transition est franchie lorsque deux conditions sont réunies : l'étape qui la précède doit être active et la réceptivité qui lui est associée doit être vraie. Si c'est le cas, le programme fait évoluer le grafcet vers l'étape suivante. Si ce n'est pas le cas, le programme ne fait pas évoluer le grafcet vers l'étape suivante, conserve l'état actuel du grafcet et poursuit l'exécution des instructions suivantes (c'est-à-dire, il continue à calculer de la même manière les possibilités d'évolution des transitions de tout le module Chart) ET ECRITURE DES SORTIES PAR LE PROGRAMME UTILISATEUR Certaines instructions du programme utilisateur concernent l'affectation de sorties et cela consistent à positionner les sorties à l'état 0 ou à l'état 1 en fonction des états des étapes. En réalité, le programme agit sur les mémoires image des sorties et non sur les sorties physiques. Dans l'exemple ci-contre, on considère par exemple que seule l'étape X24 est active. La mémoire image de la sortie S14 est ainsi positionnée à l'état 1. Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA III C. PHASE C : AFFECTATION DES SORTIES Lorsque toutes les instructions du programme utilisateur ont été exécutées, le programme système copie les états de la mémoire image des sorties sur les sorties physiques. Il les maintient dans cet état jusqu'au moment où cette recopie aura lieu à nouveau (voir la notion de scrutation au paragraphe suivant). L'actionneur relié à la sortie S14 entre alors en fonctionnement. IV. NOTION DE SCRUTATION On peut visualiser les différentes phases par un chronogramme (axe horizontal = temps) Dès que la phase C d'affectation des sorties est terminée, le programme système provoque une nouvelle exécution de la phase A, puis de la phase B etc… sans arrêt. On parle de scrutation cyclique. Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA La durée d'une scrutation est la somme : - du temps nécessaire à la lecture des entrées et de la copie de leurs états dans la MIE, - du temps nécessaire à la réalisation de toutes instructions du programme utilisateur, - et du temps nécessaire à l'affectation des sorties. A titre indicatif, le test d'une mémoire image d'entrée dure 0,19 µsec. L'ordre de grandeur d'une scrutation est de 10 à 100 ms. De cette façon, la lecture des entrées se fait de manière échantillonnée en début de chaque scrutation et les sorties sont rafraîchies à cette même cadence en fin de chaque scrutation. V. INCIDENCES DE CE MODE DE FONCTIONNEMENT V A. INCIDENCE SUR LA PRISE EN COMPTE DES ENTREES Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA Commentaire : V B. INCIDENCE SUR L’ACTIVATION DES SORTIES Commentaire : Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA V C. INCIDENCE SUR LE DELAI DE REACTION Soit la programmation de l’équation logique S11 = E1 Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA V D. METHODE DE PROGRAMMATION DES SORTIES Soit le grafcet suivant : Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA La bonne solution consiste à programmer l’équation logique de chaque sortie : S11 = X3 + X4 S12 = X4 PROGRAMMATION AUTOMATE La programmation d’un automatisme se fait en 2 phases principales : 1. d’abord l’analyse et la modélisation du fonctionnement du système (outil : le GRAFCET) Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA 2. ensuite la saisie du programme (outil : éditeur de programme) I. LE GRAFCET « MANUSCRIT » GRAphe Fonctionnel de Commande Etapes-Transitions Outil GRaphique élaboré par l’AFCET (Association Française pour la Cybernétique Economique et Technique, devenue l’ASTI) Quelques normes successives définissant la syntaxe et les règles du GRAFCET : - NF C 03-190 (1982) - CEI 848 (1988) - NF C 03-190 (1995) II. LE PROGRAMME La norme CEI 61131-3 (1995) définit 5 langages de programmation : LD, IL, FBD, ST et SFC Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA III.ELEMENTS DE PROGRAMMATION III. 1. Les objets bits et mots Les objets de programmation sont formés : • soit d’un seul bit, prenant pour valeur 0 ou 1 : • soit d’un ensemble de bits qui prennent chacun pour valeur 0 ou 1, et codé afin que la combinaison des bits produise une valeur numérique. En codage binaire naturel, chaque bit prend un « poids » égal à 2 positions du bit : Limites d’un mot de 16 bits : valeurs positives seulement : ….. ; valeurs positives et négatives :……… Limites d’un mot de 32 bits : valeurs positives seulement : …….. ; valeurs positives et négatives :……… III.2. La Mémoire Fonction : stockage du programme de fonctionnement de l’automatisme, et des données Données:  Paramètres internes susceptibles d’évoluer en cours de fonctionnement de l’application.  Paramètres constants : texte à afficher, valeurs de consignes.  États des Entrées – Sorties Types de mémoire : Mémoire vive ou RAM, mémoire morte ou ROM (EPROM, EEPROM) Organisation de la mémoire : séparation mémoires programme et données. Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA III.3. Les variables La mémoire de donnée contient 4 types de variables : Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA II.3. A Mémoire Données : Variables internes Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA II.3. B Mémoire Données : Variables interfaces Process Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA II.3. C Mémoire Données : Variables diagnostic, réglage, config Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA II.3. D Mémoire Données : Variables diagnostic, réglage, config Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA III. 4. Les adresses Chaque objet de programmation s’écrit en commençant par le caractère %, puis par des caractères alphanumériques qui définissent son type (entrée, mémoire, etc), son format (bit, mot, etc), et son adresse (un numéro ou un ensemble de numéros). Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA Exemples d’adresses : %I3.2 : entrée TOR câblée sur le module 3, voie n°2 %QW0.10 : sortie analogique codée sur 16 bits et câblée sur le module 0, voie n°10 %M54 : mémoire au format bit n°54 Automatisme Fiche synthèse H.SANKARA %MW54 : mémoire au format mot n°54 (les zones bits et mots sont des zones distinctes : le bit %M54 et le mot %M54 sont donc distincts) %MD54 : mémoire au format double-mot n°54 (les mot s et les doubles mots partagent la même zone mémoire : le double-mot %MD54 est constitué des mots %MW54 et %MW55. Ainsi les objets %MW54 et %MD54 ne sont pas distincts) %X10 : bit associé à l’étape 10 du module Chart III. 5. Les symboles En pratique, on associe un symbole à chaque objet afin de faciliter la préparation du programme, sa saisie et sa maintenance. On utilise ces symboles depuis l’écriture du grafcet jusqu’au diagnostic du fonctionnement. Exemples d’affectation : uploads/Sante/ fiche-synthese-api 2 .pdf