TP_Codeur_Incrémental

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1 Lycée Lislet Geoffroy BTS MAI TP2 - Codeur incrémental Cod-2 Etre capable de : Décrire l allure des signaux délivrés par un codeur incrémental. Enoncer les caractéristiques principales d un codeur incrémental. Connecter un codeur incrémental à une voie de comptage d un A.P.I. Programmer une tâche évènementielle Ressource documentaire du PL7 Pro. Ressource documentaire de l Intranet MAI Codeur incrémentate Automate TS PC équipé du logiciel PL7-junior Oscilloscope à mémoire Alimentation stabilisée 24v continu 4h

2 Approche fonctionnelle Les capteurs de déplacement sont d un usage très général, notamment dans les problèmes d asservissement, de mesure et de contrôle sur de nombreux types de machines. Les capteurs de déplacement digitaux ou codeurs sont des capteurs délivrant, sous forme numérique, un signal de mesure de déplacement linéaire ou angulaire. Plusieurs technologies sont disponibles : les codeurs optiques, les codeurs synchro-machines, les codeurs à contact. W MESURER Un déplacement Linéaire ou Angulaire Déplacement à mesurer (grandeur physique) Image du déplacement (grandeur électrique) 2 Approche matérielle Le document ressource RPC présente différentes technologies de codeurs de déplacement tels que : Codeurs optiques Codeurs synchro-machine Codeurs à contact Avant d aborder la suite du TP nous vous recommandons de lire le chapitre du document RPC et plus particulièrement la partie concernant le codeur optique incrémental. L étude du codeur optique absolu sera abordée au cours du TP2.

3 2. Principe de fonctionnement du codeur incrémental Le document RPC vous a permis de découvrir la technologie des codeurs incrémentaux. Dans ce chapitre vous allez visualiser les signaux délivrés par ce type de codeur. ATTENTION Toutes les connexions ou déconnexions devront se faire hors alimentation des codeurs, au risque de détériorer ces derniers. ) Connectez le codeur aux entrées TOR de l API TS7-20 en respectant le schéma suivant. Connectez également les deux voies A et B du codeur aux deux canaux de l oscilloscope afin de visualiser les signaux délivrés par le codeur. Alim 24 v continu - + Vers 0v API (Z) Vers %I0,4 Oscilloscope à mémoire Codeur Voie A du codeur sur Ch2 voie B sur Ch B A 2) Appeler le professeur pour vérification 3) Mettre sous tension l API, l Alimentation 24v et l oscilloscope 4) Tourner l axe du codeur (les deux entrées de l API doivent clignoter.) 5) Régler l oscilloscope sur les calibres suivants et décalez les deux voies A & B pour les visualiser simultanément.

4 Ordonnée : carreau = V Abscisse : carreau = s 6) Tourner l axe du codeur (Les deux signaux A & B doivent défiler à l écran.) 7) Tout en tournant l axe du codeur, mémoriser à l oscilloscope les signaux des voies A & B de telle sorte que l écran fasse apparaître au moins 3 changements d état de chacune des voies. 8) Relever sur votre feuille réponse, l allure des signaux A & B pour les deux sens de rotation du codeur. 2.2 Détermination du sens de rotation Sur certaines machines il est nécessaire de mesurer le déplacement suivant deux sens. L utilisation des deux voies A & B d un codeur incrémental permet alors de différencier les deux sens de rotation de son axe. Table Codeur incrémental Moteur En exploitant les résultats obtenus à la question précédente, déterminez toutes les équations en fonction de A et de B permettant de déterminer le sens de rotation du codeur. (Question 2 QPC) Figure Vis (P=4mm) 3 Comptage 500Hz sur entrées TOR des bases TS-37 Sur les bases TS 37, les quatre premières entrées d un module E/S TOR situé en position (%I.0 à %I.3) peuvent être utilisées pour effectuer du comptage à une fréquence maximale de 500 Hz. 2 voies de comptage permettent ainsi de réaliser une fonction COMPTAGE, DECOMPTAGE ou COMPTAGE / DECOMPTAGE par configuration logicielle.

5 La fonction comptage/décomptage réalise à partir d un même compteur le comptage et le décomptage d impulsions (sur 24 bits + signe) à partir d une valeur de présélection comprise dans la plage de comptage/décomptage. La plage de comptage est comprise entre et avec possibilité de définir deux consignes (haute et basse) Le passage à la valeur de consigne est signalé. La valeur courante du compteur est en permanence comparée à deux seuils réglables (seuil 0 et seuil ) Les impulsions de comptage sont reçues sur les entrées IA et IB (%I.0 et %I. pour la voie 0 ou %I.2 et %I.3pour la voie ).. Connectez la voie A du codeur à l entrée IA (%I.0), la voie B à l entrée IB (%I.), la voie TOP ZERO à l entrée %I.4 et configurez la voie 0 en compteur/décompteur en suivant la procédure ci-dessous.. Ouvrir l application «PL7-Junior» 2. Créez une nouvelle application et configurez-la en fonction du matériel mis à votre disposition. Vous n aurez pas à programmer en GRAFCET. 3. Ouvrir la fenêtre «configuration» ( ) et cliquer deux fois sur le module. Sélectionner «Paramètres» Sélectionner la voie 0 Ouvrir ensuite la fenêtre de paramétrage de la voie de comptage.

6 4. Configurez la voie 0 en mode «COMPTAGE / DECOMPTAGE» Sélectionner «configuration» Fonction«Comptage/ Décomptage» Interface d entrée = Codeur incrémental Associer le compteur à la tâche évènementielle 0 5. Réglez les valeurs des seuils Sélectionner le mode «Réglage» et règler les seuil 0 & ainsi que les valeurs de consignes. 6. Valider les réglages en cliquant sur dans la barre d outils. 7. Passer en mode connecté ( )

7 Sans quitter la fenêtre de paramétrage de la voie de comptage. Sélectionner le mode mise au point Sélectionner vue détaillée 8. Vérifier le bon fonctionnement à l aide de l écran de mise au point suivant : Validation ou non de la voie de comptage. Ces quatre curseurs indiques la position de la valeur courante par rapport aux seuils et consignes réglés. Ecriture de la valeur de la présélection dans la valeur courante En faisant tourner l axe du codeur, les impulsions délivrées par celui-ci sur l entrée %I.0 sont comptées (si la voie de comptage est validée) Compléter la question 3 QPC

8 4 Voies de comptage intégrées aux bases TS Une base TS possède 2 voies de comptage intégrées qui permettent de réaliser les fonctions de comptage à une fréquence maximale de 0 khz. Le raccordement automate / codeur avec sorties Totem Pôle est réalisé de la façon suivante : () Masse. Connecter le codeur à la voie de comptage du TS 37. Déconnecter les voies A et B des entrées TOR de l API. (Laisser la voie TOP ZERO connectée). 2. Créer une nouvelle application («Fichier, Nouveau»)

9 3. Configurer la voie de comptage rapide A partir de la fenêtre «Configuration» double cliquer sur la zone «Comptage» 4. Régler les paramètres suivants : 5. Valider la configuration en cliquant sur dans la barre d outils 6. Sélectionner le mode réglage et ajuster les paramètres suivants :

10 7. Valider les réglages en cliquant sur dans la barre d outils 8. Passer en mode connecté ( ) 9. Sélectionner ensuite le mode mise au point de la voie Compléter la question 4 QPC

11 4. Comptage x 4 Dans le cas des configurations précédentes, seuls les fronts montants de la voie B sont comptés. Il est également possible de compter tous les changements d états ( et ) de chacune des voies A et B. Cette technique permet de multiplier par 4 la résolution du codeur. Mode multiplication par Mode multiplication par Le prix d un codeur incrémental étant proportionnel à sa résolution, on peut ainsi utiliser un codeur dont la résolution est 4 fois inférieure à la résolution théorique calculée par rapport à l application. Configurez la voie de comptage en sélectionnant l option de multiplication par 4. Option de multiplication. Compléter la question 5 QPC

12 5 TRAITEMENT EVENEMENTIEL Il est possible d associer un traitement événementiel à une voie de comptage / décomptage lors de la configuration. Dans la mesure où ils sont démasqués, les événements franchissement des seuils et consignes peuvent activer le traitement événementiel. DEMASQUAGE EVENEMENTS Traitement événement franchissement seuil 0 Traitement événement franchissement seuil Traitement événement franchissement consigne haute Traitement événement franchissement consigne basse COMPTEUR/DECOMPTEUR (mesure courante) Consigne haute Consigne basse Seuil 0 Seuil EVENEMENTS Franchissement Seuil 0 Franchissement Seuil Franchissement Consigne haute Franchissement consigne basse Lorsque le traitement d une tâche événementielle est validée dans un programme, dès l apparition d un évènement tel que le franchissement d un seuil ou d une consigne, le programme correspondant à la tâche événementielle est exécuté immédiatement quel que soit le traitement en cours au moment de l apparition de l événement. Cela permet de réaliser des actions réflexes TACHE EVENEMENTIELLE TACHE MAITRE Lecture des entrées Cycle i Cycle i+ Cycle i+2 Traitement du programme Ecriture des sorties Chaque exécution d une tâche évènementielle rallonge d autant le cycle de scrutation de l API. Par conséquent, le programme de la tâche événementielle doit être le plus court possible.

13 5. Objets langage associés à la voie de comptage. Rappel : les voies de comptage intégrées (module 0) du TS 37 sont repérées et 2. Dans l adressage des objets associés à la voie de comptage, x représente le N du module et i le N de la voie. Exemple : %MDx.i.6 %MD0..6 Module 0 Voie Indice 6 Le bit de rang n d un mot est repéré par :n Exemple : %IW0..2 :7 8 ème bit du mot %IW %IW0..2 = %IW0..2 :7. Ouvrir l application «CODEUR» 2. Ouvrir la table d animation «OBJETS_VOIE» 3. Sélectionner la mémoire TS 4. Passer l automate en STOP Compléter la question 6 QPC

14 5.2 Programmation de la tâche événementielle Le programme «CODEUR» est un programme bi-tâche (Tâche Maître + Tâche événementielle). Les phases et les précautions nécessaires à la programmation et à l exécution du traitement événementiel sont les suivantes : PHASE CONFIGURATION DE L EVENEMENT : - Associer un traitement à la voie de comptage (mode configuration) DEMASQUAGE DES EVENEMENTS PHASE 2 - Au niveau système : par le bit %S38 - Au niveau de la tâche MAST : par l instruction UNMASKEVT - Au niveau de la voie de comptage, par les bits de traitement des événements %Iwx.i.3 :0 à %Iwx.i.3 :5 PHASE 3 CREATION DU PROGRAMME EVENEMENTIEL - Saisir le programme événementiel, associer des actions réflexes aux événements. DEMASQUAGE DES EVENEMENTS à partir de la tâche maître

15 Démasquage des événements à l aide du bit système %S38 : Pour que le traitement événementiel puisse être exécuté, il est nécessaire de positionner à le bit %S38. Démasquage des événements à l aide de l instruction UNMASKEVT : Pour que le traitement événementiel soit pris en compte dès l occurrence de l événement, il est nécessaire que le programme exécuté en tâche MAST utilise l instruction UNMASKEVT. Démasquage des événements de la voie de comptage par programme : Pour que les événements puissent déclencher le traitement événementiel de la voie de comptage, il est nécessaire de les démasquer (%QWx.i.3 :5 à %QWx.i.3 :8). Dans cet exemple les événements sont démasqués si %I.8 =. Validation de la voie de comptage %Q0. (par la mise à de l entrée %I.7 dans cet exemple). EECUTION DE LA TÂCHE EVENEMENTIELLE Si la tâche événementielle est validée (%S38, UNMASKEVT, %Qx.i. :j), à chaque occurrence d un événement, le programme MAITRE est interrompu et là tâche évènementielle associée à la voie de comptage est exécutée. En l absence d événement ou si la tâche événementielle n est pas validée, le programme correspondant à la tâche événementielle n est pas scruté. Dans la tâche événementielle Evt0 ci-dessus, suivant l évènement détecté, on active les sorties %Q2.0 à %Q2.3. Compléter la question 7 QPC 6 APPLICATION Compléter la question 8 QPC