L’automate programmable industriel API Il réalise des fonctions d’automatisme pour assurer la commande de préactionneurs et d’actionneurs à partir d’informations logiques, analogiques ou numériques.

L’automate programmable industriel Influences en industrie Influences externes: Poussières Température Humidité Vibration Parasites électromagnétiques Personnel: Mise en œuvre du matériel Dépannage possible Modification du fonctionnement Matériel: Evolutif Modulaire Implantation aisée

L’automate programmable industriel Structure

L’automate programmable industriel Domaines d’application Commande de machines: - Convoyeurs - Emballage Régulation de processus: - Métallurgie - Chimie Chaîne de production: - Automobiles - Agroalimentaire

L’automate programmable industriel Informations traitées TOR ANALOGIQUE NUMERIQUE

L’automate programmable industriel Structure externe Modulaire Compact

L’automate programmable industriel Type modulaire Peut-on avoir d’autres cartes ? IM= Interface Module = Module d’extension FM= Function Module = Servo-Motor, PID Control CP= Communication Processors = Profibus DP, Industriel Ethernet On retrouve l’alimentation – la CPU – les cartes entrées / sorties

L’automate programmable industriel Structure interne Module d’alimentation: Il assure la distribution d’énergie aux différents modules. Unité centrale: Elle réalise toutes les fonctions logiques, arithmétiques et de traitement numérique (transfert, comptage, temporisation) Le bus interne: Il permet la communication de l’ensemble des blocs de l’automate et des éventuelles extensions. Mémoires: Elles permettent de stocker le système d’exploitation Modules d’entrées: Elles reçoivent les informations Modules de sorties: Elles commandent les divers préactionneurs et éléments de signalisation

L’automate programmable industriel Les mémoires Mémoire vive (PC) (Random access Memory) Perd ses informations après coupure de courant S’utilise comme mémoire de travail d’un API Mémoire morte (Read Only Memory) Ne peut être que lue Aucune influence en cas de coupure de courant Grande durée de vie EPROM (Ereasable PROM) Peut être effacée par exposition aux rayons UV Peut être reprogrammée Durée environ 10 ans

L’automate programmable industriel Les mémoires EEPROM (Electrical EPROM) Elle est effaçable électriquement et reprogrammable Certaines EEPROM doivent être retirées de la carte, d’autres cela n’est pas nécessaire. Flash-EEPROM Elle est reprogrammable à volonté Elle n’a pas besoin d’être retirée. Même fonction qu’un disque dur

Traitement du programme 1. MIE Enregistrer l’état des entrées dans la MIE MIE Système d’exploitation de l’automate dans la CPU 2. Programme de l’automate stocké dans la CPU Instruction … …. ….. Dernière instruction Temporisations Compteurs Mnémoniques MIS 3. MIS Transfert de l’état de la MIS aux sorties

Le temps de cycle Traitement du programme Comment appelle-t-on le temps requis par le processeur pour l’exécution du programme ? Le temps de cycle

L’automate programmable industriel L’adressage Quelle est cette adresse ?

L’automate programmable industriel L’adressage L’adresse démontrée est: I 0.4 I désigne le type de l’adresse = entrée 0 l’adresse de l’octet 4 l’adresse du bit

L’automate programmable industriel L’adressage Quelle est l’avant dernière adresse de l’octet de sortie IB4 ? L’adresse démontrée est: Q 4.6 Q désigne le type de l’adresse = sortie 4 l’adresse de l’octet 6 l’adresse du bit

L’automate programmable industriel L’adressage Quelle est la dernière adresse du mot de sortie QW4 ? Un mot binaire (Word) se composant de 2 octets (16 bits), l’adresse du mot découle de la numération des mots. Elle est toujours l’adresse du plus petit octet. Par exemple, un mot se composant de IB4 et IB5 a pour adresse IW4. Mot d’entrée = IW Mot de sortie = QW Mot de mémento = MW Mot de données DW L’adresse démontrée est: Q 5.7 Q désigne le type de l’adresse = sortie 5 l’adresse du 2ème octet 7 l’adresse du bit

L’automate programmable industriel Représentation d’un adressage de mot Un mot binaire (Word) se composant de 2 octets (16 bits), l’adresse du mot découle de la numération des mots. Elle est toujours l’adresse du plus petit octet. Par exemple, un mot se composant de IB4 et IB5 a pour adresse IW4. Mot d’entrée = IW Mot de sortie = QW Mot de mémento = MW Mot de données DW Tout à droite se trouve le bit de poids le plus faible, le bit 0 et tout à gauche le bit de poids le plus fort, le bit 7

L’automate programmable industriel Représentation d’un adressage de double mot Un mot binaire (Word) se composant de 2 octets (16 bits), l’adresse du mot découle de la numération des mots. Elle est toujours l’adresse du plus petit octet. Par exemple, un mot se composant de IB4 et IB5 a pour adresse IW4. Mot d’entrée = IW Mot de sortie = QW Mot de mémento = MW Mot de données DW Tout à droite se trouve le bit de poids le plus faible, le bit 0 et tout à gauche le bit de poids le plus fort, le bit 7

L’automate programmable industriel Langages de programmation LIST CONT LOG

L’automate programmable industriel Langages de programmation Dessinez chacun un exemple de langage de programmation: 2 entrées 1 sortie

L’automate programmable industriel Sécurité Tension utilisée Déplacement mécanique Jet de matière sous pression Un dysfonctionnement pourrait avoir de graves répercussions (sécurité des personnes) Les coûts de réparation de l’outil de production sont généralement très élevés. Un arrêt de production peut avoir de lourdes conséquences sur le plan financier

L’automate programmable industriel Sécurisé contre… Contraintes extérieures : l’automate est conçu pour supporter les différentes contraintes du monde industriel et a fait l’objet de nombreux tests normalisés (tenue aux vibrations, CEM…) Coupures d’alimentation : l’automate est conçu pour supporter les coupures d’alimentation et permet, par programme, d’assurer un fonctionnement correct lors de la réalimentation (reprises à froid ou à chaud) Mode RUN / STOP : Seul un technicien peut mettre en marche ou arrêter un automate et la remise en marche se fait par une procédure d’initialisation (programmée) Chien de garde: Un chien de garde, en anglais watchdog, est un circuit électronique ou un logiciel utilisé en électronique numérique pour s'assurer qu'un automate ou un ordinateur ne reste pas bloqué à une étape particulière du traitement qu'il effectue. C'est une protection destinée généralement à redémarrer le système, si une action définie n'est pas exécutée dans un délai imparti. Contrôles cycliques : Procédures d’autocontrôle des mémoires, de l’horloge, de la batterie, de la tension d’alimentation et des entrées / sorties. Vérification du temps de scrutation à chaque cycle appelée Watchdog(chien de garde) et enclenchement d’une procédure d’alarme en cas de dépassement de celui-ci (réglé par l’utilisateur)

L’automate programmable industriel La communication Aujourd’hui, les capteurs et les préactionneurs sont intelligents (IHM, variateurs, distributeurs…) permettent la connexion directe au bus. Les bus de terrain

L’automate programmable industriel Les bus de terrain Avantages des bus de terrain Réduction des coûts de câblage et possibilité de réutiliser le matériel existant Réduction des coûts de maintenance Possibilité de communication Inconvénients des bus de terrain Taille du réseau limité Adaptabilité aux applications à temps critique Coût global

L’automate programmable industriel Les bus de terrain Topologie Qu’est-ce qu’une topologie de réseau ? 1. La topologie décrit la structure de mise en réseau de toutes les commandes d’un système d’automatisation. 2. La manière dont cette mise en réseau est conçue détermine fortement la rapidité d’un système et sa sécurité contre la défaillance. La topologie choisie dépend du système de bus utilisé. Grâce à cette interconnexion, le processus technique est relié par les actionneurs / capteurs à la commande associée.

L’automate programmable industriel Topologie de réseau (Exemples) En étoile En bus

L’automate programmable industriel Critères de choix Certains critères peuvent être déterminant pour acquérir le bon automate. Il faut penser à beaucoup d’éléments. Fabrication Connaissances Installation Etc…

L’automate programmable industriel Critères de choix Il faut connaître l’expérience que certaines personnes ont avec l’une ou l’autre marque d’automates. La formation et l’achat du logiciel sont des coûts non négligeables. Nombres d’entrées / sorties : le nombre de cartes peut avoir une incidence sur le nombre de racks dès que le nombre d’entrées / sorties nécessaires devient élevé. Type de processeur : la taille mémoire, la vitesse de traitement et les fonctions spéciales offertes par le processeur permettront le choix dans la gamme souvent très étendue. Fonctions ou modules spéciaux : certaines cartes (commande d’axe, pesage…) permettront de soulager le processeur de devront offrir les caractéristiques souhaitées. Fonctions de communication : l’automate doit pouvoir communiquer avec les autres systèmes de commande (API, supervision…) et offrir des possibilités de communication avec des standards normalisés (Profibus…).

L’automate programmable industriel