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Automates Programmables Industriels
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Introduction à la logique programmée
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Systèmes logiques
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Systèmes logiques Les parties commandes élaborent des ordres à partir de mesures et de consignes selon la loi de commande de l'automatisme. On distingue: - les procédés logiques «tout ou rien» utilisent des équations Booléennes. - les procédés continus «analogique» utilisent des équations différentielles qui seront traduites en « fonctions de transferts ». Pour réaliser la commande du système, l'automaticien dispose de nombreux outils technologiques.
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Systèmes logiques On les classe généralement en deux catégories.
AUTOMATISMES On les classe généralement en deux catégories. Solution câblée
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Systèmes logiques Solution câblée Technologie fluidique :
On les classe généralement en deux catégories. Solution câblée Technologie fluidique : Cellules statiques Cellules dynamiques Modules séquentiels Technologie électrique : Relayage Statique électronique Modules séquentiels
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Systèmes logiques On les classe généralement en deux catégories.
AUTOMATISMES On les classe généralement en deux catégories. Solution câblée Solution programmée Technologie fluidique : Cellules statiques Cellules dynamiques Modules séquentiels Technologie électrique : Relayage Statique électronique Modules séquentiels
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Systèmes logiques Solution programmée Informatique industrielle
Microprocesseur Micro ordinateur Automate programmable Traitement de l’information en temps réel
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Logique combinatoire
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Logique Combinatoire Définition
S1 Logique Combinatoire Système combinatoire S2 en Dans un système combinatoire, à un instant donné la sortie ne dépend que de la combinaison présente sur les entrées.
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Logique Combinatoire Equation
S1 Logique Combinatoire Système combinatoire S2 en Si = f ( e1, e2, en )
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Comparaison entre 2 informations
Logique Combinatoire Exemples d’opérateurs combinatoires Comparaison entre 2 informations
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
S(A < B) A S(A = B) Variables de sorties Variables d’entrées Comparateur arithmétique b0 b1 S(A > B) B
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
Analyse b b a a S(A=B) S(A>B) S(A<B) 1 1
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
Analyse S(A=B) S(A>B) S(A<B)
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
Analyse b 1 a A=B A>B A<B S(A=B) S(A>B) S(A<B)
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
Analyse S(A=B) S(A>B) S(A<B)
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
Analyse S(A=B) S(A>B) S(A<B)
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
Analyse S(A=B) S(A>B) S(A<B) S (A=B) = ?
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
Analyse S(A=B) S(A>B) S(A<B) S (A=B) = ? = /a0 /a1 /b0 /b1 + a0 /a1 bo /b1 + /a0 a1 /b0 b1 + a0 a1 b0 b1 = (/a0 /b0 + a0 b0 ) /a1 /b1 + (/a0 /b0 + a0 b0 ) a1 b1 = (/a0 /b0 + a0 b0 ) . (/a1 /b1 + a1 b1 ) = (a b0 ) . (a b1 )
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
S (A=B) = (a b0 ) . (a b1 ) Analyse S (A>B) = ? = a0 /a1/b0 /b1+/a0 a1/b0/b1+a0 a1 /b0 /b1+/a0 a1 b0 /b1 +a0 a1 b0 /b1+a0 a1 /b0 b1 = a1/b1 ( /a0 /b0+a0 /b0+/a0 b0+a0 b0) + a0/b0 (/a1/b1+a1b1) = a1/b1[( a b0 ) + (a b0)]+ a0/b0(a1 b1) + = a1/b1[( a b0 ) + /(a b0)]+ a0/b0(a1 b1) = a1/b1 + a0/b0(a b1)
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
S (A=B) = (a b0 ) . (a b1 ) Analyse S (A>B) = a1 b1 + a0 b0. (a b1) S (A<B) = ?
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
S (A=B) = (a b0 ) . (a b1 ) Analyse S (A>B) = a1 b1 + a0 b0. (a b1) S (A<B) = S (A=B) . S (A>B) = (S (A=B) + S (A>B) )
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Comparaison entre Informations Comparateur arithmétique
Schéma S (A=B) = (a b0 ) . (a b1 ) S (A>B) = a1 b1 + a0 b0. (a b1) S (A<B) = S (A=B) . S (A>B) = (S (A=B) + S (A>B) )
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Transformation de codes
Logique Combinatoire Exemples d’opérateurs combinatoires Transformation de codes
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Transformation de codes
Les ensembles logiques ne peuvent traiter des informations que si elles sont sous forme binaire ( 0 ou 1 ). Il en résulte que tout problème, avant d'être présenté à la machine doit être transcrit sous forme binaire,c'est le codage. De même le résultat donné sous forme binaire par le système de traitement de l'information doit être transcrit dans le langage original seul exploitable par l'homme c'est le décodage. Enfin le système de traitement de l’information peut avoir à travailler avec différents codes binaires c’est le transcodage.
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Transformation de codes Transcodage
Binaire / GRAY e0 S0 e1 S1 Transcodeur e2 S2 e3 S3
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Transformation de codes Transcodage
Binaire / GRAY e0 (20) S0 e1 (21) S1 Transcodeur e2 (22) S2 e3 (23) S3
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Transformation de codes Transcodage
Analyse
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Transformation de codes Transcodage
Analyse
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Transformation de codes Transcodage
Analyse
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Transformation de codes Transcodage
Recherche des équations S0 = ? 00 01 11 10 e1 e0 e3 e2 1 2 3 4 5 6 7 12 13 14 15 8 9 10 11
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Transformation de codes Transcodage
Recherche des équations S0 = e e1 +
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Transformation de codes Transcodage
S0 = e e1 + Recherche des équations S1 = ? 00 01 11 10 e1 e0 e3 e2 1 2 3 4 5 6 7 12 13 14 15 8 9 10 11
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Transformation de codes Transcodage
S0 = e e1 + Recherche des équations S1 = e e2 +
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Transformation de codes Transcodage
S0 = e e1 + S1 = e e2 + Recherche des équations S2 = ? 00 01 11 10 e1 e0 e3 e2 1 2 3 4 5 6 7 12 13 14 15 8 9 10 11
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Transformation de codes Transcodage
S0 = e e1 + S1 = e e2 + Recherche des équations S2 = e e3 +
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Transformation de codes Transcodage
S0 = e e1 + S1 = e e2 + Recherche des équations S2 = e e3 + S3 = ? 00 01 11 10 e1 e0 e3 e2 1 2 3 4 5 6 7 12 13 14 15 8 9 10 11
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Transformation de codes Transcodage
S0 = e e1 + S1 = e e2 + Recherche des équations S2 = e e3 + S3 = e3
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Transformation de codes Transcodage
S0 = e e1 + Schéma S1 = e e2 + S2 = e e3 + S3 = e3
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Logique séquentielle
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Logique Séquentielle Définition
Dans un système séquentiel, la valeur de la sortie dépend des entrées et du temps, il y a une mémoire. S = f ( e, t ) On ne va pas garder la variable t comme continue, on va la quantifier et s'intéresser au "temps" comme un ordre de succession. On va donc créer des variables supplémentaires que l'on bouclera sur les entrées par l'intermédiaire d'un bloc mémoire.
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Logique Séquentielle Définition
Variables primaires d’entrées S0 S1 Sm-1 Variables de sorties Circuits logiques E0 Ex-1 Excitations secondaires es0 esx-1 Variables secondaires d’entrées Variables d’état
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Logique Séquentielle Equations
Circuits logiques e1 S1 Variables primaires d’entrées Variables de sorties en-1 Sm-1 es0 E0 Variables secondaires d’entrées Excitations secondaires esx-1 Ex-1 Variables d’état Si = f (e0, e1, …. en-1, es0, esx-1) Ei = f (e0, e1, …. en-1, es0, esx-1) EQUATIONS
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Logique Séquentielle États stables / États Transitoires
Étude du relais monostable Entrée BP m m Sortie Lampe L X L x
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Logique Séquentielle États stables / États Transitoires
Étude du relais monostable m t m X L L x t état stable
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Logique Séquentielle États stables / États Transitoires
Étude du relais monostable m t m X L L x t état transitoire
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Logique Séquentielle États stables / États Transitoires
Étude du relais monostable m t m m X L x L X t état stable
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Logique Séquentielle États stables / États Transitoires
Étude du relais monostable m t m X L L x t état transitoire
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Logique Séquentielle États stables / États Transitoires
Étude du relais monostable m t m X L L x t état stable
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Définitions États stables / États Transitoires
Étude du relais bistable m X1 Entrées BP m BP a a X0 x L Sortie Lampe L
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Logique Séquentielle États stables / États Transitoires
X1 X0 m a x Étude du relais bistable m t a t L t
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Logique Séquentielle États stables / États Transitoires
X1 X0 m a x Étude du relais bistable m t a t L t
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Logique Séquentielle États stables / États Transitoires
X1 X0 m a x Étude du relais bistable m t a t L t
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Logique Séquentielle Représentation
Chronogrammes ou diagramme des temps
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Logique Séquentielle Représentation
Table de vérité
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Logique Séquentielle Représentation
Grafcet 20 X 4 21 AV a 22 Décalage Chargement a b c 1 23 « Utilisation du registre » X 55
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Logique Séquentielle Représentation
Réseaux de PETRI
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Logique Séquentielle Fonctions séquentielles asynchrones
Dans une fonction séquentielle asynchrone chaque nouvelle combinaison des variables d'entrées est aussitôt prise en compte par le circuit. S R Q
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
fonction mémoire On supposera que l'intervalle de temps qui sépare deux changements d'états des entrées m et a est toujours supérieur au temps de réponse global de l'ensemble de la mémoire. Dans la suite du cours sur les diagrammes des temps on ne représentera que les états stables (plus les transitoires).
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à marche prioritaire m t a t S t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à marche prioritaire m t a t S t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Analyse Mémoire à marche prioritaire La sortie S est active quand l’information m apparaît : S = m
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à marche prioritaire m t a t S t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Analyse Mémoire à marche prioritaire La sortie S est active quand l’information m apparaît : S = m La sortie S reste active quand l’information m disparaît : nécessité de se valider elle même S = m + s Variable d’état « auto-alimentation »
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à marche prioritaire m t a t S Travail de la variable d’état « auto-alimentation » t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à marche prioritaire m t a t S t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à marche prioritaire m t a t S t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Analyse Mémoire à marche prioritaire La sortie S est active quand l’information m apparaît : S = m La sortie S reste active quand l’information m disparaît : nécessité de se valider elle même S = m + s La sortie S est désactive quand l’information a apparaît ( a ), sauf si m est encore actif : a n’intervient que sur l’auto-alimentation S = m + s . a
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à marche prioritaire S = m + s . a « variable d’état »
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à marche prioritaire m S s a S = m + s . a
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à marche prioritaire m S a s S = m + s . a
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire m t a t S t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire m t a t S t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Analyse Mémoire à arrêt prioritaire La sortie S est active quand l’information m apparaît : S = m
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire m t a t S t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Analyse Mémoire à arrêt prioritaire La sortie S est active quand l’information m apparaît : S = m La sortie S reste active quand l’information m disparaît : nécessité de se valider elle même S = m + s Variable d’état « auto-alimentation »
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire m t a t S Travail de la variable d’état « auto-alimentation » t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire m t a t S t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire m t a t S variable d’état t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Analyse Mémoire à marche prioritaire La sortie S est active quand l’information m apparaît : S = m La sortie S reste active quand l’information m disparaît : nécessité de se valider elle même S = m + s La sortie S est désactive quand l’information a apparaît ( a ), quelquesoit l’état de m : a intervient sur m et sur l’auto-alimentation S = ( m + s ). a
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire S = ( m + s ) . a « variable d’état »
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire S m a s S = ( m + s ) . a
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire S a m s S = ( m + s ) . a
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Symbole normalisé m S m S a S a S Arrêt prioritaire Marche prioritaire
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Exemple d’application X n - 1 X n r n r n+1 r n-1
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire monostable
Exemple d’application r n-1 X n - 1 * r n X n r n+1 X n+1
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S Schéma E1 Q E2
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S compléter Fonctionnement E1 Q E2
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S Fonctionnement E1 Q E2 Combinaison à interdire Mise à 1 Mise à 0 Mémorisation de l’état précédent donc 0 est le niveau actif des entrées.
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S Symbole normalisé E1 marche = mise à 1 SET S E1 Q E2 Q Q
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S E2 arrêt = mise à 0 RESET R Symbole normalisé E1 Q E2 Q S
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S Montage d’application E1 S Q Q R E2
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S Montage d’application E1 S Q Q R E2
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S Montage d’application E1 S Q Rp Rp Q R E2
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S Montage d’application E1 S Q Rp U alim Rp Q R E2
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
101
Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
103
Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S Rebond Rebonds A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t Rebonds Rebond B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S A Montage anti rebonds t B A B Rp Q S R t Q t
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S S Q R E1 U alim E2 Le niveau actif des entrées est le 0 logique
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S R S R S S Q E1 Rp U alim Q Rp R E2
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S Symbole normalisé S Q S R Q Q R
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Fonctions séquentielles asynchrones Aléas de fonctionnement
1 1 2 1 3 1 4 5 = 1 = 1 2 3 4 5 e S
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X = e . y + x . e Y = x . e + y . e S = x 1 2 3 4 5 X Y S e y Dt3 Dt4
e Y y Dt3 Dt4 X x Dt1 Dt2 S X = e . y + x . e Y = x . e + y . e S = x
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Commutation avec recouvrement Commutation sans recouvrement
e X x Y y S e Y Commutation avec recouvrement e Y Commutation sans recouvrement Y = x . e + y . e
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Commutation avec recouvrement Commutation sans recouvrement
e X x Y y S e Y Commutation avec recouvrement e Y Aléas !!! Commutation sans recouvrement
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Logique Séquentielle Fonctions séquentielles synchrones
Dans une fonction séquentielle synchrone la prise en compte d'une nouvelle combinaison des variables d’entrées ne s'effectue que sur l'ordre d'une entrée de commande. On maîtrise l’instant de commutation à l’aide de l’entrée de commande. Les circuits synchrones ne sont pas sujets aux aléas! D Q H Les fonctions synchrones possèdent au moins une entrée de commande !
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule R S H Schéma Q E2 E1 Rp H S R
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule R S H S Fonctionnement Q H Q R Si H = 0 la bascule est bloquée, sa sortie conserve l’état antérieur Si H = 1 la bascule fonctionne, c’est une bascule RS
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H t Bascule R S H Fonctionnement S t R t Q t
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F F H t B B B Bascule R S H S Fonctionnement t R t Q t
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F F H t Bascule R S H S Fonctionnement t R t Q t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule R S H Symbole S Q S Q H R H Q R Suivant les constructeurs l’entrée de commande s’appelle H, T ou CP
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Fonctions séquentielles asynchrones Mémoire bistable
Rappels Bascule R S Fonctionnement S R Combinaison à interdire 1 seule entrée est suffisante Mise à 1 Mise à 0 Mémorisation de l’état précédent bascule bloquée Travail de H
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D Schéma D Q Rp H Q U alim
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D D Fonctionnement Q Rp H Q Si H = 0 la bascule est bloquée, sa sortie conserve l’état antérieur Si H = 1 la bascule fonctionne, la sortie Q recopie l’entrée D
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D Symbole D Q H Q La bascule D active sur le niveau 1 du signal de commande ‘ H ’ est dite bascule D type LACH
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D Symbole D Q H Q L’entrée D est une entrée synchrone. Elle n’est prise en compte qu’au niveau haut de H
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Forçage à 1 Bascule D Symbole Forçage à 0 Les entrées S et R sont des entrées asynchrones Elles sont prises en compte dès quelles sont actives indépendamment de H !
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Différentes bascules D Il existe aussi des bascules D qui ne sont actives que sur le front montant ou sur le front descendant du signal de commande ‘ H ’. Elle sont dites bascules D type EDGE.
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Différentes bascules D Création d’un H t ? t H ? H’ H’ t <<< t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Différentes bascules D Création d’un H t T t H ? H’ H’ t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Différentes bascules D Création d’un H t H’ H T t H’ t H’ = H . T
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Différentes bascules D Création d’un H t H’ H T t H’ Temporisation travail t H’ = H . T
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Différentes bascules D Création d’un H t t H ? H’ H’ t <<< t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Différentes bascules D Création d’un H t H H’ T t H’ t H’ = H . T
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Différentes bascules D Création d’un H t H H’ T t H’ Temporisation repos t H’ = H . T
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Différentes bascules D Symboles Bascule D à front montant Bascule D à front descendant L’entrée D est une entrée synchrone, elle n’est prise en compte qu’au front de H Les entrées S et R sont des entrées asynchrones, elles sont prises en compte dès quelles sont actives. Indépendamment de H !
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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/S Fonctionnement t /R t H t D t Q t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application Détection du sens de rotation d’un système A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système AH AH = A . B A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
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Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
169
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
170
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
171
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
172
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
173
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
174
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
175
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
176
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
177
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
178
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
179
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H A t B t
180
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système H H = A . /B A t B t
181
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Bascule D type EDGE Exemple d’application 1 Détection du sens de rotation d’un système 1 Signal B AH Signal A H 1 AH = A . B H = A . /B
182
Fonctions séquentielles synchrones Mémoire bistable
Exemple d’application 2 comptage / décomptage
183
H t S0 t S1 t S2 t
184
H t S0 t S1 t S2 t
185
H t S0 t S1 t S2 t
186
H t S0 t S1 t S2 t
187
On a réalisé un compteur modulo 8
H t S0 t S1 t S2 t 1 2 3 4 5 6 7 1 2
188
Comment faire pour réaliser un décompteur ?
189
H t S0 t S1 t S2 t 1 2 3 4 5 6 7 1 2
190
H t S0 t S1 t S2 t
191
H t S0 t S1 t S2 t
192
H t S0 t S1 t S2 t
193
H t S0 t S1 t S2 t
194
On a réalisé un décompteur modulo 8
H t S0 t S1 t S2 t 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5
195
Comment faire pour réaliser un compteur
dont le modulo est différent de 2 n ?
196
Réalisation d’un compteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un compteur modulo 6 0 – 1 – 2 – 3 – 4 - 5
197
Réalisation d’un compteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un compteur modulo 6 0 – 1 – 2 – 3 – 4 - 5 Nombre de bascules nécessaires n = ? Il faut que 2n > modulo du compteur ici n = car = 8 > 6
198
Réalisation d’un compteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un compteur modulo 6 Avec 3 bascules, on réalise un compteur modulo 23 = 8 0 – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 - 7 Il faut donc truquer le compteur !
199
Réalisation d’un compteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un compteur modulo 6 0 – 1 – 2 – 3 – 4 - 5 trucage le compteur ! On va détecter la première combinaison indésirable ici 6 0 – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 - 7
200
Réalisation d’un compteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un compteur modulo 6 0 – 1 – 2 – 3 – 4 - 5 trucage le compteur ! 0 – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 - 7 Et l’utiliser pour faire une RAZ Asynchrone du compteur
201
Réalisation d’un compteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un compteur modulo 6 Détection de 6
202
Réalisation d’un compteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un compteur modulo 6 RAZ du compteur
203
Réalisation d’un compteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un compteur modulo 6
204
Réalisation d’un décompteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un décompteur modulo 6 5 – 4 – 3 – 2 – 1 - 0
205
Réalisation d’un décompteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un décompteur modulo 6 5 – 4 – 3 – 2 – 1 – 0 Nombre de bascules nécessaires n = ? Il faut que 2n > modulo du décompteur ici n = car = 8 > 6
206
Réalisation d’un décompteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un décompteur modulo 6 Avec 3 bascules, on réalise un décompteur modulo 23 = 8 7 – 6 – 5 – 4 – 3 – 2 – 1– 0 Il faut donc truquer le décompteur !
207
Réalisation d’un décompteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un décompteur modulo 6 5 – 4 – 3 – 2 – 1 – 0 trucage le décompteur ! On va détecter la première combinaison indésirable ici 7 7 – 6 – 5 – 4 – 3 – 2 – 1 – 0
208
Réalisation d’un décompteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un décompteur modulo 6 5 – 4 – 3 – 2 – 1 - 0 trucage le décompteur ! 7 – 6 – 5 – 4 – 3 – 2 –1 - 0 Et l’utiliser pour faire un forçage Asynchrone à 5 du compteur
209
Réalisation d’un décompteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un décompteur modulo 6 Détection de 7
210
Réalisation d’un décompteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un décompteur modulo 6 Forçage à 5
211
Réalisation d’un décompteur modulo 6
Fonctions synchrones Réalisation d’un décompteur modulo 6
212
Conclusions
213
Fonctions asynchrones Mémoire monostable
S = m + s . a Mémoire à marche prioritaire m S s a Symbole normalisé m S a S
214
Fonctions asynchrones Mémoire monostable
Mémoire à arrêt prioritaire S = ( m + s ) . a a S m s Symbole normalisé m S a S
215
Fonctions asynchrones Mémoire bistable
Bascule R S S R Q Bascule D LACH EDGE EDGE
216
logique programmée 216
217
X = e . y + x . e Y = x . e + y . e S = x 1 2 3 4 5 X Y S e
X x S Y y X = e . y + x . e Y = x . e + y . e S = x Supposons qu’un opérateur réalise manuellement la commande définie par le chronogramme étudié page 15. Il devra, à intervalles de temps réguliers, observer l'état des entrées e, x, y puis, suivant cet état, effectuer ou non la mise à jour des sorties S, X, Y. Pour se faciliter le travail, il va se constituer un fichier sur lequel il portera les différentes combinaisons des entrées et les états des sorties correspondants.
218
Logique Programmée e X x S Y y e= 0 x=0 y=0 X=0 Y=0 S=0
219
Logique Programmée X Y S e e= 1 x=0 y=0 e= 0 x=0 y=0 X=1 Y=0 S=0 X=0
220
Logique Programmée X Y S e e= 1 x=1 y=0 e= 1 x=0 y=0 X=1 Y=0 S=1
221
Logique Programmée X Y S e e= 0 x=1 y=0 e= 1 x=1 y=0 X=1 Y=1 S=1
222
Logique Programmée X Y S e e= 0 x=1 y=1 e= 0 x=1 y=0 X=1 Y=1 S=1
223
Logique Programmée X Y S e e= 1 x=1 y=1 e= 0 x=1 y=1 X=0 Y=1 S=1
224
Logique Programmée X Y S e e= 1 x=0 y=1 e= 1 x=1 y=1 X=0 Y=1 S=0
225
Logique Programmée X Y S e e= 0 x=0 y=1 e= 1 x=0 y=1 X=0 Y=0 S=0
226
Logique Programmée X Y S e e= 0 x=0 y=0 X=0 e= 0 x=0 y=1 Y=0 S=0
227
Sélection des fiches « commande »
Logique Programmée Repérage des fiches « adresse » e= 0 x=0 y=1 X=0 Y=0 S=0 e= 1 x=0 y=1 Y=1 e= 1 x=1 y=1 S=1 e= 0 x=1 y=1 X=1 e= 0 x=1 y=0 e= 1 x=1 y=0 e= 1 x=0 y=0 e= 0 x=0 y=0 Informations dans les fiches « données » Sélection des fiches « commande »
228
Logique Programmée Traitement parallèle
Entrées Sorties Traitement parallèle Le traitement est dit parallèle lorsque tous les signaux sont pris en compte simultanément par l'organe de traitement. C'est le cas de la logique câblée. En adoptant cette représentation simplificatrice, on distingue que le traitement parallèle recèle un certain degré de séquentiel provoqué par les transitions de couche à couche. 228
229
Logique Programmée 1 2 3 4 Traitement parallèle
S (A=B) = (a b0 ) . (a b1 ) S (A<B) = (S (A=B) + S (A>B) ) S (A>B) = a1 /b1 + a0 /b0. (a b1) Traitement parallèle Le traitement est dit parallèle lorsque tous les signaux sont pris en compte simultanément par l'organe de traitement. C'est le cas de la logique câblée. En adoptant cette représentation simplificatrice, on distingue que le traitement parallèle recèle un certain degré de séquentiel provoqué par les transitions de couche à couche.
230
Traitement séquentiel
Logique Programmée A chaque top d’horloge, le processeur exécute une instruction et une seule Entrées mémoire Registre instructions Sorties PROCESSEUR Traitement séquentiel Un traitement est dit séquentiel lorsque les signaux concernés à un instant donné sont traités successivement, dans un ordre prédéfini. Le principe de la logique programmée est de substituer aux différentes couches d'une logique câblée, une seule couche appelée "PROCESSEUR" capable de réaliser les fonctions de toutes les couches. Le processeur exécute des instructions qui lui indiquent quelle fonction il doit réaliser et sur quels signaux. Le processeur est donc lui-même une logique séquentielle synchrone. Sa réalisation est matérialisée par un MICROPROCESSEUR . 230
231
Traitement séquentiel
Logique Programmée 1 S (A=B) = (a b0 ) . (a b1 ) 3 2 S (A<B) = (S (A=B) + S (A>B) ) 8 5 4 7 6 S (A>B) = a1 /b1 + a0 /b0. (a b1) Traitement séquentiel Un traitement est dit séquentiel lorsque les signaux concernés à un instant donné sont traités successivement, dans un ordre prédéfini. A chaque top d’horloge, le processeur exécute une instruction et une seule.
232
Logique Programmée P23 Système minimum Bus Processeur Mémoire
Pour permettre le fonctionnement défini, un système programmable doit au minimum être composé de la manière suivante: Système minimum Bus Bus de données Bus d’adresses Bus de commande Processeur Mémoire Interfaces Traitement de données Stockage de données Liaison avec l’extérieur
233
Adapté vis à vis de la partie opérative
Structure d’un A.P.I Norme NF C Un automate programmable industriel (API) est une machine électronique, programmable par un personnel non informaticien et destiné à piloter en temps réel et en ambiance industrielle des procédés séquentiels et combinatoires. Adapté vis à vis de la partie opérative Entrées/Sorties industrielles, Traitement de fonctions logiques courantes (séquentielles et/ou combinatoires), 233
234
Adapté vis à vis de l’environnement
Structure d’un A.P.I Norme NF C Un automate programmable industriel (API) est une machine électronique, programmable par un personnel non informaticien et destiné à piloter en temps réel et en ambiance industrielle des procédés séquentiels et combinatoires. Adapté vis à vis de l’environnement Température, Humidité, Vibrations, Parasites électriques et électromagnétiques, 234
235
Structure d’un A.P.I Norme NF C 63-850
Un automate programmable industriel (API) est une machine électronique, programmable par un personnel non informaticien et destiné à piloter en temps réel et en ambiance industrielle des procédés séquentiels et combinatoires. Adapté aux tâches de conception et de réalisation Outil de dialogue permettant de décrire et d'implanter l'application dans un langage simplifié adapté aux tâches de mise au point, 235
236
Structure d’un A.P.I Norme NF C 63-850
Un automate programmable industriel (API) est une machine électronique, programmable par un personnel non informaticien et destiné à piloter en temps réel et en ambiance industrielle des procédés séquentiels et combinatoires. Adapté aux tâches de mise au point Outil de dialogue permettant : - l'édition et la modification ponctuelle, - le transfert de programme, - la simulation, - la visualisation dynamique, etc … 236
237
Adapté aux tâches d’exploitation
Structure d’un A.P.I Norme NF C Un automate programmable industriel (API) est une machine électronique, programmable par un personnel non informaticien et destiné à piloter en temps réel et en ambiance industrielle des procédés séquentiels et combinatoires. Adapté aux tâches d’exploitation En mode normal et en mode dégradé 237
238
Structure Fonctionnelle
P24 Structure d’un A.P.I Dialogue de programmation Structure Fonctionnelle Détection des entrées (capteurs) Commande des sorties (pré-actionneurs) API Dialogue d’exploitation Dialogue de supervision
239
Structure d’un A.P.I Système automatisé A.P.I MS ME Consignes
Programme Energie COMMUNIQUER Comptes-rendus Visualisation d états COMMUNIQUER Données TRAITER les DONNEES TRAITER les DONNEES Commandes Pupitre.TDI GERRER L ’ENERGIE W1-W2-W3 ACQUERIR les ETATS du PROCEDE A.P.I GERRER L ’ENERGIE Puissance TRANSFORMER en ENERGIE MECANIQUE Alimentations pré-actionneurs W mécanique MS ME AGIR sur la Matière d Œuvre Evénements Actionneurs ACQUERIR les ETATS du PROCEDE Effecteurs Informations d ’états Capteurs
240
Structure Fonctionnelle d’un Automate Programmable Industriel
Structure d’un A.P.I Structure Fonctionnelle d’un Automate Programmable Industriel Programme Energie Données ADAPTER et ISOLER Données adaptées Retour capteur Interface d’entrée Interface de sortie Unité Centrale TRAITER les DONNEES ADAPTEES TRAITER les DONNEES ADAPTEES Signal logique ADAPTER et ISOLER Comptes -rendus Ordres de commandes
241
Structure Fonctionnelle de l’Unité Centrale
Structure d’un A.P.I Structure Fonctionnelle de l’Unité Centrale Système minimum Programme Energie Signal logique Gestionnaire d’E/S GERER les Entrées/Sorties GERER les Entrées/Sorties Données adaptées Données de travail Mémoire STOCKER . Instructions Données+adresse Processeur TRAITER TRAITER Données traitées
242
Structure d’un A.P.I P24 Rack Structure Matérielle
Le Rack de base constitue l'ossature métallique d'un API avec la carte "Fond de Panier" (BUS + connecteurs) 242
243
Structure d’un A.P.I Structure Matérielle Le Rack
Il s'agit de structures métalliques pouvant recevoir un certain nombre de cartes électroniques de même dimension, selon un pas donné. Un équipement peut se présenter sous la forme: - d’un système compact, fermé avec un nombre d'E/S défini par le constructeur, généralement peu important et réservé aux API bas de gamme. 243
244
Structure d’un A.P.I Structure Matérielle Automates compacts 244
245
Structure d’un A.P.I Structure Matérielle Le Rack
Il s'agit de structures métalliques pouvant recevoir un certain nombre de cartes électroniques de même dimension, selon un pas donné. Un équipement peut se présenter sous la forme: - d’un système compact, fermé avec un nombre d'E/S défini par le constructeur, généralement peu important et réservé aux API bas de gamme. - d’un système modulaire avec un rack principal et un (ou plusieurs) rack d'extension liés par le bus de l'API ou par coupleurs d’extensions si le nombre d’entrées / sorties est important. 245
246
Structure d’un A.P.I Structure Matérielle Automates modulaires 246
247
Structure d’un A.P.I Rack principal Rack extension
Structure Matérielle Rack principal Rack extension Automates modulaires 247
248
Structure d’un A.P.I Rack ALIM Structure Matérielle
Réseau 220VAC ou Alimentation 24VDC ALIM Alimentation 24VDC Stabilisée
249
Structure d’un A.P.I Structure Matérielle Le module d’alimentation
Il permet de fournir l'énergie nécessaire au bon fonctionnement de l’automate. Les principales tensions utilisées dans un API sont du +12v et ± 5v adaptés au fonctionnement des cartes électroniques internes. Pour pouvoir agir directement sur la PO en cas de défaillance, certains modules d’alimentation sont équipées d'un contact et d'un voyant. Le module d’alimentation à un emplacement réservé dans le rack principal. On distingue : le module d’alimentation alternatif qui fourni l’énergie nécessaire à partir du secteur 220V. le module d’alimentation continu qui fourni l’énergie nécessaire à partir d’alimentations externes 24Vou 48V. Le choix du module d’alimentation d'un automate se fera à partir de sa configuration et d'un bilan énergétique des consommations des coupleurs installés. 249
250
Structure d’un A.P.I UC ALIM Communication Structure Matérielle
Réseau 220VAC ou Alimentation 24VDC ALIM UC Processeur Bus interne Mémoire Gestion E/S Alimentation 24VDC Stabilisée Communication
251
Structure d’un A.P.I Structure Matérielle L’Unité Centrale
L’Unité Centrale est le cœur de l’automate, elle regroupe l’ensemble des dispositifs nécessaires au fonctionnement logique interne de l’API: - le Processeur, - la Mémoire, - le Gestionnaire d’entrées / sorties. Voir paragraphe correspondant 251
252
Structure d’un A.P.I UC E/S ALIM Bus d’E/S Extension Communication
Structure Matérielle Réseau 220VAC ou Alimentation 24VDC ALIM E/S UC Processeur Bus interne Mémoire Gestion E/S Bus d’E/S Alimentation 24VDC Stabilisée Extension Communication
253
Structure d’un A.P.I Structure Matérielle
Les Coupleurs d’entrées /sorties Les coupleurs d’entrées / sorties assurent la fiabilité des échanges des informations entre l’API et la partie opérative dans un milieu industriel fortement parasité. Les constructeurs offrent une grande variété de coupleurs. voir paragraphe correspondant. 253
254
Structure d’un A.P.I UC E/S ALIM Bus d’E/S Extension Communication
Structure Matérielle Réseau 220VAC ou Alimentation 24VDC ALIM E/S UC Processeur Bus interne Mémoire Gestion E/S Bus d’E/S Alimentation 24VDC Stabilisée Extension Communication
255
Structure d’un A.P.I Structure Matérielle Le Bus
Les constructeurs d’API ont rapidement fait évoluer leurs machines vers une architecture multibus pour augmenter les performances de leurs systèmes. Nous identifierons les divers BUS suivant leur niveaux d’utilisation: - Niveau 0: correspondant au bus du microprocesseur confiné à la carte d’unité centrale « Bus Interne ». - Niveau 1: c’est par lui que s’effectuent les échanges entre cartes, c’est le « Bus fond de panier » ou « Bus d’entrées/sorties ». 255
256
Structure d’un A.P.I Coupleur de sorties Rack Coupleur d’entrées
Unité Centrale Alimentation 256
257
Structure d’un A.P.I Type Référence Alimentation PS307 5A
307-1EA00-0AA0 Alimentation 257
258
Structure d’un A.P.I Type Référence Unité Centrale CPU315-2 PN/DP
315-2EH13-0AB0 258
259
Structure d’un A.P.I Type Référence Coupleur d’entrées 321-1BH02-0AA0
SM321 DI 16xDC24V SM321 DI 16xDC24V Type Référence 321-1BH02-0AA0 Coupleur d’entrées 259
260
Structure d’un A.P.I Type Référence Coupleur de sorties 322-1HH01-0AA0
SM322 DO 16xREL AC 120/230V24V Type Référence 322-1HH01-0AA0 Coupleur de sorties 260
261
Structure d’un A.P.I Configuration avec un atelier logiciel
SM322 DO 16xREL AC 120/230V24V Configuration avec un atelier logiciel 322-1HH01-0AA0 261
262
Fiabilité – Sécurité - Disponibilité
La fiabilité d’un API se mesure à partir du taux de défaillance de chacun de ses constituants. 262
263
Fiabilité – Sécurité - Disponibilité Installation automatisée
automate Unité centrale processeur 25% mémoire B U S alimentation 5% Défauts internes à l’automate 10% unité centrale 95% Défauts externes à l’automate 90% entrées/sorties l’Automate est fiable et présente un haut niveau de disponibilité
264
Fiabilité – Sécurité - Disponibilité
La disponibilité est définie comme : Disponibilité = S temps de production / temps total Elle est toujours < 1 (100 %) La disponibilité correspond à l’aptitude du système à réaliser sa fonction. 264
265
Fiabilité – Sécurité - Disponibilité Installation automatisée
Pour augmenter la disponibilité de l’installation dans son intégralité, il faut s’attaquer par des fonctions de diagnostics aux 95% des pannes occasionnées par les défauts extérieurs à l’automate. Installation automatisée 5% Défauts internes à l’automate 95% Défauts externes à l’automate
266
L’Unité Centrale 266
267
Introduction BUS Processeur Mémoire Interfaces 267 Programme Energie
Signal logique GERER les Entrées/Sorties Données adaptées Données de travail Gestionnaire d’E/S STOCKER . Instructions Mémoire Données+adresse TRAITER Processeur Données traitées BUS Processeur Mémoire Interfaces 267
268
Fonctions Logicielles de l’UC Logiciel d’application
Niveau utilisateur Logiciel d’application Logiciel de base Niveau matériel 268
269
Fonctions Logicielles de l’UC Logiciel d’application
Niveau utilisateur Logiciel d’application Logiciel de production de programme Codage et mise au point des applications Logiciel d’exploitation Logiciel de base Gestion des E/S Superviseur système Gestion de la mémoire Noyau système Niveau matériel 269
270
La mémoire 270 Programme Energie Signal logique GERER Données adaptées
les Entrées/Sorties Données adaptées Données de travail Gestionnaire d’E/S STOCKER . Instructions Mémoire Données+adresse TRAITER Processeur Données traitées 270
271
La mémoire Définition Une mémoire est un dispositif technologique destiné à conserver l’information. La mémoire élémentaire (ou point mémoire) mémorise une valeur binaire un BIT (0 ou 1). 271
272
La mémoire (aléatoire ou direct) Le mode d’accès
Caractéristiques (aléatoire ou direct) Accès aléatoire ou direct, l'information est stockée à une adresse précise que l'on atteint directement et rapidement en lui appliquant une information binaire correspondant à l'adresse sélectionnée. Le mode d’accès
273
Accès Aléatoire ou Direct
La mémoire Bit Accès Aléatoire ou Direct Bus de données Bus d’adresse 1 Mot double 1 Mot 1 Octet ou 1 Byte Circuit d’adressage sélection
274
Accès Aléatoire ou Direct
La mémoire Accès Aléatoire ou Direct Bus de données Bus de commande Bus d’adresse Circuit d’adressage sélection
275
La mémoire Le mode d’accès (séquentiel)
Caractéristiques Le mode d’accès (séquentiel) Accès séquentiel, le temps d'accès est plus ou mois long selon que l'information se trouve stockée plus ou moins loin de l'organe de lecture /écriture. 275
276
La mémoire Accès Séquentiel Tête de lecture Information « h »
Information « i » Information « j » support Entraînement Tête d’écriture 276
277
La mémoire Le mode d’accès Le mode de fonctionnement
Caractéristiques Le mode d’accès Le mode de fonctionnement à lecture / écriture, permet l'inscription et le prélèvement d'une information, à lecture seule, les données sont écrites par le constructeur, et ne peuvent qu'être lues par l'utilisateur. 277
278
La mémoire Le mode d’accès Le mode de fonctionnement La volatilité
Caractéristiques Le mode d’accès Le mode de fonctionnement La volatilité Une mémoire est volatile si elle perd les informations lors d'une coupure de son alimentation. 278
279
La mémoire Le mode d’accès Le mode de fonctionnement La volatilité
Caractéristiques Le mode d’accès Le mode de fonctionnement La volatilité La vitesse Temps d'accès: temps pour l'obtention d'une information après la demande de lecture. 279
280
La mémoire P30 Le mode d’accès Le mode de fonctionnement La volatilité
Caractéristiques Le mode d’accès Le mode de fonctionnement La volatilité La vitesse La capacité Nombre d'éléments binaires qui peuvent être stockés. Si l'information est rangée dans N registres de p éléments. Capacité = N x p 1 Octet = 1 Byte = 8 Bits 1 KO = 210 Octets =1024 Octets = 1024 x 8 = 8192 Bits 1 MO = 1024 KO 1 GO = 1024 MO 280
281
La mémoire « logiciel d’exploitation » « logiciel d'application »
Technologies Mémoires mortes ROM (Non volatiles) Non reprogrammable par l'utilisateur PROM « logiciel d’exploitation » Reprogrammable par l'utilisateur: - REPROM après effacement aux UV « logiciel d'application » - EEPROM reprogrammable par signal électrique 281
282
La mémoire « logiciel d'application et dossier machine » FLASH EPROM
Technologies FLASH EPROM La mémoire Flash s'apparente à la technologie de l’EEPROM. Elle est programmable et effaçable électriquement comme les EEPROM. « logiciel d'application et dossier machine » 282
283
La mémoire « logiciel d'application » et/ou « données »
Technologies Mémoires vives RAM (volatiles) Ces mémoires sont volatiles. Dans un API elles sont protégées par batteries ou pile au lithium (1000 heures). Elles ont l'avantage de pouvoir se programmer directement dans l'UC donc autorisent des consoles de programmation plus simple. « logiciel d'application » et/ou « données » 283
284
La mémoire Notion de hiérarchie mémoire
Une mémoire idéale serait une mémoire de grande capacité, capable de stocker un maximum d’informations et possédant un temps d’accès très faible afin de pouvoir travailler rapidement. Cette mémoire idéale n’existant pas et n’ayant jamais besoin de toutes les informations au même moment. Pour obtenir le meilleur compromis coût performance, on définie donc une hiérarchie mémoire. On utilise des mémoires de faible capacité mais très rapide pour stocker les informations dont le microprocesseur se sert le plus et on utilise des mémoires de capacité importante mais beaucoup plus lente pour stocker les informations dont le microprocesseur se sert le moins. 284
285
Zone mémoire de Données
La mémoire P31 Architecture Mémoire centrale Zone Moniteur ou Zone Système Zone mémoire de Données Zone mémoire de Programme PROM RAM REPOM –EEPROM -RAM 285
286
MOTS status ou MOTS d’états
La mémoire P32 Architecture Zone mémoire de Données Zone BITS Zone MOTS Zone image des ENTREES Zone des variables MOTS internes Zone image des SORTIES Zone des variables MOTS réservés (tempo, compteurs, ….) Zone des variables BITS internes Zone d’états MOTS status ou MOTS d’états 286
287
Zone mémoire de Programmes
La mémoire Architecture Zone mémoire de Programmes Reçoit le ou les programme (s) ou les programme(s) d'application(s). Elle est organisée en mots. Un programme est repéré par l'adresse de sa première instruction ou par un nom (label). Suivant les constructeurs la mémoire programme peut être découpée en zones ou ne faire qu'une entité. 287
288
Le Processeur 288 Programme Energie Signal logique GERER
les Entrées/Sorties Données adaptées Données de travail Gestionnaire d’E/S STOCKER . Instructions Mémoire Données+adresse TRAITER Processeur Données traitées 288
289
Le Processeur Le processeur d'un API doit répondre à des contraintes:
de traitement sur bits pour les variables logiques, E/S TOR, séquentiel et combinatoire, de traitement sur mots pour les variables numériques, de travail en temps réel ou avec un temps de cycle court, - d'interprétation du langage utilisateur pour le codage en instructions du processeur. 289
290
CO AO Le Processeur P33 L’instruction Fonction Adresse Code opératoire
Une instruction est un ordre exécutable par la logique. Fonction Adresse Code opératoire CO AO Adresse opérande Quoi faire Sur quoi faire 290
291
Le Processeur P34 Processeur Unité de commande Unité de traitement
Compteur ordinal Compteur ordinal ou Pointeur programme il est chargé de l'adresse de l'instruction en cours 291
292
Le Processeur Fonction Adresse Processeur Unité de commande
Unité de traitement Compteur ordinal Registre d’instruction Le registre d’instruction stocke l'instruction en cours pendant tout le temps de son exécution. Il est en deux parties liées au format de l'instruction: la partie Fonction la partie Adresse Fonction Adresse 292
293
Le Processeur Fonction Adresse Processeur Unité de commande
Unité de traitement Compteur ordinal Registre d’instruction Décodeur de fonctions Fonction Adresse Le Décodeur de fonctions est chargé de reconnaître l'opération à exécuter. 293
294
Le Processeur Processeur Unité de commande Unité de traitement
Compteur ordinal - 1er appel d’une instruction Registre d’instruction - 2em exécution de l’instruction Décodeur de fonctions - 3em préparation de l’instruction suivante Séquenceur Le Séquenceur génère les signaux "horloges" d’enchaînement des trois phases d'exécution d'une instruction. 294
295
(Unité Arithmétique et Logique )
Le Processeur Processeur Unité de commande Unité de traitement Compteur ordinal U.A.L (Unité Arithmétique et Logique ) Registre d’instruction Décodeur de fonctions Séquenceur L’Unité Arithmétique et Logique est le circuit le plus complexe, il est chargé d'effectuer toutes les opérations spécifiées par le décodeur de fonctions. 295
296
(Unité Arithmétique et Logique )
Le Processeur Processeur Unité de commande Unité de traitement Compteur ordinal U.A.L (Unité Arithmétique et Logique ) Registre d’instruction Accumulateur Décodeur de fonctions Séquenceur L’Accumulateur est un registre étroitement lié à l'UAL. Il travaille en tant que "source" de données pour l'UAL mais aussi en "destination" pour stocker le résultat d'un travail. 296
297
(Unité Arithmétique et Logique )
Le Processeur Processeur Unité de commande Unité de traitement Compteur ordinal U.A.L (Unité Arithmétique et Logique ) Registre d’instruction Accumulateur Décodeur de fonctions Registres de travail Séquenceur (Pile : LIFO / FIFO) Les Registres de travail (piles*) servent au stockage temporaire de données avant traitement. *Une pile est constituée d’un ensemble ordonné d’informations et d’une politique de gestion de leur acquisition et de leur restitution. Deux types sont disponibles dans un processeur : 297
298
Registre de travail LIFO empiler 298
299
Registre de travail LIFO dépiler 299
300
Registre de travail Pile type LIFO Last Input First Output P34 empiler
dépiler Last Input First Output 300
301
Registre de travail FIFO empiler 301
302
Registre de travail FIFO dépiler 302
303
Registre de travail Pile type FIFO First Input First Output P34
empiler dépiler First Input First Output 303
304
(Unité Arithmétique et Logique ) (Mots status ou Flag status)
Le Processeur Processeur Unité de commande Unité de traitement Compteur ordinal U.A.L (Unité Arithmétique et Logique ) Registre d’instruction Accumulateur Décodeur de fonctions Registres de travail Séquenceur (Pile : LIFO / FIFO) Registres d’états Registres d’états pour le compte rendu des différentes opérations exécutées par le processeur. (Mots status ou Flag status) 304
305
Registre d’état X X C E O I X X Retenue(carry) parité input output 305
306
Fonctionnement simplifié
du processeur 306
307
307
308
Position initiale « fin du traitement de l’instruction i-1 »
Mémoire programme Registre instruction Instruction i-1 Instruction i Instruction i Instruction i+1 UAL Mémoire de données Décodeur de fonctions Donnée Di Adresse i accumulateur Compteur ordinal registres séquenceur Position initiale « fin du traitement de l’instruction i-1 »
309
Phase 1 « appel de l’instruction »
Mémoire programme Registre instruction Instruction i-1 Instruction i Instruction i Instruction i+1 UAL Mémoire de données Décodeur de fonctions Donnée Di Adresse i accumulateur Compteur ordinal registres séquenceur Phase 1 « appel de l’instruction »
310
Phase 1 « appel de l’instruction »
Mémoire programme Registre instruction Instruction i-1 AOi COi Instruction i Instruction i Instruction i+1 UAL Mémoire de données Décodeur de fonctions Donnée Di Adresse i accumulateur Compteur ordinal registres séquenceur Phase 1 « appel de l’instruction »
311
Phase 2 « exécution de l’instruction »
Mémoire programme Registre instruction Instruction i-1 COi COi COi AOi Instruction i Instruction i+1 UAL Mémoire de données Décodeur de fonctions Fonction i Donnée Di Adresse i accumulateur Compteur ordinal registres séquenceur Phase 2 « exécution de l’instruction »
312
Phase 2 « exécution de l’instruction »
Mémoire programme Registre instruction Instruction i-1 Instruction i COi AOi AOi Instruction i+1 UAL Mémoire de données Décodeur de fonctions COi Fonction i Donnée Di Adresse i accumulateur Compteur ordinal registres séquenceur Phase 2 « exécution de l’instruction »
313
Phase 3 « préparation instruction suivante »
Mémoire programme Instruction i-1 Registre instruction Instruction i COi AOi Instruction i+1 Instruction i+1 UAL Mémoire de données Décodeur de fonctions COi Fonction i Donnée Di Adresse i+1 Adresse i accumulateur Compteur ordinal +1 Î Horloge registres séquenceur Phase 3 « préparation instruction suivante »
314
P35 haut « état initial » 314
315
Phase 1 « appel de l’instruction »
315
316
Phase 2 « exécution de l’instruction »
316
317
Phase 3 « préparation instruction suivante »
317
318
CO AO La mémoire P37 LD # 2007 Adressage immédiat
la donnée est dans la zone adresse opérande LD # 2007 CO AO 318
319
CO AO La mémoire LD MW 250 Mémoire de données adresse 250 2007
Adressage Adressage absolu La donnée est à l’adresse qui figure dans la zone adresse opérante LD MW 250 CO AO Mémoire de données adresse 250 2007 319
320
CO AO La mémoire LD MW 255 260 255 Mémoire de données adresse 2007 260
Adressage Adressage indirect l’adresse opérande indique une adresse ou se trouve l’adresse de la donnée LD MW 255 CO AO 260 255 Mémoire de données adresse 2007 260 Mémoire de données adresse
321
CO AO La mémoire Registre Index = 10 LD MW 255
Adressage Adressage indexé l’adresse de la donnée est obtenue en rajoutant la valeur d’un registre à la valeur de l'adresse opérande. Registre Index = 10 LD MW 255 CO AO Mémoire de données adresse 2007 = 265
322
Cycle de fonctionnement
P38 Traitement L’unité centrale d’un automate programmable à un fonctionnement cyclique, c'est à dire synchrone. Le pointeur programme, en décrivant successivement tous les mots de la mémoire programme jusqu'au dernier, avant de recommencer à partir du premier, assure le fonctionnement cyclique de l'unité centrale. Le fonctionnement est synchrone par rapport à l'horloge interne. La puissance d'une UC est donc directement liée à sa vitesse de scrutation. On appelle période d'un API, le temps mis pour l'exécution de 1K instructions logiques. Lors d'un tour de cycle, l'Unité Centrale assure aussi des fonctions système (gestion interne, autodiagnostics, échanges) et le traitement des données spécifié par le programme. Un cycle réel de la machine comprend donc deux phases : • la phase système • la phase traitement S T T S T S T S T S T S T S T Cycle n-1 Cycle n Cycle n+1 Cycle n+2 Cycle n+3 Cycle n+4 Cycle n+5 322
323
Cycle de fonctionnement
Exemple de traitement Jeu d’instructions 323
324
Cycle de fonctionnement
Exemple de traitement Mémoire de données Données 255 Entrées 256 383 Sorties 384 511
325
Cycle de fonctionnement
P39 Exemple de traitement Equation S = (E1 + E2) ( /E3 . X1 + /E8 . X2) Adressage E1 256 E2 257 E3 258 E8 259 S 384 X1 000 X2 001 325
326
Cycle de fonctionnement
P39 Equation S = (E1 + E2) ( /E3 . X1 + /E8 . X2) Programme 326
327
Cycle de fonctionnement
P40 S = (E1 + E2) ( /E3 . X1 + /E8 . X2) Fonctionnement Littéral 0, Charger E1 } a 1, Faire OU avec E2 2, Charger complément E3 } b 3, Faire ET avec X1 4, Charger complément E8 } c 5, Faire ET avec X2 } d 6,Faire OU (c + b ) } e 7, Faire ET (d. a ) 8, Affecter résultat à S 327
328
Cycle de fonctionnement
S = (E1 + E2) ( /E3 . X1 + /E8 . X2) Fonctionnement Automate Fonctionnement Littéral 0, SI 0256 } a 1, OU 0257 0, Charger E1 } a 2, SI/ 0258 } b 1, Faire OU avec E2 3, ET 0000 2, Charger complément E3 } b 4, SI/ 0259 } c 3, Faire ET avec X1 5, ET 0001 4, Charger complément E8 } c 6, SI c 7, OU b } d 5, Faire ET avec X2 } d 8, SI d 6,Faire OU (c + b) } e } e 9, ET a 7, Faire ET (d. a) 10, OUT 8, Affecter résultat à S 328
329
Cycle de fonctionnement
P40 e d a b c 329
330
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur UAL Pile accumulateur registres 330
331
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur 0, SI 0256 E1 Pile 331
332
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur 0, SI 0256 } a a « E1 + E2 » 1, OU 0257 Pile 332
333
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur 0, SI 0256 } a /E3 1, OU 0257 2, SI/ 0258 Pile a 333
334
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur 0, SI 0256 } a b « /E3 . X1 » 1, OU 0257 2, SI/ 0258 } b Pile 3, ET 0000 a 334
335
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur 0, SI 0256 } a /E8 1, OU 0257 2, SI/ 0258 } b Pile 3, ET 0000 b 4, SI/ 0259 a 335
336
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur 0, SI 0256 } a c « /E8 . X2 » 1, OU 0257 2, SI/ 0258 } b Pile 3, ET 0000 b 4, SI/ 0259 } c a 5, ET 0001 336
337
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur 0, SI 0256 } a d « c + b » 1, OU 0257 2, SI/ 0258 } b Pile 3, ET 0000 a 4, SI/ 0259 } c 5, ET 0001 } d 6, OU 337
338
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur 0, SI 0256 } a e « d . a » 1, OU 0257 2, SI/ 0258 } b Pile 3, ET 0000 4, SI/ 0259 } c 5, ET 0001 } d 6, OU } e 7, ET 338
339
Cycle de fonctionnement
Fonctionnement Automate Accumulateur 0, SI 0256 } a 1, OU 0257 2, SI/ 0258 } b Pile 3, ET 0000 4, SI/ 0259 } c 5, ET 0001 } d 6, OU } e 7, ET 8, OUT 339
340
Gérer les Entrées / Sorties
Programme Energie Signal logique GERER les Entrées/Sorties Données adaptées Données de travail Gestionnaire d’E/S STOCKER . Instructions Mémoire Données+adresse TRAITER Processeur Données traitées 340
341
Cycle de fonctionnement
Gestion des Entrées / Sorties Le système de gestion des entrées et des sorties est constitué du gestionnaire d'entrées/sorties et de l'ensemble des coupleurs. Il doit permettre, sur le plan fonctionnel, la résolution de deux problèmes : • établir une liaison technologique sûre entre l'extérieur et le bus d'entrée/sortie, c'est le rôle des coupleurs. • assurer la cohérence des informations pendant le déroulement séquentiel du programme. - les informations d'entrées, lues sur les coupleurs d'entrées, sont mises en mémoire pour devenir des variables d'entrées. Le processeur ne travaillant que sur ces images il aura une vision cohérente du processus durant tout le déroulement du programme. - les valeurs des états des sorties, calculées par le processeur tout au long du programme sont mises en mémoire pour devenir des variables de sorties qui seront ensuite transmises, groupées, aux coupleurs de sorties. Ces opérations de lecture « acquisition des entrées » et d’écriture « affectation des sorties » sont effectuées automatiquement par le processeur dans la phase système du cycle. 341
342
Cycle de fonctionnement Acquisition des entrées
342
343
Cycle de fonctionnement
Acquisition des entrées Bus d ’E/S Coupleurs d’entrées Gestionnaire d’E/S Mémoire images des Entrées Processeur Coupleurs de sorties Bus interne 343
344
Cycle de fonctionnement
P42 E Acquisition des entrées Bus d ’E/S Coupleurs d’entrées Gestionnaire d’E/S Mémoire images des Entrées Processeur Coupleurs de sorties Bus interne Lire toutes les entrées de tous les coupleurs d’entrées et, via le gestionnaire d’E/S, les recopier en mémoire de données dans la zone image des entrées. 344
345
Cycle de fonctionnement
Traitement E T 345
346
Cycle de fonctionnement
Traitement E T Bus d ’E/S Coupleurs d’entrées Gestionnaire d’E/S Mémoire des données Processeur Coupleurs de sorties Bus interne 346
347
Cycle de fonctionnement
P42 Traitement E T Bus d ’E/S Coupleurs d’entrées Gestionnaire d’E/S Mémoire des données Processeur Coupleurs de sorties Bus interne Traiter les équations du programme d’application à partir des entrées mémorisées et : - pour les sorties, écrire les valeurs en zone image des sorties, - pour les variables internes, écrire les valeurs en zone correspondante. 347
348
Cycle de fonctionnement Affectation des sorties
348
349
Cycle de fonctionnement
Affectation des sorties E T S Bus d ’E/S Coupleurs d’entrées Gestionnaire d’E/S Mémoire images des sorties Processeur Coupleurs de sorties Bus interne 349
350
Cycle de fonctionnement
P42 Affectation des sorties E T S Bus d ’E/S Coupleurs d’entrées Gestionnaire d’E/S Mémoire images des sorties Processeur Coupleurs de sorties Bus interne Lire les valeurs des sorties en zone image des sorties et, via le gestionnaire d’E/S, recopier les états de toutes les sorties sur tous les coupleurs de sorties. 350
351
Cycle de fonctionnement
Cycle API E T S 351
352
Cycle de fonctionnement
Cycle n-1 Cycle n Cycle n+1 Cycle n+2 T S E T S E T S E T L'unité centrale de l’automate programmable fonctionne d’une manière synchrone, en exécutant de manière cyclique le programme d’application (Traitement). 352
353
T S E T S S T E E T ( ) Progr. Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
Soit une instruction de programme qui consiste à activer la sortie S11 Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T ( ) S11 Progr. Image S11 S11
354
Image S11 S11 Progr. T S E T S S T E E T ( ) Cycle de fonctionnement
Lors de la scrutation (n-1), le programme ne demande pas à activer S11 : l'image S11 reste à l'état 0 Scrutation (n) Scrutation (n+1) Image S11 S11 Progr. Scrutation (n-1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T ( ) S11
355
T S E T S S T E E T Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
Traitement des sorties : l'image S11 étant à 0, la sortie physique n'est pas activée Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T Image S11 S11
356
T S E T S S T E E T ( ) Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
Lors de la scrutation (n), la même instruction est à nouveau exécutée Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T ( ) S11 Image S11 S11
357
T S E T S S T E E T ( ) Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
et les conditions sont cette fois réunies pour obtenir S11... Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T ( ) S11 Image S11 S11
358
T S E T S S T E E T ( ) Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
L'image de S11 passe à l'état 1 et est mémorisée jusqu'au traitement de l’équation lors de la prochaine scrutation Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T ( ) S11 Image S11 S11
359
T S E T S S T E E T Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
Traitement des sorties: la sortie physique est activée et mémorisée jusqu'au traitement des sorties de la prochaine scrutation Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T Image S11 S11
360
T S E T S S T E E T ( ) Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
Si lors de la scrutation (n+1) la sortie doit être maintenue, l'image S11 conserve l'état 1 Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T ( ) S11 Image S11 S11
361
T S E T S S T E E T Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
La sortie physique S11 garde son état sans interruption pendant la scrutation suivante Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T Image S11 S11
362
T S E T S S T E E T ( ) Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
Si lors de la scrutation (n+2) les conditions pour activer S11 ont disparues, l'image de S11 passe à l'état 0, mais la sortie S11 garde son état. Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T ( ) S11 Image S11 S11
363
T S E T S S T E E T Image S11 S11 Cycle de fonctionnement
S11 ne sera désactivée que lors de la prochaine mise à jour des sorties. Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) (n+3) T S E T S S T E E T Image S11 S11
364
Cycle de fonctionnement
P43 Influence sur la programmation Cycle n Cycle n+1 Cycle n+2 Cycle n+3 X=/A S=A.x 1er CAS S X A X=/A S=A.x X=/A S=A.x X=/A S=A.x
365
Cycle de fonctionnement
P43 Influence sur la programmation Cycle n Cycle n+1 Cycle n+2 Cycle n+3 S=A.x X=/A 2em CAS S X A S=A.x X=/A S=A.x X=/A S=A.x X=/A Avec les mêmes instructions, l’ordre d’écriture peut induire dans certains cas des résultats différents sur les sorties !
366
Cycle de fonctionnement
Le mode de fonctionnement séquentiel de l’automate programmable demande pour éviter des erreurs sur le fonctionnement des sorties de respecter une règle importante de programmation. 366
367
PROGRAMMATION DES SORTIES
Bonne solution 367
368
? > ? > Bonne solution ( ) ( ) 3 4 E1 S12 S11
Equations et programmation Équation de la sortie S11 : S11 = X3 Équation de la sortie S12 : S12 = X3 + X4 %X3 ( ) S11 ? > Bonne solution %X3 %X4 ( ) S12 ? >
369
3 4 E1 S12 S11 Fonctionnement Bonne solution ( ) S11 %X3 S12 %X4
370
Fin de programme : affectation des sorties
3 4 E1 S12 S11 Fonctionnement Exemple : X3 active Bonne solution Sens d'évolution du programme ( ) S11 %X3 S12 %X4 Image S11 = 1 Image S12 = 1 S11 = 1 S12 = 1 Fin de programme : affectation des sorties
371
Fin de programme : affectation des sorties
3 4 E1 S12 S11 Fonctionnement Exemple : X4 active Bonne solution Sens d'évolution du programme ( ) S11 %X3 S12 %X4 Image S11 = 0 Image S12 = 1 S11 = 0 S12 = 1 Fin de programme : affectation des sorties
372
PROGRAMMATION DES SORTIES
Mauvaise solution : explication 372
373
3 4 E1 S12 S11 Mauvaise solution ( ) S12 %X3 S11 %X4
374
Fin de programme : affectation des sorties
3 4 E1 S12 S11 Soit par exemple : X3 active Mauvaise solution Sens d'évolution du programme ( ) S12 %X3 S11 %X4 Image S12 = 1 Image S11 = 1 Image S12 = 0 S12 = 0 !!! Fin de programme : affectation des sorties
375
Cycle de fonctionnement
Programmation des sorties Si une sortie est commandée à plusieurs endroits du programme (plusieurs équations), l’état mis à jour sur le coupleur de sortie est celui pris en dernier dans l’exécution du programme (dernière équation). Pour qu’il n’y ait pas risque d’erreur, avec les variables de type monostables, le programme ne doit comporter qu’une seule équation pour chaque variable, pour n’être lue et exécutée qu’une fois à chaque cycle de scrutation. 375
376
Cycles d’interruption
Le mode de fonctionnement séquentiel de l’automate programmable ne permet pas de suivre de manière certaines les variations des entrées dans certains cas. 376
377
Cas n°1 S T E E1 Image E1 Cycles d’interruption Scrutation (n-1)
378
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption Le programme se déroule,
il effectue le traitement de la scrutation (n-1) Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
379
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
Scrutation (n) : lors du traitement des entrées, l'image E1 reste à 0 puisque l'entrée physique E1 est absente Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
380
E1 Image E1 T S E T S S T E E T Cycles d’interruption
L'entrée physique passe à l'état 1 mais l'image E1 n'est pas réactualisée : elle reste à 0 Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3) T S E T S S T E E T
381
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
Scrutation (n+1), traitement des entrées : l'entrée E1 étant toujours présente, l'image E1 passe à l'état 1 et sera maintenue pendant toute la durée de cette scrutation Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
382
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
Un test de E1 est demandé par le programme utilisateur : l'image de E1 étant à l'état 1, c'est cet état qui est pris en compte (état 1) 1 2 E1 Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
383
1 2 E1 Un test de E1 est demandé une seconde fois par le programme utilisateur : l'image de E1 étant à l'état 1, c'est cet état qui est pris en compte (état 1) bien que l'entrée physique E1 ne soit plus présente ! 8 9 E1 Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3) Ainsi : on obtient la stabilité des entrées lors d'une scrutation donnée
384
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
Traitement des entrées pour la scrutation (n+2) : l'entrée physique E1 ayant disparu, l'image de E1 est remise à 0 Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
385
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
L'image de E1 conserve cet état durant toute la scrutation suivante ... Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
386
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption … même si E1 passe à l'état 1
Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
387
Cas n°2 E1 Image E1 T S E T S S T E E T Cycles d’interruption
Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3) T S E T S S T E E T
388
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
Soit l'entrée E1 : elle s'active en cours de scrutation (n) ... Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
389
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
… elle disparaît au cours de cette scrutation. Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
390
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
Lors du traitement des entrées en scrutation suivante, l'image E1 conserve son état à 0 puisque E1 a disparu Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
391
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
La mémoire image E1 n'a été à l'état 1 ni lors de la scrutation (n), ni lors de la scrutation (n+1) Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
392
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption Du point de vue du programme,
le passage momentané de l'entrée E1 n'aura pas été pris en compte Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
393
Cas n°3 E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption Scrutation (n-1)
394
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
Soit l'entrée E1 : elle s'active en cours de scrutation (n) ... Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
395
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
… elle est toujours active lors du traitement des entrées Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
396
E1 Image E1 S T E Cycles d’interruption
L'image E1 passe à l'état 1 ... Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3)
397
Observation d'après les cas 2 et 3 :
Cycles d’interruption … et conserve cet état pendant la scrutation suivante même si E1 disparaît Scrutation (n-1) Scrutation (n) Scrutation (n+1) E1 Image E1 S T E Scrutation (n) Scrutation (n+1) Scrutation (n+2) Scrutation (n+3) Observation d'après les cas 2 et 3 : Selon le moment d'arrivée d'une entrée brève, elle sera prise en compte ou non
398
Cycles d’interruption
Les automates de dernière génération permettent le travail par interruption du cycle. C’est à la configuration de l’API qu’il est possible de déclarer une ou plusieurs entrées comme « entrée interruptive ». En fonction des API, on possède plusieurs types d’interruption. 398
399
Cycles d’interruption
Interruptions commandées T demande d’interruption T demande d’interruption T S E T S E T S E T Sous programme d’interruption Le changement d’état d’une entrée déclarée interruptive provoque l’interruption du cycle en cours pour traiter la partie de programme liée à l’interruption. On appelle cela travailler en « tâche d’interruption ». P44
400
Cycle de fonctionnement Sous programme d’interruption
Interruptions périodiques période T T T T T S E T S E T S E T Sous programme d’interruption Dans ce cas, l’interruption est fixée par le système à un intervalle de temps défini lors de la configuration. On appelle cela travailler en « tâche rapide ». P44
401
Cycle de fonctionnement
Temps de cycle (Tcy) T E S Le temps de cycle est défini comme le temps mis par l’UC pour exécuter les trois phases de la scrutation : - E (acquisition des entrées), - T (traitement), - S (affectation des sorties).
402
Cycle de fonctionnement
Temps de réponse d’un API est le temps nécessaire à l’automate pour prendre en compte une modification des entrées, traiter cette modification et affecter les sorties correspondantes. T E S Temps de réponse (Tr) Prise en compte de la modification Affectation des sorties Modification des entrées P45
403
Cycle de fonctionnement
Temps de réponse d’un API est le temps nécessaire à l’automate pour prendre en compte une modification des entrées, traiter cette modification et affecter les sorties correspondantes. T E S Temps de réponse (Tr) Affectation des sorties Modification des entrées Prise en compte de la modification P45
404
Cycle de fonctionnement
S Temps de réponse (Tr) T E S Temps de réponse (Tr) 1 cycle < Tr < 2 cycles P45
405
Cycle de fonctionnement
Sécurité de fonctionnement « CHIEN DE GARDE » Pour éviter des défauts de fonctionnement graves au niveau de la partie opérative en cas de défaillance de l’unité Centrale ou pour vérifier le bon déroulement du programme, l'Unité Centrale possède un système de surveillance appelé "CHIEN DE GARDE" ou WATCHDOG. 405
406
Cycle de fonctionnement
Sécurité de fonctionnement « CHIEN DE GARDE » temporisation Δt OK E T S E T S validation de la temporisation réarmement de la temporisation P45
407
Cycle de fonctionnement
Sécurité de fonctionnement « CHIEN DE GARDE » E T S E T S temporisation Δt OK 407
408
Cycle de fonctionnement
Sécurité de fonctionnement « CHIEN DE GARDE » temporisation Δt E T S E T S ALARME CHIEN DE GARDE
409
Cycle de fonctionnement
Exemple Configuration API 128 entrées (8 cartes de 16 entrées) 144 sorties (9 cartes de 16 sorties) mémoire de 4K Caractéristiques fonctionnelles Temps d’accès à une carte d’entrée ou de sortie 29 ms Période 1,85 ms Acquisition des entrées 8 x 29 = 232 ms Affectation des sorties 9 x 29 = 261 ms Durée du traitement 1,85 x 4 = 7,4 ms Temps de cycle 0,232 ms + 7,4 ms + 0,261 ms = 7,893 ms Durée du chien de garde > 7,893 ms (9 ms par exemple) 7,893 ms < Tr < 15,786 ms
410
Cycle de fonctionnement
411
Cycle de fonctionnement
On considère que représente l’instant de l’acquisition de l’entrée E1.
412
Cycle de fonctionnement
On considère que représente l’instant de l’affectation de la sortie S.
413
Cycle de fonctionnement
On considère que représente l’instant du traitement de l’équation S = E1
414
Cycle de fonctionnement
415
Cycle de fonctionnement
416
Cycle de fonctionnement
417
Cycle de fonctionnement
418
Cycle de fonctionnement
419
Cycle de fonctionnement
420
Cycle de fonctionnement
421
Cycle de fonctionnement
422
Les coupleurs industriels
423
Généralité Les coupleurs industriels assurent la liaison entre l'UC de l'automate et La partie opérative « le process ». les coupleurs d'entrées reçoivent des signaux des capteurs, les traitent pour les rendre compatibles avec la logique interne de l'API. les coupleurs de sorties reçoivent les informations de l'UC, les amplifient pour les rendre compatibles avec les pré actionneurs. Chaque constructeur offre dans son catalogue une panoplie plus ou moins étendue de coupleurs différents: Les coupleurs d’entrées/sorties Tout Ou Rien « TOR », Les coupleurs intelligents ( analogique, régulation, comptage rapide, positionnement, communication).
424
Généralité P48 Composition d’un coupleur standard. BUS d’E/S
Connecteur de BUS rack Carte coupleur d ’E/S Bornier de connexion Mémoire images des Entrées / Sorties Visualisation Capteurs Pré actionneurs Carte fond de panier
425
Coupleurs d’entrées Les coupleurs d'entrées permettent à l'UC de l'API d'effectuer une lecture de l'état logique des capteurs qui lui sont associés. A chaque entrée correspond une voie qui traite le signal pour élaborer un BIT. L'ensemble des bits forme un MOT recopié périodiquement dans la zone mémoire image des entrées de la mémoire de données. Les caractéristiques principales des coupleurs d'entrées sont : • la nature et la tension d'entrée, • les seuils de détection des niveaux logiques, • le temps de filtrage, • la modularité, • l'indépendance ou non des entrées (point commun).
426
Coupleur d’entrées TOR
Coupleurs d’entrées Coupleur d’entrées TOR adapter et protéger traiter le signal ISOLER adapter à la logique de traitement visualiser énergie adaptation tension et courant filtrage et mise en forme opto -coupleurs Interface BUS multiplexage LED Dialogue informations d’états données mise en forme adressage Variable mémoire automate % IX xx . yy Input Voie de raccordement Bit Emplacement dans rack
427
Coupleur d’entrées TOR
Coupleurs d’entrées Coupleur d’entrées TOR adapter et protéger traiter le signal ISOLER adapter à la logique de traitement visualiser énergie adaptation tension et courant filtrage et mise en forme opto -coupleurs Interface BUS multiplexage LED Dialogue informations d’états données mise en forme adressage % IX
428
Coupleur d’entrées TOR
Coupleurs d’entrées Coupleur d’entrées TOR Type PNP commun Alimentation des entrées 24 v = câblage
429
Coupleur d’entrées TOR
Coupleurs d’entrées Coupleur d’entrées TOR Type NPN commun Alimentation des entrées 24 v = câblage
430
Présence capteur devant mobile
Coupleurs d’entrées Conditions à remplir pour que l’information d’un capteur soit prise en compte correctement par l’automate programmable. Présence capteur devant mobile T1 T0 t t Présence capteur devant mobile
431
Coupleurs d’entrées t t t Signal sortie capteur T1 T0 Ra Rr Présence
devant mobile T1 T0 t t Ra Rr Signal sortie capteur t Signal sortie capteur
432
Coupleurs d’entrées t t t t Signal utile UC T1 T0 Rr Ra t on c t off c
Présence capteur devant mobile t t Rr t Ra Signal sortie capteur t on c t off c Signal utile UC t Signal utile UC
433
T = T1 + Rr + t off c – Ra – t on c > t cycle API
Coupleurs d’entrées Présence capteur devant mobile T1 T0 t t Rr t Ra Signal sortie capteur t on c t off c Signal utile UC t T T = T1 + Rr + t off c – Ra – t on c > t cycle API
434
T’ = T0 + Ra + t on c – Rr – t off c > t cycle API
Coupleurs d’entrées Présence capteur devant mobile T1 T0 t t Ra Rr Signal sortie capteur t t off c t on c Signal utile UC t T’ T’ = T0 + Ra + t on c – Rr – t off c > t cycle API
435
Coupleurs d’entrées Si une condition n’est pas remplie, l’automate ne pourra pas voir toutes les évolutions de son entrée. Malgré une fréquence d’évolution très faible du signal sur une entrée, l’automate peut avoir des problèmes pour suivre ! S1 t T
436
Coupleurs d’entrées Si une condition n’est pas remplie, l’automate ne pourra pas voir toutes les évolutions de son entrée. Malgré une fréquence d’évolution très faible du signal sur une entrée, l’automate peut avoir des problèmes pour suivre ! S1 t T S2 t T
437
Coupleurs d’entrées Si une condition n’est pas remplie, l’automate ne pourra pas voir toutes les évolutions de son entrée. Malgré une fréquence d’évolution très faible du signal sur une entrée, l’automate peut avoir des problèmes pour suivre ! S1 t T S3 t T
438
P51 Coupleurs d’entrées Malgré une fréquence d’évolution très faible du signal sur une entrée, l’automate peut avoir des problèmes pour suivre ! S1 OK t T S3 t NON T t NON T
439
Coupleurs de sorties Les coupleurs de sorties permettent d'agir sur les pré actionneurs. Les informations fournies par le processeur, stockées en mémoire image des sorties, sont envoyées au coupleur via le gestionnaire d'entrées/sorties. Le signal est ensuite traité par le coupleur pour réaliser la correspondance état logique et signal électrique. Les caractéristiques principales d'une interface de sorties sont: • la technologie des sorties, • la nature, l'amplitude de la tension commandée et son intensité (ou puissance), • la modularité, • l'indépendance ou non des sorties (point commun).
440
Coupleur de sorties TOR
Coupleurs de sorties Coupleur de sorties TOR adapter le signal ISOLER amplifier Protéger visualiser énergie fusibles Relais transistors opto -coupleurs Interface BUS multiplexage LED Signal logique Ordres Variable mémoire automate adressage % QX xx . yy Output Voie de raccordement Bit Emplacement dans rack
441
Coupleur de sorties TOR
Coupleurs de sorties Coupleur de sorties TOR adapter le signal ISOLER amplifier protéger visualiser énergie fusibles Relais transistors opto -coupleurs Interface BUS multiplexage LED Signal logique Ordres adressage % QX
442
Coupleur de sorties TOR
Coupleurs de sorties Coupleur de sorties TOR Sorties Relais commun Alimentation des sorties 24 v ~ Avec des sorties à relais, on peut utiliser des charges alimentées en alternatif ou en continu.
443
Coupleur de sorties TOR
Coupleurs de sorties Coupleur de sorties TOR Sorties statiques NPN commun Alimentation des sorties 24 v =
444
Coupleur de sorties TOR
Coupleurs de sorties Coupleur de sorties TOR commun Sorties Statiques PNP Alimentation des sorties 24 v = Avec des sorties à transistors, on doit impérativement utiliser des charges alimentées en continu.
445
Types d’architectures
L’évolution des automates programmables a entraîné une modification des systèmes automatisés, qui n’ont cessé d’évoluer des architectures centralisées vers des architectures décentralisées. Deux causes principales à ce mouvement : L’évolution des besoins. Automatisation et flexibilité. Les progrès technologiques. Équipements plus petits, plus performants et moins chers: • décentralisation des entrées/sorties, • décentralisation du traitement.
446
Types d’architectures Architecture centralisée
Utilisée dans des petites applications avec un nombre d’entrées / sorties limitées ne demandant qu’un développement logiciel simple. Une concentration géographique est aussi nécessaire pour éviter un câblage important. La mise en œuvre de systèmes automatisés plus complexes demande une étude logicielle très structurée pour une mise au point et une maintenance facilitée. UC Rack principal Rack d’extension UC Rack principal Rack d’extension Carte de liaison spécifique Prolongement du BUS d ’E/S Liaison série
447
Types d’architectures
Architecture centralisée Architecture très fiable Câblage important Grande capacité d’E/S Programme important
448
Types d’architectures Architecture décentralisée
Dans ce type d’architecture, l’API pilote des éléments concentrateurs d’entrées/sorties. Les coupleurs ne se trouvant plus dans l’armoire, il faut établir un lien avec l’UC : c’est le rôle du BUS de TERRAIN ou du BUS Capteurs Actionneurs. Ce type d’architecture favorise la réalisation de machines modulaires et la décentralisation des postes de conduite et de diagnostic au cœur de l’installation. Le câblage est très simplifié, il faut faire attention, dans ces conditions, de ne pas retrouver un gros automate unique là ou plusieurs plus petits auraient simplifié le programme.
449
Types d’architectures Architecture décentralisée
Simplification du câblage
450
Types d’architectures Architecture décentralisée
Coupleur de communication PC (A.P.I.) TDI Entrées Sorties Sorties Variateur BUS de terrain
451
Types d’architectures Architecture décentralisée
API C200H Architecture décentralisée SYSMAC-BUS C200H-RM201 Coupleur maître d’E/S déportées G71-OD 16 G72-ID 16 G71-OD 16 G72-ID 16 G71-OD 8
452
Types d’architectures Décentralisation du traitement
Réseau local inter-automate UC PC(i) UC PC(j) UC PC(k) PO(i) PO(j) PO(k) PO(l) Une Partie Commande peut commander plusieurs Parties Opératives
453
Types d’architectures Décentralisation du traitement
Réseau inter automates
454
Types d’architectures Décentralisation du traitement
Réseau local inter-automate UC PO(k) PC(k) PC(m) UC PC(k) UC PC(j) PO(k) PO(l) PO(j) Une Partie Commande peut commander plusieurs Parties Opératives Une Partie Opérative ne peut être en liaison avec plusieurs Parties Commandes !!
455
Coupleurs intelligents Coupleurs intelligents
Bus d’Entrées/Sorties Coupleurs intelligents UC CI processeur processeur Les coupleurs intelligents sont des coupleurs qui réalisent, en plus du traitement du signal, un traitement de l'information reçue pour mettre à la disposition du processeur une information plus élaborée ou , réciproquement, qui élaborera à partir des informations du processeur un signal adapté au pré actionneur. Chaque coupleur utilise pour ce traitement un microprocesseur. Cette prise en charge par le coupleur, d'une partie du traitement, soulage le processeur de l'UC et améliore les performances de l'automate programmable.
456
Coupleurs intelligents
Coupleur analogique Les coupleurs analogiques permettent d'établir la correspondance entre valeurs numériques et grandeurs analogiques. Coupleur d’entrée analogique Les coupleurs d’entrée analogique permettent de transmettre au processeur une valeur numérique représentative du signal d'entrée analogique. Coupleur analogique entrée Capteur analogique Mémoire image des entrées Bus d’E/S Isoler CAN Processeur Mémoire
457
Coupleurs intelligents
Coupleur analogique Les coupleurs analogiques permettent d'établir la correspondance entre valeurs numériques et grandeurs analogiques. Coupleur de sortie analogique Les coupleurs de sorties analogiques convertissent une valeur numérique en signal analogique à destination des pré actionneurs. Pré actionneur Coupleur analogique sortie Mémoire image des sorties Bus d’E/S Isoler Amplifier CNA Processeur Mémoire
458
Coupleurs intelligents Coupleur de régulation
Entrées analogiques Sorties analogiques Entrées TOR Sorties TOR Des applications particulières des cartes d'entrées/sorties analogiques permettent de faire de la régulation de température en utilisant des régulateurs du type PID (Proportionnel Intégral Dérivé)
459
Coupleurs intelligents Coupleur de comptage rapide
Compteur/Décompteur : indépendant du tour de cycle API Compteur Décompteur F maxi =1OO Khz Entrées codeur A B B Table de mots d’échange BUS d’E/S Mémoire des données Z Entrées TOR Sorties TOR
460
Coupleurs intelligents Coupleur de positionnement
Carte d ’axe Coupleur de positionnement Réseau EDF Interface de puissance « Variateur » UC CA BUS consignes retour d’informations codeur Capteurs de sécurité fin de course moteur F maxi =1OO Khz > 100 positions
461
Coupleurs intelligents Coupleur de communication
Lorsque le volume d'informations à échanger devient important: - Dialogue entre un API et des périphériques (écran, clavier, …) - Echange avec un autre API. Coupleurs de communication série Liaison point à point
462
Coupleurs intelligents
Coupleur de communication Lorsque le volume d'informations à échanger devient important: - Dialogue entre un API et des périphériques (écran, clavier, …) - Echange avec un autre API. Coupleurs réseaux Coupleur réseau réseau Point de connexion réseau
463
Synthèse P57 Isolement PO Coupleurs d’entrées UC mémoire des données
Coupleurs de sorties Traitement du signal Isolement Traitement de l’information PO BUS E/S
464
Synthèse Isolement PO P57 P Traitement de l’information
Coupleurs d’entrées P PO Traitement du signal Traitement de l’information BUS E/S Isolement
465
Synthèse P57 Isolement Isolement PO Coupleurs d’entrées
UC mémoire des données Coupleurs de sorties Traitement du signal Isolement Traitement de l’information Traitement du signal Isolement Traitement de l’information PO BUS E/S BUS E/S
466
Synthèse Isolement PO P57 P Traitement de l’information
Coupleurs de sorties P BUS E/S PO Traitement du signal Traitement de l’information Isolement
467
Synthèse P57 Isolement Isolement PO Coupleurs d’entrées
UC mémoire des données Coupleurs de sorties Traitement du signal Isolement Traitement de l’information Traitement du signal Isolement Traitement de l’information Mémoire Image des entrées Variables internes Mémoire Image des sorties PO BUS E/S BUS E/S Variables réservées Variables d’états
468
Synthèse P57 Mémoire Image des entrées Mémoire Image des sorties
UC mémoire des données Mémoire Image des entrées BUS E/S Variables internes BUS E/S Variables réservées Variables d’états Mémoire Image des sorties
469
Synthèse P57 Isolement Isolement PO Alimentation des entrées
Coupleurs d’entrées UC mémoire des données Coupleurs de sorties Traitement du signal Isolement Traitement de l’information Traitement du signal Isolement Traitement de l’information Mémoire Image des entrées Variables internes Mémoire Image des sorties PO BUS E/S BUS E/S Variables réservées Variables d’états Alimentation des entrées Alimentation A.P.I Alimentation des sorties
470
Synthèse P57 Coupleur intelligent Unité Centrale Coupleur d’entrées
Coupleur de sorties Unité Centrale Alimentation Configuration possible pour l’Automate
471
Inventaire des SORTIES
Synthèse Informations des capteurs, du pupitre,…. nombre caractéristiques … Inventaire de ENTREES Caractéristiques électriques Regroupement Évolution possible Catalogue constructeur … Choix des coupleurs appropriés Inventaire des SORTIES Pré-actionneurs et leurs caractéristiques Technologique et logique Signalisation …. Caractéristiques électriques Regroupement Évolution possible Catalogue constructeur … Choix des coupleurs appropriés
472
Mise en énergie d’un SAP
473
Mise en énergie – le matériel
La majorité des systèmes automatisés sont actuellement basés sur un mixage d’énergie électrique et pneumatique. La distinction entre énergie de puissance et énergie de commande se fait arbitrairement par les valeurs de tensions ou de pressions utilisées. En puissance, les principales énergies utilisées sont: - Électrique : 220/240 monophasé et 380/400 triphasé, - Pneumatique : valeur industrielle entre 5 et 8 bars. - Hydraulique : pression de 25 à 250 bars, plus dans les systèmes de presse. En commande on utilise essentiellement l’énergie électrique en continu ou alternatif : - On utilise le 24V alternatif pour la partie électromécanique des préactionneurs et pour le circuit câblé de mise en service du système, - On utilise le 24V continu (généralement fourni par l’API) pour l’alimentation des entrées via les capteurs.
474
Mise en énergie – le matériel
La mise en énergie d’un système automatisé piloté par un automate programmable doit se faire en respectant un ordre chronologique, symbolisé par le diagramme et les schémas de principe suivants. L’application logicielle est elle aussi soumise à un minimum de méthodologie au moment de la mise sous tension.
475
Mise en énergie – le matériel
SG SG 220/220 V Départs moteurs « circuit de puissance » 24v DC 220 V AC 220/24V TDI API
476
Mise en énergie – le matériel
P60 Mise en énergie – le matériel Fermeture du sectionneur général
477
Mise en énergie – le matériel
SG SG 220/220 V Départs moteurs 24v DC 220 V AC 220/24V TDI API C0 C1 Circuit de commande Circuit des sorties
478
Mise en énergie – le matériel
Fermeture du sectionneur général Alimentation du circuit de puissance Alimentation du circuit de commande Alimentation du TDI
479
Mise en énergie – le matériel
C1 C1 marche K_API1 K_API2 P arrêt Relais de sécurité MST K_API API KA_PNE C0 C0 Visualisation de la mise sous tension Circuit de commande
480
Mise en énergie – le matériel
SG SG 220/220 V Départs moteurs 24v DC 220 V AC 220/24V KAPI TDI API C0 C1 Circuit de commande Circuit des sorties - + Circuit des entrées 24V DC
481
Mise en énergie – le matériel
Fermeture du sectionneur général Alimentation du circuit de puissance Alimentation du circuit de commande Alimentation du TDI BP marche Alim des entrées …………………….. Alim UC Tests UC (si Mode RUN) Alimentation de l’API
482
Mise en énergie – le matériel
C1 C1 Boucle de sécurité N°1 Boucle de sécurité N2 marche KAPI1 KAPI2 P arrêt Relais de sécurité Vers une entrée API MST KAPI API KAPNE C0 C0 Circuit de commande
483
Mise en énergie – le matériel
C1 ks Relais de sécurité KS Commandes visualisations KAx C0 Sorties non coupées Circuit des sorties
484
Mise en énergie – le matériel
Fermeture du sectionneur général Alimentation du circuit de puissance Alimentation du circuit de commande Alimentation du TDI BP marche Alim des entrées Alim des sorties non coupées Alim UC Tests UC (si Mode RUN) Alimentation de l’API
485
Mise en énergie – le logiciel RAZ de tous les Grafcets
P60 Mise en énergie – le logiciel gestion de la mise sous tension de la partie logicielle début RAZ de tous les Grafcets Initialisation du Grafcet de sécurité 2em cycle API Alimentation des sorties coupées fin
486
Mise en énergie – le matériel
2em cycle API C1 ks Relais de sécurité C0 KS Commandes visualisations KAx Sorties non coupées Sorties coupées Circuit des sorties
487
Mise en énergie – le matériel
Fermeture du sectionneur général Alimentation du circuit de puissance Alimentation du circuit de commande Alimentation du TDI BP marche Alim des entrées Alim des sorties non coupées Alim UC Tests UC (si Mode RUN) Alimentation de l’API 2em cycle API Alimentation des Sorties coupées
488
Mise en énergie – le matériel
Coupleur intelligent Coupleur d’entrées Coupleur de sorties Unité Centrale Alimentation Sorties non coupées Visualisations des alarmes Sorties coupées Alimentation des Pré actionneurs
489
Mise en énergie – le matériel
ALIM UC Coupleurs d’entrées Visualisations alarmes Coupleurs des Sorties non coupées Préactionneurs PO Coupleurs des Sorties coupées
490
Mise en énergie – le matériel
C1 ks Relais de sécurité C0 KS Commandes visualisations KAx Sorties non coupées Sorties coupées Circuit des sorties
491
Mise en énergie – le matériel
P61 Mise en énergie – le matériel Mise en énergie pneumatique Vanne d’isolement
492
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Traitement de l’air Vanne d’isolement
493
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Filtre Régulateur Lubrificateur
494
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Filtre Régulateur Lubrificateur Réglage de la pression d’utilisation P2
495
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Lubrificateur Apport d’huile dans l’air sec
496
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW Traitement de l’air Vanne d’isolement
497
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW W )( Démarreur progressif Traitement de l’air Vanne d’isolement
498
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW W )( Démarreur progressif W Sectionneur général Traitement de l’air PO Vanne d’isolement
499
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW W )( Démarreur progressif W Sectionneur général Traitement de l’air PO Vanne d’isolement
500
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW W )( Démarreur progressif W Sectionneur général Traitement de l’air PO Vanne d’isolement
501
Mise en énergie – le matériel
P61 Mise en énergie pneumatique Ouverture de la vanne manuelle Signalisation présence pression
502
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW W )( Démarreur progressif W Sectionneur général Traitement de l’air PO Vanne d’isolement
503
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW W )( Démarreur progressif W Sectionneur général Traitement de l’air PO Vanne d’isolement
504
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Ouverture de la vanne manuelle Signalisation présence pression Pilotage du sectionneur général pneumatique Mise en pression progressive
505
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW W )( Démarreur progressif W Sectionneur général Traitement de l’air PO Vanne d’isolement
506
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW W )( Démarreur progressif Traitement de l’air W Sectionneur général PO Vanne d’isolement
507
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Ouverture de la vanne manuelle Signalisation présence pression Pilotage du sectionneur général pneumatique Mise en pression progressive Présence d’une pression suffisante Mise en pression nominale
508
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW W )( Démarreur progressif Traitement de l’air W Sectionneur général PO Vanne d’isolement
509
Mise en énergie – le matériel
Mise en énergie pneumatique Pressostat WW Traitement de l’air W )( Démarreur progressif W Sectionneur général PO Vanne d’isolement
510
Mise en énergie – le logiciel
RAZ de tous les Grafcets RAZ des sorties liées aux actionneurs Tests des zones sensibles de la PO ALARMES correspondantes Initialisation du Grafcet de sécurité Alimentation des sorties
511
Fin
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