L'Automate Programmable Industriel
La Partie Opérative du système, les grafcet de Production Normale, le Dialogue,
le GEMMA (Modes de Marches et d'Arrêts), les GRAFCET de Sécurité et de ...
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L'Automate Programmable Industriel
Définition
Un Automate Programmable Industriel (API) est une
machine électronique programmable par un personnel
non informaticien et destiné à piloter en ambiance
industrielle et en temps réel des procédés ou parties
opératives.
Un automate programmable est adaptable à un
maximum dapplication, dun point de vue
traitement, composants, langage.
Cest pour cela quil est de construction
modulaire.
2. Structure générale
3 Principe de fonctionnement
Le traitement à lieu en quatre phases :
ð ðPhase 1 : Gestion du système
ð ðAutocontrôle de l automate
ð ðPhase 2 : Acquisition des entrées
Prise en compte des informations du module
d entrées et écriture de leur valeur dans
RAM (zone DONNEE).
ð ðPhase 3 : Traitement des données
Lecture du programme (située dans la RAM
programme) par l unité de traitement,
lecture des variables (RAM données),
traitement et écriture des variables dans la
RAM données.
ð ðPhase 4 : Emissions des ordres
Lecture des variables de sorties dans la RAM données et transfert vers le module de sorties.
Caractéristiques techniques
Les caractéristiques principales dun API sont :
Compact ou modulaire
Tension dalimentation
Taille mémoire
Temps de scrutation
Sauvegarde (EPROM, EEPROM, pile,
)
Nombre dentrées / sorties
Modules complémentaires (analogique, communication,..)
Langage
4.1 Les Modules Entrées Sorties
Module dextension dEntrées/Sorties TOR
Module réseau : communication entre automate
Module dextension dEntrées Analogiques 0-10V Module dextension de Sorties Analogiques 0-10V
Branchement des Entrées TOR
Le principe de raccordement consiste à envoyer un signal électrique vers l'entrée choisie sur l'automate dés que l'information est présente.
L'alimentation électrique peut être fourni par l'automate (en général 24V continu) ou par une source extérieure. Un automate programmable peut être à logique positive ou négative.
Logique positive Logique négativeLe commun interne des entrées est relié au 0V
Alimentation
Capteurs
Ov 24v
EX : l'API TSX 17 fonctionne exclusivement en logique positive (pour mettre une entrée automate au 1 logique, il
faut lui imposer un potentiel de +24 Volts).
Le commun interne des entrées est relié au 24V
Alimentation
Capteurs
Ov 24v
EX : l'API PB15 fonctionne exclusivement en logique négative (pour mettre une entrée automate aux 1 logiques,
il faut lui imposer un potentiel de -0 Volts).
Les détecteurs 3 fils ou électronique sont de deux types PNP ou NP
Branchement des sorties
Le principe de raccordement consiste à envoyer un signal électrique vers le préactionneur connecté à la sortie choisie de l'automate dés que l'ordre est émis.
L'alimentation électrique est fournie par une source extérieure à l'automate programmable.
Terminaux de programmation et de réglage
L'API doit permettre un dialogue avec :
ðLe personnel d'étude et de réalisation pour réaliser la première mise en oeuvre (Edition programme, Transfert, Sauvegarde...)
ðLe personnel de mise au point et de maintenance de réaliser des opérations sur le système (Forçage,
Visualisation de l'état, Modification de paramètres temporisation, compteurs....)
Ce dialogue peut être réalisé par :
ðUne Console : Elle sera utilisée sur site. Elle comporte un clavier, un écran de visualisation et le langage de programmation.
ðUn Micro-ordinateur avec un logiciel d'assistance à la programmation : Il sera utilisé hors site. Il comprend plusieurs modules pour permettre l'édition, l'archivage, la mise au point des applications.
5. Mise en uvre
5.1 Préparation
La Partie Opérative du système, les grafcet de Production Normale, le Dialogue, le GEMMA (Modes de Marches et d'Arrêts), les GRAFCET de Sécurité et de Conduite étant définis, il reste à définir la Partie Commande. Si le choix se porte sur un automate programmable, celui-ci étant relié aux pré actionneurs (affectation Entrées/ Sorties) et ayant son propre langage de programmation, il faut traduire les GRAFCET précédents en un programme.
Tracer les GRAFCET adaptés à l'automate
programmable.
Ò! ðRemplacer les réceptivités et les actions par les
affectations des variables d'Entrées/Sorties
Ò! ðModifier les structures GRAFCET si nécessaire en
fonction des possibilités du langage de programmation.
Ò! ðPréparer la programmation pour les temporisations,
les compteurs, les mémorisations d'action etc.. en
respectant la syntaxe du langage de programmation.
Ecrire les équations de sorties
Recherche des conditions d'exécution des actions dans
l'ensemble des grafcet et des équations logiques
Noter létat initial des variables
Etapes actives au démarrage, mots de données pour
tempo ou compteur)
Ecrire le programme.
Il existe 2 possibilités d'édition de Programme:
Ò! ðEcrire le programme directement dans le langage
programmable sur feuille de programmation. (Ex:
Langage littéral booléen ou GRAFCET PB15 ou
Langage Graphique Schéma à contact ou GRAFCET
PL7-2 pour console TSX). Ecriture de l'ossature
GRAFCET et des réceptivités, puis des équations de
sorties.
Ò! ðUtiliser un logiciel d'assistance à la Programmation
en général GRAPHIQUE) exemple AUTOMGEN
REMARQUE:
Le logiciel AUTOMGEN permet l'édition graphique proche des grafcet, puis l'affectation des entrées/sorties, la génération du programme pour l automate concerné,
la simulation du programme, le transfert et la supervision de son exécution.
5.2 Transfert du programme dans l'automate programmable
Le transfert du programme peut être fait soit :
ð ðmanuellement en entrant le programme et l'état initial à l'aide d'une console de programmation
ð ðautomatiquement en transférant le programme à l'aide du logiciel d'assistance, et en réalisant la liaison série entre l'ordinateur et l'automate.
5.3 Vérification du fonctionnement
Lors de sa première mise en oeuvre il faut réaliser la mise au point du système.
Ò! ðPrendre connaissance du système (dossier technique, des grafcets et du GEMMA, affectation des
entrées / sorties, les schémas de commande et de puissance des entrées et des sorties).
Ò! ðLancer l'exécution du programme (RUN ou MARCHE)
Ò! ðVisualiser l'état des GRAFCET, des variables...
Il existe deux façons de vérifier le fonctionnement :
ð ð ðEn simulation (sans Partie Opérative).
ð ð ðEn condition réelle (avec Partie Opérative).
Simulation sans P.O.
Condition réelle
Le fonctionnement sera vérifié en simulant le
comportement de la Partie Opérative, c est à dire l état des capteurs, en validant uniquement des entrées.
Ò! ðValider les entrées correspondant à l état initial
(position) de la Partie Opérative.
Ò! ðValider les entrées correspondant aux conditions de marche du cycle.
Ò! ðVérifier l évolution des grafcet (étapes actives).
Ò! ðVérifier les ordres émis (Leeds de sorties).
Ò! ðModifier l état des entrées en fonction des ordres émis(état transitoire de la P.O.).
Ò! ðModifier l état des entrées en fonction des ordres émis(état final de la P.O.).
Ò! ð....
Toutes les évolutions du GEMMA et des grafcet doivent être vérifiées.
Le fonctionnement sera vérifié en suivant le
comportement de la P.O.
ð ðÒ! ðPositionner la P.O. dans sa position initiale.
ð ðÒ! ðValider les conditions de marche du cycle.
ð ðÒ! ðVérifier l évolution des grafcet et le
comportement de la P.O.
ð ðÒ! ð&
Toutes les évolutions du GEMMA et des grafcet
doivent
être vérifiée
5.4 Recherche des dysfonctionnements
5.4.1 Causes de dysfonctionnements
Un dysfonctionnement peut avoir pour origine :
ð ðun composant mécanique défaillant (pré actionneur, actionneur, détecteur,...).
ð ðun câblage incorrect ou défaillant (entrées, sorties).
ð ðun composant électrique ou électronique défectueux (interface d'entrée ou de sortie).
ð ðune erreur de programmation (affectation d'entrées-sorties, ou d'écriture).
ð ðun système non initialisé (étape, conditions initiales...).
5.4.2 Méthode de recherche des causes de dysfonctionnement
Exercice d application:
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