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BP MEI CI Nom : _________________ 1 / 17 ©BE Sommaire GENERALITES .............

BP MEI CI Nom : _________________ 1 / 17 ©BE Sommaire GENERALITES .................................................................................................................................................................................... 1 ARCHITECTURE – CONSTITUTION D'UN API ....................................................................................................................... 1 FONCTIONNEMENT DE L’API ...................................................................................................................................................... 6 PROGRAMMATION ........................................................................................................................................................................... 8 SECURITE DE L’API ....................................................................................................................................................................... 10 RACCORDEMENT AUTOMATE ................................................................................................................................................. 11 LES AUTOMATES ET LA COMMUNICATION ....................................................................................................................... 15 MAINTENANCE - DIAGNOSTIC ................................................................................................................................................. 17 GENERALITES Un automate programmable industriel, ou API, est un dispositif électronique programmable destiné à la commande de processus industriels par un traitement séquentiel. Il envoie des ordres vers les préactionneurs (partie opérative ou PO côté actionneur) à partir de données d’entrées (capteurs) (partie commande ou PC côté capteur), de consignes et d’un programme informatique. Lorsqu’un automate programmable remplit une fonction de sécurité, il est alors appelé automate programmable de sécurité ou APS. Il ne faut pas confondre automate programmable et micro ordinateur, ces derniers peuvent néanmoins commander des appareillages par adjonction de cartes spécifiques dites Entrées/Sorties, mais ils ne sont pas aussi souples d'emploi que les A.P.I. spécialement étudiés. ARCHITECTURE – CONSTITUTION D'UN API La structure interne d’un API peut se représenter comme suit : L'automate programmable reçoit les informations relatives à l'état du système et puis commande les pré-actionneurs suivant le programme inscrit dans sa mémoire. Un API se compose donc de trois grandes parties : • Le microprocesseur ; • La zone mémoire ; • Les interfaces Entrées/Sorties. 1) - Le microprocesseur : Le microprocesseur réalise toutes les fonctions logiques ET, OU, les fonctions de temporisation, de comptage, de calcul... à partir d'un programme contenu dans sa mémoire. Il est connecté aux autres éléments (mémoire et interface E/S) par des liaisons parallèles appelées ' BUS ' qui véhiculent les informations sous forme binaire. 2) - La zone mémoires : a)- La Zone mémoire va permettre : • De recevoir les informations issues des capteurs d’entrées • De recevoir les informations générées par le processeur et destinées à la commande des sorties (valeur des compteurs, des temporisations, …) • De recevoir et conserver le programme du processus. b)-Action possible sur une mémoire : • ECRIRE pour modifier le contenu d’un programme. • EFFACER pour faire disparaître les informations qui ne sont plus nécessaires. • LIRE pour en lire le contenu d’un programme sans le modifier. BP MEI CI Nom : _________________ 2 / 17 ©BE c)- Technologie des mémoires : • RAM (Random Acces Memory): mémoire vive dans laquelle on peut lire, écrire et effacer (contient le programme) • ROM (Read Only Memory): mémoire morte accessible uniquement en lecture. • EPROM mémoires mortes reprogrammables effacement aux rayons ultra-violets. • EEPROM mémoires mortes reprogrammables effacement électrique. Remarque : La capacité mémoire se donne en mots de 8 BITS (Binary Digits) ou octets. Exemple: Soit une mémoire de 8 Koctets = 8 x 1024 x 8 = 65 536 BITS. Cette mémoire peut contenir 65 536 informations binaires. 3) - Les interfaces d'entrées/sorties : Les entrées reçoivent des informations en provenance des éléments de détection (capteurs) et du pupitre opérateur (BP). Les sorties transmettent des informations aux pré-actionneurs (relais, électrovannes …) et aux éléments de signalisation (voyants) du pupitre. a)- Interfaces d’entrées : b)- Interfaces de sorties : Elles sont destinées à : • Recevoir l’information en provenance des capteurs • Traiter le signal en le mettant en forme (éliminer les parasites et en isoler électriquement l’unité de commande de la PO). L’électronique de traitement de l’API fonctionne sous une tension de 5V. Le capteur fournissant une tension de 24V, la carte des entrées doit adapter le signal. Fonctionnement de l’interface d’entrée : Lors de la fermeture du capteur ; • LED1 signal que l’entrée automate est actionnée. • La led D’ d’optocoupleur s’éclaire. • Le photo transistor T’ de l’optocoupleur devient passant. • La tension Vs=0V Elles sont destinées à : • Commander les pré-actionneurs et éléments des signalisations du système • Adapter les niveaux de tensions de l’unité de commande à celle de la PO du système en garantissant une isolation galvanique entre ces dernières. Fonctionnement de l’interface de sortie : Lors de la commande d’une sortie automate ; • L’unité de commande envoie un 1 logique (5V). • T1 devient passant, donc D’ s’éclaire. • Le photo transistor T’ de l’optocoupleur devient passant. • LED 1 s’éclaire et nous informe de la commande de la sortie O0,1. • T2 devient passant. • La bobine RL1 devient sous tension et commande la fermeture du contact de la sortie O0,1. Donc lors de l’activation d’une entrée automate, l’interface d’entrée envoie un 0 logique à l’unité de traitement et un 1 logique lors de l’ouverture du contact du capteur (entrée non actionnée). Donc pour commander une sortie automate l’unité de commande doit envoyer : • Un 1 logique pour actionner une sortie API. • Un 0 logique pour stopper la commande d’une sortie API. BP MEI CI Nom : _________________ 3 / 17 ©BE Différents types de cartes. - Cartes de comptage rapide : elles permettent d'acquérir des informations de fréquences élevées incompatibles avec le temps de traitement de l'automate (signal issu d'un codeur de position). - Cartes de commande d'axe : Elles permettent d'assurer le positionnement avec précision d'élément mécanique selon un ou plusieurs axes. La carte permet par exemple de piloter un servomoteur et de recevoir les informations de positionnement par un codeur. L'asservissement de position pouvant être réalisé en boucle fermée. - Cartes d'entrées / sorties analogiques : Elles permettent de réaliser l'acquisition d'un signal analogique et sa conversion numérique (CAN) indispensable pour assurer un traitement par le microprocesseur. La fonction inverse (sortie analogique) est également réalisée. Les grandeurs analogiques sont normalisées : 0-10V ou 4- 20mA. - Cartes de régulation PID - Cartes de pesage - Cartes de communication (RS485, Ethernet ...) - Cartes d'entrées / sorties déportées. 4) - Les BUS de communication interne : Il permet la communication de l'ensemble des blocs de l'automate et les éventuelles extensions. Présentation de différents automates programmables Présentation du TSX 17-20 de chez Télémécanique BP MEI CI Nom : _________________ 4 / 17 ©BE Présentation du TSX micro de chez Télémécanique Présentation module d’entrées/sorties DMZ 28DR Présentation automate S7-200 CPU222 Présentation automate Siemens Modulaire 1 Module d'alimentation 2 Pile de sauvegarde 3 Connexion au 24V cc 4 Commutateur de mode (à clé) 5 LED de signalisation d'état et de défauts 6 Carte mémoire 7 Interface multipoint (MPI) 8 Connecteur frontal 9 Volet en face avant BP MEI CI Nom : _________________ 5 / 17 ©BE Quelques caractéristiques d’automates programmables industriels : La programmation de ces automates se fait soit à partir de leur propre console, soit à partir du logiciel de programmation propre à la marque. OMRON CQM1 – CPU 11/21/41 E - 192 Entrées/Sorties (à relais, à triac, à transistors ou TTL) ; 32 K RAM data on Board ; structure multifonction ; structuration multitâche ; SYSWIN 3.1, 3.2 … 3.4 et CX_Programmer (Littéral, Ladder) ; comunication sur RS 232 – C ; programmation sur IBM PC/PS. TELEMECANIQUE TSX 17/20 : Nombre d'entrées et de sorties variable : 20 à 160 Microprocesseur 8031. langage de programmation PL7.2. TSX 67.20 : La compacité d'un automate haut de gamme, à E/S déportables par fibre optique: 1024 E/S en six bacs de huit modules; extension de bacs à distance par fibre optique à 2 km; 16 coupleurs intelligent; 24 K RAM data on Board; 32 K RAM / EPROM cartouche utilisateur; structure multifonctions; structuration multitâche; langage PL7.3 (Grafcet, Littéral, Ladder); programmation sur IBM PC/PS. FESTO Architecture modulaire : carte de base; carte processeur; carte de mémorisation; carte E/S. FPC 202 : 16 entrées 24 V DC; 16 sorties 24 V DC - 1 A; 8 K RAM, 8 K EPROM; interface série, 20 mA boucle de courant pour imprimante; console de programmation externe : console ou IBM PC; programmation : grafcet, langage Festo, schéma à relais. SIEMENS S7 – 200 : 64 entrées 24 V DC; 64 sorties 24 V DC - 1 A ; 8 Entrées anlogiques AEW0 AEW14 ; - 8 Sorties anlogiques AAW0 AAW6 ; - interface série, console de programmation externe : PG 702; programmation STEP7: schéma à relais , Ladder. BP MEI CI Nom : _________________ 6 / 17 ©BE FONCTIONNEMENT DE L’API Le cycle de fonctionnement de l’API est décrit ci-dessous. Traitement interne : L'automate effectue des opérations de contrôle et met à jour certains paramètres systèmes (détection des passages en RUN / STOP, mises à jour des valeurs de l'horodateur, ...). Lecture des entrées : L'automate lit les entrées (de façon synchrone) et les recopie dans la mémoire image des entrées. Exécution du programme : L'automate exécute le programme instruction par instruction et écrit les sorties dans la mémoire image des sorties. Ecriture des sorties : L'automate bascule les différentes sorties (de façon synchrone) aux positions définies dans la mémoire image des sorties. Ces quatre opérations sont effectuées continuellement par l'automate (fonctionnement cyclique). Le temps de scrutation est le temps mis par l'automate pour traiter l'ensemble des quatre opérations. Ce temps est de l'ordre de la dizaine de millisecondes pour les applications standards. Le uploads/Industriel/ automate-programmable-industriel.pdf