2) MEMOIRES ASYNCHRONES ( ou bascules) 2.1 Mémoire à arrêt prioritaire (ou bascule RS):

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1 AUTOMATIME EUENTIEL AUTOMATIME EUENTIEL INTODUCTION 2 MEMOIE AYNCONE 3 MEMOIE YNCONE 4 APPLICATION AUX AUTOMATIME EUENTIEL (GAFCET) 5 YNTEE BLOC FONCTIONNEL 6 BLOC FONCTIONNEL TANDAD 7 EXECICE ) INTODUCTION Un automatisme séquentiel dépend de l état précédent de ses sorties et de l état de ses entrées. A une combinaison des variables d entrée peut correspondre plusieurs états des variables de sortie. Variables logiques d entrée orloge (mémoires synchrones) YTEME EUENTIEL Variables logiques de sortie (état précédent des variables de sortie) 2) MEMOIE AYNCONE ( ou bascules) 2. Mémoire à arrêt prioritaire (ou bascule ): Fonctionnement : oient deux boutons poussoirs : (reset) et (set). On veut réaliser la fonction logique répondant au cahier des charges suivant : - si appui sur, passe à - 2 si appui sur, passe à - 3 après relâchement des BP, garde la valeur logique précédente - 4 si appui simultané sur et, passe à Chronogrammes (à compléter): Mémoriser une information Table de vérité (à compléter): avec n- état précédent de n epères n- n Commentaires Tableau de Karnaugh (à compléter): On en déduit l équation logique : n ou équation simplifiée : =

2 AUTOMATIME EUENTIEL 2 Table de vérité simplifiée : Commentaires n- chéma électrique à contacts : Logigramme à compléter Forme canonique à base de NO : = ( + ). = ( + ) + «?» «?» Commentaires Donc «?» =.. sauf pour l état.. Une mémoire est un élément bistable ymbole : (Les indices de dépendance permettent de préciser l état logique de la bascule pour = =, ici l entrée est prioritaire) Bascule à arrêt prioritaire

3 AUTOMATIME EUENTIEL Mémoire à marche prioritaire (ou bascule ): oient deux boutons poussoirs : (reset) et (set). On veut réaliser la fonction logique répondant au cahier des charges suivant : - si appui sur, passe à - 2 si appui sur, passe à - 3 après relâchement des BP, garde la valeur logique précédente - 4 si appui simultané sur et, passe à Table de vérité : avec n- état précédent de n epères n- n Commentaires Tableau de Karnaugh : On en déduit l équation logique : n = ou équation simplifiée = Table de vérité simplifiée : Commentaires n- chéma électrique à contacts : Logigramme à compléter :

4 AUTOMATIME EUENTIEL 4 Forme canonique à base de NAND : = + (. ) =. (. ) «?» «?» Commentaires Donc «?» =.. sauf pour l état.. ymboles : Bascule à marche prioritaire 2.3 Exemple tiré du TP «Câblage des entrées-sorties TO» ens E E2 ens Fonction : détecter le sens de passage d une pièce et compter les pièces uniquement si sens E et E2 :2 capteurs photoélectriques Compléter les chronogrammes pour les variables E, Mémoire, Mémoire 2 et E2 et en déduire la fonction de ce programme ens ens 2

5 AUTOMATIME EUENTIEL 5 3) MEMOIE YNCONE 3. Mémoire T : Les chargements des entrées sont validés par une entrée dite d horloge (time ou clock). Cette entrée peut-être du type dynamique (active sur un front) ou statique (active sur un état logique). ymboles : Dynamique front montant (raising edge) Front descendant (failing edge) éalisation d une mémoire T avec des portes NAND : T.T.T ymbole : T Pour T =, la bascule est dite transparente. Pour T =, la bascule est verrouillée. L état logique = = T = est toujours impossible du point de vue logique. T 3.2) Mémoire D (DATA): Pour éviter l état logique impossible, on câble une seule entrée extérieure, l entrée de donnée D. D 3.2.) Mémoire D statique :(active sur le niveau haut de l horloge ) D. D. ymbole : D D Pour =, la bascule recopie l entrée D. Pour =, la bascule reste figée et garde en mémoire la valeur précédente de.

6 AUTOMATIME EUENTIEL ) Mémoire D dynamique : (active sur le front montant ou descendant de, suivant le symbole) ymbole : D D 3.2.3) Chronogrammes des deux types de mémoires : D A représenter en tenant compte du temps de propagation d une mémoire soit tp de quelque nano secondes -9 s dynamique statique 3.2.3) Exemples d application : egistre à décalage à trois bascules D : (montage dit synchrone) Compléter les chronogrammes correspondant au schéma proposé. D D 2 3

7 AUTOMATIME EUENTIEL 7 Décompteur binaire à trois bascules D : (montage dit asynchrone) Compléter les chronogrammes correspondant au schéma proposé (=2=3= à t = ). D D2 2 2 D D= = 2 D2= 2 2= 3 D3= 3 3 Compteur binaire à trois bascules D : (montage dit asynchrone) Compléter les chronogrammes correspondant au schéma proposé(=2=3= à t = ).. D D2 2 2 D D==2 D2=2=3 2 D3=3 3

8 AUTOMATIME EUENTIEL 8 4) Application de l automatisme séquentiel au grafcet (diagramme fonctionnel de séquences ou FC) 4-) eprésentation d un grafcet en langage à contacts : oit le grafcet suivant : MA LL GAFCET KM MA. LL KM EV EV2 L 2 EV KM Chaque étape est une mémoire à marche prioritaire : - activation si l étape(s) précédente(s) est activée(s) et si la réceptivité associée à la transition amont est vraie - désactivation si l étape(s) suivante(s) est active(s) L2 L3 3 EV2 4 EV3 A A Donner les conditions d activation et de désactivation de chacune des étapes suivantes X, X2 et X3. eprésenter sous forme de schéma à contacts la commande de ces étapes. X = X = X2 = X2 = X3 = X3 =

9 AUTOMATIME EUENTIEL 9 Donner les équations booléennes et les représentations sous forme de schémas à contacts des sorties KM, EV et EV2 (appliquer la règle de l unicité des sorties API : une seule bobine par adresses de sortie API) KM= EV= EV2=. 4-2) eprésentation d un grafcet en logigramme : eprésenter le fonctionnement de ce grafcet en complétant le logigramme ci-dessous à base de mémoires à marche prioritaire. Le BP Init est utilisé pour forcer la premiére étape à l activation. MA. LL KM EV L 2 EV2 LL2 Init X X X2

10 AUTOMATIME EUENTIEL 5- ynthèse des blocs fonctionnels mémoires Mémoire à arrêt prioritaire : n- n Mémoire à marche prioritaire : n- n Mémoire D statique D C D D C C n- n n- n Mémoire D dynamique: D C D D C C ou ou n- n ou ou n- n

11 AUTOMATIME EUENTIEL 6- Comparaison d écriture de blocs fonction standard en PL7 Pro et tep7 6.) Temporisation : (Exemple temporisation retard à l enclenchement) Norme CEI 3-3 (langages de programmation des API): IN TON TIME PT ET TIME Langage iemens TEP 7 : Langage chneider PL7 Pro : %TM : n d identification du bloc fonction temporisateur IN : entrée de validation de la temporisation sur front montant Mode : TON soit retard à l enclenchement TB : base de temps %TM.P : valeur de présélection de la temporisation. Modif : Y soit modification de la valeur de présélection en mode réglage %TM. : sortie passe à lorsque %TM.V = %TM.P %TM.V : valeur courante de la temporisation Chronogrammes à compléter pour %TM.P = 5secondes %I.=IN %TM.V %2.=

12 AUTOMATIME EUENTIEL 2 6.2) COMPTEU Norme CEI 3-3 (langages de programmation des API): INT CTU CU PV CV INT Langage iemens TEP 7 : Langage chneider PL7 Pro : %C :.. : : :.. CU : :.. CD : :.. %C.P : : Modif : :.. E : :. D : : F : : Chronogrammes à compléter pour %C.P = 3 %I.4= %I.2=CU %C.V %2.=D

13 AUTOMATIME EUENTIEL 3 eprésentation normalisée des blocs fonctionnels standards BLOC FONCTION CONOGAMME LOGIGAMME FBD pour automate CEI 3-3 MEMOIE Mémoriser une information binaire Exemple à marche prioritaire Exemple à marche prioritaire TEMPOIATEU etarder l apparition ou la disparition d une information binaire t : retard à.. t 2 : retard à.. E E t t 2 Exemple temporisateur à l enclenchement TIME IN PT TON ET TIME MONOTABLE Prolonger ou calibrer la durée t d une information binaire E E t TIME TP IN PT ET TIME COMPTEU Compter des informations binaires Type de données utilisées pour la représentation d un FBD : : variable booléenne (bit) TIME : durée (dépend de l application) INT : entier ( 6 bits) E E P INT CTU CU PV CV INT

14 AUTOMATIME EUENTIEL 4 7 Exercices : 7.-chéma de commande d une électrovanne : À partir schéma de commande suivant, compléter le tableau proposé en respectant l ordre chronologique imposé du haut vers le bas. MA EV L AU ev EV N L V CUVE L : capteur TO de niveau du type NF, si le niveau est supérieur au seuil haut, le contact s ouvre. AU :Bouton poussoir d arrêt d urgence du type NF MA : Bouton poussoir de marche du type NO EV : relais de l électrovanne ev : contact auxiliaire du type NO du relais EV V : électrovanne NF Ordre Niveau haut Arrêt d urgence Marche elais EV Contact ev Vanne V Non atteint Non activé Non activé 2 Non atteint Non activé Activé Non alimenté ouvert fermée 3 Non atteint Non activé Non activé 4 Atteint Non activé Non activé 5 Non atteint Activé Non activé 6 Non atteint Non activé Activé 7 Non atteint Non activé Non activé 8 Non atteint Activé Non activé 9 Non atteint Activé Activé 2) Préciser l équation booléenne de EV. uel est le rôle du contact «ev»? Donner le logigramme équivalent pour la commande de EV :

15 AUTOMATIME EUENTIEL 5 7.2) Anti-rebond L effet de rebondissement du contact du capteur de pièce peut entraîner des états aléatoires non désirés. Pour éviter cet inconvénient, on réalise le montage ci-dessous, compléter les potentiels requis (+V et v). L état intermédiaire : «contact mobile au milieu» doit correspondre à l état mémoire ) Donner la table de vérité de ce logigramme (variables E, E 2 et ). 2) Compléter les chronogrammes proposés. rebonds +V E E V E 2 +V E2 E E2 7.3) égulation TO avec hystérésis : Ecrire le programme en langage ladder permettant de réaliser une régulation TO sur la vanne Ve (type NF) avec une consigne de 5% et une hystérésis de %. Ve LT 4-2 ma API 7-3 L 7.4) Alarme sur niveau (voir TP) : LT exprimée en % Ecrire le programme en langage ladder permettant de réaliser la programmation de l alarme haute activée si niveau > seuil (seuil à 8 % avec une hystérésis de 5% de ce seuil) et de l alarme basse L activée si niveau < seuil (seuil de 2 % avec une hystérésis de 5%de ce seuil) sur le niveau de liquide de la cuve ci-dessus. 7.5) Programmation d une sortie analogique (voir TP) Ecrire le programme en langage ladder permettant de réaliser le profil imposé sur la sortie analogique. Pour une plage de -V, la plage numérique correspondante est de à points. Bornier sortie analogique - VDC (W2) Voie 2 8 Nombre de points V t DCY 5s A 4s

16 AUTOMATIME EUENTIEL 6 7.6) Logique de commande d un moteur de convoyeur : La commande d un moteur d entrainement d un convoyeur se fait par l intermédiaire de deux contacteurs KM (sens avant) et KM2 (sens arrière). L opérateur dispose de deux boutons poussoirs de type NO : MA (marche) et A (arrêt) et d un commutateur à deux positions (C = convoyeur marche avant et C= convoyeur marche arrière) Au démarrage, la mise en fonctionnement se fait par le choix du sens de rotation souhaitée avec le commutateur C, puis impulsion sur le BP MA L arrêt se fait par une impulsion sur le BP A. En cours de rotation du moteur, l opérateur dispose également de la possibilité d inverser le sens de rotation du convoyeur en manœuvrant directement le commutateur C. Dans ce cas, pour ne pas endommager le moteur (permettre l arrêt du moteur avant son redémarrage) son redémarrage en sens inverse n est autorisé que 5 secondes après la manœuvre du commutateur C Donner le logigramme de commande de KM et KM2. 7.7) tation d épuration des eaux usées : A l entrée d une station de traitement des eaux usées (voir schéma ci-dessus), deux vis d Archimède V et V2 relévent les effluents à la surface, soit à l'entrée de la station d'épuration. En tournant sur ellesmêmes, elles entraînent l'eau vers le haut à l'aide de leur forme hélicoïdale. La fosse recevant le collecteur d arrivée des eaux usées est munie de trois capteurs de niveau : -Un capteur de niveau bas LL (actif si découvert) -Un capteur de niveau haut L (actif si recouvert) -Un capteur de niveau très haut L (actif si recouvert)

17 AUTOMATIME EUENTIEL 7 Le cahier des charges des vis est le suivant : L atteinte du niveau haut L provoque la rotation de V. i le niveau baisse jusqu au niveau bas LL, la vis s arrête. i le niveau continue de monter jusqu à atteindre le niveau très haut L, les deux vis fonctionnent ensemble jusqu à ce que le niveau bas LL soit atteint. Travail demandé : )Faire un tableau des variables de cet automatisme en précisant leur nature entrées ou sorties, leur type TO ou analogique, et la nature des contacts des capteurs NO ou NF. 2)Compléter sur le document réponse joint les évolutions de LL, L, L, V et V2. 3)Dans un premier temps proposer une solution en logique câblée afin de commander V et V2 en fonction des capteurs. 4) Dans un deuxième temps proposer une solution en logique programmée (en ladder) pour commander V et V2 en fonction des informations fournies par les capteurs. Faire un schéma de principe de câblage des entrées et sorties de cet automatisme sur l API. DOCUMENT ÉPONE Niveau d eaux usées dans la fosse L LL temps temps L temps L V V2 temps temps temps