C 652 Automates programmables industriels

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1 C 652 Auomaes programmables indusriels Alessandro GIUA LSIS UMR-CNRS 6168 Cours 8h 3A - Génie Indusriel e Informaique Polyech' Marseille

2 References I. Bergougnoux. A.P.I. Auomaes Programmables Indusriels. Noes du cours au Polyech Marseille, 44 pages, hp://iusi.polyech.univ-mrs.fr/~bergougnoux/publiperso/coursapi.pdf P. Bonne. Informaique Indusrielle: E/S POUR API. Noes du cours à l Univ. de Lille 1, 90 pages, hp://www-lagis.univ-lille1.fr/~bonne/gsi/api_gsi.pdf M. Berrand.. Techniques de l Ingénieur, S 8015, 14 pages, hp:// Auomaes%20programmables%20indusriels.PDF W. Bolon. Les auomaes programmables indusriels. Dunod, L'Usine Nouvelle, 415 pages,

3 Sommaire Inroducion API: Définiion e caracérisiques Ladder Diagram Sequenial Funcional Char Traducion de SFC à LD 3

4 Sommaire Inroducion API: Définiion e caracérisiques Ladder Diagram Sequenial Funcional Char Traducion de SFC à LD 4

5 Inroducion Auomaisaion L'auomaisaion d un procédé consise à ransférer ou ou parie des âches de coordinaion, auparavan exécuées par des opéraeurs humains, dans un sysème de cônrole. Le sysème de conrôle mémorise le savoir faire des opéraeurs e exploie un ensemble d'informaions prélevées sur le procédé pour élaborer la succession des ordres nécessaires pour obenir les acions souhaiées. 5

6 Inroducion Objecifs de l'auomaisaion accroîre la producivié du sysème (quanié de produis élaborés pendan une durée donnée) améliorer la flexibilié de producion améliorer la qualié du produi s'adaper à des conexes pariculiers : environnemens hosiles pour l'homme. âches physiques ou inellecuelles pénibles pour l'homme augmener la sécurié ec... 6

7 Inroducion Srucure d un sysème auomaisé Parie Opéraive: le procédé à conrôler Parie Commande: le sysème de cônrole Parie Supervision: l operaeur (surveillance, marche/arrê) Parie operaive Parie commande Parie supervision capeurs Procédé acionneurs mesures commandes Sysème de cônrole rappors ordres Operaeur 7

8 Inroducion Exemple: pore d un garage V Acionneurs e commandes: - moeur qui ouvre (O) ou ferme (F) la pore d pf F O po Capeurs e mesures: - posiion pore (pf: fermée; po: ouvere) - cellule phooelec: obsacle deecé (d) Ordres: - le élécommande () pour ouvrir Rappors: - Voyan (V) : pore en exercice 8

9 Inroducion Exemple: pore d un garage F O V d pf po capeurs Procédé acionneurs mesures pf, po, d commandes F, O Sysème de conrôle rappors V ordres Operaeur 9

10 Inroducion Implemenaion Le sysème de conrôle peu êre réalisé: Logique programmée : API Logique élecronique (cablée) : combinaoire ou séquenielle Logique pneumaique : piloage par air comprimée 10

11 Sommaire Inroducion API: Définiion e caracérisiques Ladder Diagram Sequenial Funcional Char Traducion de SFC à LD 11

12 API - Définiion Norme IEC Sysème numérique desiné à êre uilisé dans un environnemen indusriel Inégraion facile dans un sysème d auomaisme indusriel e uilisaion facile des foncions prévues Commande du processus au moyen d enrées e de sories Numeriques (p. e., Tou-ou-Rien) ou Analogiques Foncions spécifiques: logique, mise en séquence, emporisaion, compage, calcul arihméique Exécue des aciviés définies par l'uilisaeur sous forme de programme écri dans un langage exuel ou graphique 12

13 API Exemple (1) 13

14 API Exemple (2) Foncions logiques [séquenielles]: - remplir la cuve (durée, volume, niveau...), la vidanger - agier la soluion, mere le chauffage... Foncions de régulaion : - réguler la empéraure auour de la consigne - réguler le ph de la cuve Foncions de surveillance : - débordemen de cuve,excès de empéraure, de ph - dérive du processus de fermenaion Foncions de producion: - calculer le poin d'arrê de la fermenaion... Foncions de communicaion : - dialogue opéraeur (écran IHM) 14

15 API - Caracérisiques foncionnemen en emps réel : l'échelle de emps es de l'ordre de 1 à 100 ms foncionnemen muliâche en emps paragé : oues les aciviés foncionnen simulanémen ineracion avec les élémens maériels du processus o prise en compe de signaux élecriques --> enrées o envoi de signaux élecriques réalisan des acions sur le processus --> sories foncionnemen en réseau [applicaion réparie, enrées/sories disanes, capeurs e acionneurs inelligens] foncionnemen sûr (garani par une norme) 15

16 API e aures logiques Reconfigurable / Programmable Compac Modulaire Low-cos 16

17 API Srucure (1) Configuraion minimale Rack 19 Terminal de programmaion Unié cenrale Alimenaion Enrées / sories 17

18 API Srucure (2) Aures modules Communicaion Mémoire de masse PID Coprocesseur Servo-drive Encoder HMI 18

19 API Unié Cenrale (1) Mémoire : composane fondamenal de l U.C. O1 O32 I1 I32 O1 O32 S.O. T1 T16 C1 C16 P1 P4 W1 W512 PROG Espace enrées (I) e sories (O) Ex: I1 = I1.1. I1.8 (1 bye) Espace du Sysème Opéraive (ROM) Espace de ravaille du SO T = Temporisaeurs C= Compeurs P = PID Espace données uilisaeur Ex: W1 = W1.1. W1.8 (1 bye) Espace programme uilisaeur 19

20 API Unié Cenrale (2) Un API es en permanence en acivié dès sa mise sous ension Cycle séqueniel (mode RUN) 0. diagnosic (auo-es) 1. acquisiion des enrées 2. raiemen des données 3. mise à jour des sories Mode STOP: exécuion des âches (sep 3) es suspendue. Le cycle es proégé par un chien de guarde (wach-dog). 20

21 API - Unié Cenrale (3) Temps de cycle Varie selon aille du programme, complexié des calculs, nombre d'enrées/sories, puissance de l'api, ec. : p. e., 1 20 ms Peu-êre mesuré per kbye de programme : p. e., 2 ms/kbye). Temps de réponse Temps nécessaire pour réagir à un évènemen 21

22 API Modules I/O (1) Modules ou cares d'enrées - sories (en anglais Inpu-Oupu: I/O) inerface enre API e procédé assuran découplage galvanique ou foncionel Enrées: pour brancher capeurs, bouons, poussoirs, ec. Sories pour brancher acionneurs, voyans, vannes, ec. Isolemen galvanique Isolemen foncionel Transformaeurs d'isolemen Conacs à relais Opocoupleurs Volage follower 22

23 API Modules I/O (2) Tou ou rien (en anglais Digial) A relais Analogiques I / O 0 24 V d.c V a.c. 50 Hz 0 24 V d.c V a.c. 50 Hz ± 5 V, ± 10 V, 0 10 V, 4 20 ma Pour sondes de empéraure Converisseur A/D Converisseur D/A 23

24 API - Terminal de programmaion Pupire operaeur Terminal de mainenance, affichan des messages ou une représenaion du procédé Console de programmaion Pour écrire des programmes simples. Connexion par por ou sans fil. Inerface graphique Ecran d'affichage / acile ou un PC 24

25 API - Alimenaion Puissance nominale e maximale A dimensionner envisagean la possibilié d expansion Alarme arrê Redondance 25

26 API Communicaion (1) Fieldbus RS 232C, RS 485 Eherne Opique I/O à disance Proocolles Acquisiion de données en sysèmes disribués Profibus, Fieldbus Fundaion Device Ne - CAN ModBus CSMA/CD (TCP-IP) 26

27 API Communicaion (2) 27

28 API - Coprocesseur Uilisé pour calculs de grand complexié numérique Languages Basic C Connexions direces avec l'exérieur Mémoire réservée 28

29 API Modules pour la commande Encodeur PID Compoirs à grande viesse pour la lecure de encodeurs (incrémenaux e absolus) Module pour créer un boucle de commande suivan un algorihme de ype PID (avec se-poin) Servo Module pour la commande de moeurs 29

30 API Backup e redondance Backup: deux (ou plus) API qui conrôlen le même procédé Secours immédia (eng: ho sandby) API de secours marche en parallèle à API principal (même éa) Secours manuel (eng: cold sandby) API de secours acivé si API principal ombe en panne Sécurié inrinsèque Acion validée si concordance ou 2 sur 3 30

31 API Lang. de programmaion (1) Norme IEC : languages de programmaion pour API Porabilié Mainenabilié Le logiciel doi foncionner dans différens environnemens d'exécuion (p.e., API Telemecanique ou Siemens) Le logiciel doi êre simplemen e rapidemen réparé ou mis au jour ou modifié. Langages Sandardisés 31

32 API Lang. de programmaion (2) Texuels Lise d insrucions : IL (Insrucion Lis) - Pseudo assembleur Texe srucuré : ST (Srucured Tex) - Langage de hau niveau Graphiques Boîes foncionnelles : FBD (Funcion Block Diagram) - blocs, connecables enre eux, réalisan des opéraions Langage Ladder : LD (Ladder Diagram) - Schémas élecriques Sequenial funcion char : SFC - Proche du langage Grafce 32

33 API Lang. de programmaion (3) Exemple: IL (Insrucion Lis) - Pseudo assembler Démarrer un moeur si le bouon «sar» es pressé e si on n es pas dans un condiion d alarme VAR sar alarm power_on END_VAR : BOOL AT \%IX0.1; : BOOL AT \%MX1.5; : BOOL AT \%OX3.2; LD sar ANDN alarm ST power_on VAR: I/M/O inpu/inernal/oupu X/B/W/L bi, bye, word, double word 33

34 API Lang. de programmaion (4) Exemple: ST (Srucured Tex) - Langage de hau niveau Démarrer un moeur si le bouon «sar» es pressé e si on n es pas dans un condiion d alarme if (sar and (no alarm) ) end if hen power_on 34

35 API Lang. de programmaion (5) Exemple: FBD (Funcion Block Diagram) - blocs, connecables enre eux, réalisan des opéraions Démarre un moeur si le bouon «sar» es pressé e si on n es pas dans un condiion d alarme alarm NOT sar AND power_on 35

36 Sommaire Inroducion API: Définiion e caracérisiques Ladder Diagram Sequenial Funcional Char Traducion de SFC à LD 36

37 Ladder Diagram Ladder Diagram (LD): Langage graphique qui perme d écrire un programme de conrôle sous la forme d un schéma élecrique comporan des inerrupeurs e relais. Peu êre uilisé par du personnel élecricien ou ayan une connaissance de la schémaique élecrique sans pour auan apprendre un langage spécifique. Ex: AND = deux inerrupeurs en série S allume si A e B son fermés. A B Il peu êre difficile à décoder/encoder si le programme es complexe. Nécessie une compéence pariculière e l'expérience du réalisaeur de logique de conrôle. 37

38 LD Echelle Ladder = échelle en anglais Schéma élecrique d une alimenaion en ension: représenée par deux rais vericaux reliée horizonalemen par des rungs (barreaux) parcourus par couran. Se li de hau en bas: chaque rung représene une insrucion du program. Sur chaque rung l'évaluaion des valeurs se fai de gauche à droie (on peu pas inverser l orienaion). 38

39 LD Elémens fondamenaux conacs (ou inerrupeurs) : représenen les données d enrée de l insrucion, c.à.d., des valeurs déjà connus. I Posiionnés dans la parie gauche du rung. bobines (ou relais) : représenen les données de sorie de l insrucion, c.à.d., le résulas de la compuaion. X Posiionnées à l exremié droie du rung (une seule par rung). blocs foncionnels : permeen de réaliser des foncions avancées (emporisaion, compage, ec.). Posiionnés à l exremié droie du rung (un seul par rung). T 1 C 1 n 39

40 LD Conacs Associés à une variable booléenne d enrée (I) ou inerne (X) ou de sorie (O). I (NO) Conac normalemen ouver (NO: normally open) Il es normalemen ouver mais il es fermé (passage de couran) lorsque la variable booléenne I es vraie (I=1). I (NC) Conac normalemen fermé (NC: normally closed) Il es normalemen fermé mais il es ouver (aucun passage de couran) lorsque la variable booléenne I es vraie (I=1). 40

41 LD Bobines Associés à une variable booléenne inerne (X) ou de sorie (O). X X=vraie si alimenée Bobine direce (NO: normally open) Si alimenée alors la variable booléenne associée es mémorisée à 'vraie (X =1), sinon elle es mémorisée à 'fausse (X=0). X X=vraie si non alimenée Bobine inversée (NC: normally closed) Si alimenée alors la variable booléenne associée es mémorisée à fausse (X=0), sinon elle es mémorisée à vraie (X=1). 41

42 LD Example XOR I 1 I 2 O XOR 1 2 I 1 I 2 O if (I 1 and (no I 2 )) or ((no I 1 ) and I 2 ) hen O = 1 else O = 0 end if Représenaion équivalene I 1 I 2 O I 1 Chronogramme 1 I 2 I 1 I 2 O

43 LD Temps de reard XOR I 1 I 1 I 2 O 1 2 I 1 I 2 I 2 O 1 I 1 vraie cycle k cycle k+1 T D I 1 memorisée T O affecée T = emps de cycle D = emps de reard Pour XOR: T < D < 2T 43

44 LD Ordre des rungs 1 I 1 I 2 X 1 Comme dans ous programmes d ordinaeur, l ordre des insrucions (rung) es fondamenal. 2 X 1 I 3 O O = I 1 and (no I 2 ) and I 3 1 X 1 I 3 O O= X 1 and I 3 2 I 1 I 2 X 1 Si X 1 n es pas devenue vraie dans un cycle précédene, quand on déermine O X 1 = 0 O = 0 n impore quel valeur on I 1, I 2 e I 3. 44

45 LD Affecaion des sories Les sories son affecées seulemen à la fin du cycle Valeurs enrées I 1 =1 I 2 =1 1 I 1 O O = I 1 = 1 I 2 O 2 O = no I 2 = 0 Bien que la variable O soi assignée vraie dans le premier rung, la sorie qui corresponde à O n es jamais affecée vraie. 45

46 LD Fron monan Le fron monan de la variable I es une variable impulsive O qui es vrai quand I change de fausse à vraie. 1 I X O X I X O O es vraie pour un cycle quand I passe de fausse à vraie. Il y a un décalage de un cycle enre I e X/O

47 LD Srucures logiques 1 2 I 1 I 2 X 1 I 2 I 3 X 2 Choix if I 2 =1 hen if I 3 =1 hen X 2 =1 end if else if I 1 =1 hen X 1 =1 end if end if I 1 I 2 X I 1 I 2 X 2 Parallélisme if I 2 =0 and I 1 =1 hen X 2 =1 X 1 =1 end if Le rung 2 peu ere eliminé 47

48 LD Bascule Se-Rese (1) 1 2 I S I R X X La variable X deviens vraie si I S deviens vraie e I R es fausse, e rese vraie pendan que I R rese fausse (mémorisaion du valeur) I S I R X Démarrage moeur: I S : bouon marche I R : bouon arrê X: commande moeur (Q=X, Q=no X 48

49 LD Bobines à acion se/rese Bobines qui mémorisen le valeur (se) jusqu à quand son mises à zéro (rese). X S La bobine à acion Se (Lach) si alimenée assigne le valeur X=1. Bobine à acion Se X R Bobine à acion Rese X garde le valeur jusqu à quand la bobine Rese (Unlach) es alimenée e assigne le valeur X=0. Si l API es arrêé X es remise a zéro. 49

50 LD Bascule Se-Rese (2) 1 I S X S La variable X deviens vraie si I S deviens vraie e garde le valeur. 2 I R X R X es remise à zéro quand I R deviens vraie. I S I R X Démarrage moeur: I S : bouon marche I R : bouon arrê X: commande moeur 50

51 LD Temporisaeurs Un emporisaeur (imer) impose un délai prédéerminé enre un fron monan à l enrée e à la sorie du emporisaeur. T 1 Temporisaeur : La variable booléenne T 1 deviens vraie quand le emporisaeur rese alimenée consécuivemen pour un emps D = * 0.01 s ( cenièmes de seconds) T 1 es mise à zéro si le emporisaeur n es plus alimené T 1 R T 1 R Temporisaeurs cumulaif: La variable booléenne T 1 deviens vraie quand le emporisaeur rese alimenée consécuivemen ou non pour un emps D = * 0.01 s ( cenièmes de seconds) T 1 es mise à zéro par une bobine Rese. 51

52 LD Exemple emporisaeur I 1 0.5s 0.5s I 1 I 2 1 T 1 50 I 2 T 2 R 100 T 1 2 I 2 T 2 T 2 R T 2 R-T 2 52

53 LD Compeur Un compeur ser à comper des impulsions (fron monan) e à averir le programme lorsqu un nombre prédéerminé d impulsions on éé reçues. C 1 n Le compeur a une variable inerne à 16 bis qui compe les impulsions reçues. La variable booléenne C 1 devien vraie si la variable inerne dépasse n. C 1 R La bobine Rese mes à zéro la variable inerne e donc la variable booléenne C 1 aussi. 53

54 LD Exemple compeur I 1 I 1 C 1 O 1 I 2 I 1 2 C 1 3 C 1 3 I 2 C 1 C 1 R O R-T 2 54

55 LD Sau 1 I A JMP 2 3 Si I es vraie saue à LBL A A LBL Jump = sau Label = éiquee 55

56 LD Sous-programme 1 I A JSR 2 Si I es vraie on exécue le sousprogramme A. Terminé le sousprogramme on reourne à l insrucion suivane A SBR 70 RET SBR: Sub-rouine = sous-programme JPR: Jump sub-rouine Le sous-programme peu êre uilisé dans plusieurs pars du programme. 56

57 LD Maser Conrol Relay 1 I MCR Si I es vraie on exécue les insrucions enre les deux bobines MCR MCR Si I es fausse on n exécue pas les insrucions enre les deux bobines MCR e oues bobines inernes (sauf bobines Se) son mises à zéro. Zone Conrol Las Sae (ZCL): même srucures mais si I es fausse oues bobines enre les deux bobines MCR garden le valeur précèden. 57

58 LD Aures opéraions Foncions logiques, mahémaiques, gesion de la mémoire, communicaion. Insrucion Oper-1 Oper-2.. Oper-n Exemples La foncion Insrucion es exécué avec les argumens Oper-1, Oper-2,, Oper-n ADD: addiion MUL: muliplicaion AND: muliplicaion binaire bi à bi OR: addiion binaire bi à bi NEQ: es pour inégalié PID: commande PID SEND: envoie données à aure API en réseaux GET: obiens données de aure API en réseaux RSD: décale un mo d un bi à droi 58

59 Sommaire Inroducion API: Définiion e caracérisiques Ladder Diagram Sequenial Funcional Char Traducion de SFC à LD 59

60 Sequenial Funcional Char Langage de programmaion inspiré du sandard français GRAFCET (GRAphe Foncionnel de Commande Eape/Transiion) développé en France à la fin des année 70 par l AFCET. Devien sandard IEC 848 en Appelé SFC (Sequenial Funcional Char) dans le sandard IEC Langage graphique de hau niveau qui a une srucure ressemblan à la srucure d un réseau de Peri. Le GRAFCET es dédié à la spécificaion, alors que SFC es plus appliqué à la programmaion. 60

61 SFC Exemple Tr moeur OFF sar & no alarm moeur ON Démarre un moeur si le bouon sar es pressé e si on n es pas dans un condiion d alarme. Arrêe le moeur si le bouon sop es pressé ou si l alarme se déclenche. Tr 2 alarm Tr 3 sop Ordre d exécuion : du hau vers le bas si non spécifié. 61

62 SFC Elémens de base Eape i Symbolise un éa ou une parie de l éa du sysème Représenée par un carreau numéroé i=1, 2 Peu avoir une acion associée. Tr j Transiion C j Indique la possibilié d évoluion qui exise enre deux éapes. Représenée par un épais rai horizonal éiqueé Tr j (j =1, 2 ) Peu avoir une récepivié C j associée. Tr 1 Liaison orienée 1 Tr 2 3 Lien que lie une éape avec une ransiion ou une ransiion avec une éape. Représenée par un fin rai verical (e connecions horizonales). Si l orienaion es du hau vers le bas, aucune flèche es nécessaire. 2 Tr 3 62

63 SFC Exemple Tr moeur OFF sar & alarm moeur ON Éapes Éape 1 acion: «moeur OFF» Éape 2 acion: «moeur ON» Transiions Tr 1 récepivié: sar & no alarm Tr 2 récepivié: alarm Tr 3 - récepivié: sop Tr 2 alarm Tr 3 sop L éape 2 es: -en amon de Tr 2 e Tr 3 -en aval de Tr 1 63

64 SFC Eapes (1) i j Eape i; éape iniial j i j Eapes acives X X i i 1 0 éape i éape i acive non acive Variable booléenne X i associé à l éape i X i /X i /D D Variable booléenne /X i / D associé à l éape i (rearde d acivaion de D) Ex: /X 5 / 3s 64

65 SFC Eapes (2) Acion O associée à l éape i i O O : variable de sorie ou inerne mise à 1 par l acion X i Variable O = 1 si l éape i es acive O = X i O Aures ypes d acions peuven êre définis. 65

66 SFC Transiions (1) Tr j C j Tr j : éiquee de la ransiion (j = 1, 2, ) C j : récepivié de la ransiion La récepivié es une foncion booléenne des variables d énrée ou inernes ou emporelles: elle peu êre vraie (=1) or fausse (=0). Ex: Tr 1 sar & alarm Tr 2 /X 3 /2s Vraie si sar=1 e alarm = 0 Vraie si éape 3 acive depuis 2/+ sec Si oujours vraie, la récepivié es omise ou indiqué =1. Tr 4 =1 66

67 SFC Transiions (2) Une ransiion peu avoir plusieurs éapes en amon e en aval. Une ransiion es validée si oues ses éapes en amon sono acives. Une ransiion es franchissable si es validée e sa récepivié es vraie T 1 C 1 T 2 C 2 =0 T 3 C 3 = Non validée Validée non franchissable Franchissable 67

68 SFC Transiions (3) Une ransiion franchissable peu êre franchie. Le franchissemen d une ransiion enraine dans ce ordre: désacivaion de oues ses éapes en amon; acivaion de oues ses éapes en aval 1 2 Franchissemen de Tr Tr 3 C 3 =1 Tr 3 C 3 =

69 SFC Règles d évoluion Règle 1 Condiion iniiale (s applique seulemen au démarrage de l API) Les éapes iniiales son acivées e les acions associées exécuées. Règle 2 Franchissemen des ransiions Toues ransiions simulanémen franchissable son simulanémen franchies. Règle 3 Evoluion des éapes acives Le franchissemen d une ransiion enraine dans ce ordre: a) désacivaion de oues ses éapes en amon; b) acivaion de oues ses éapes en aval Si une éape doi êre simulanémen désacivée e acivée, elle rese acive. Règle 4 Exécuion des acions Si une éape es acive, les acions associées son exécuées. 69

70 SFC Exemple sar = 0 1 alarm = 0 enrées Tr 1 sar & alarm sop = 0 M = 0 sorie 2 M Aucune ransiion franchissable = éa sable Tr 2 alarm Tr 3 sop On aends le prochain évènemen. 70

71 SFC Exemple sar = 1 1 alarm = 0 enrées Tr 1 sar & alarm sop = 0 M = 0 sorie 2 M Tr 1 es franchissable Tr 2 alarm Tr 3 sop 71

72 SFC Exemple sar = 0 1 alarm = 0 enrées Tr 1 sar & alarm sop = 0 M = 1 sorie 2 M Aucune ransiion franchissable = éa sable Tr 2 alarm Tr 3 sop On aends le prochain évènemen. 72

73 SFC Exemple sar = 0 1 alarm = 0 enrées Tr 1 sar & alarm sop = 1 M = 1 sorie 2 M Tr 3 es franchissable Tr 2 alarm Tr 3 sop 73

74 SFC Exemple sar = 0 1 alarm = 0 enrées Tr 1 sar & alarm sop = 0 M = 0 sorie 2 M Aucune ransiion franchissable = éa sable Tr 2 alarm Tr 3 sop On aends le prochain évènemen. 74

75 SFC Srucure de base (1) a & b 1 _ a & b a & b 2 c c 3 _ a & b Sau d éape Quand a=1 avance de l éape 1 mais si b=1 avance à 3 (éape 2 es sauée) Reprise de séquence Quand a=1 avance de l éape 2 mais: -Si b=1 éape 2 es répeé -Si b=0 passe à 3 75

76 SFC Srucure de base (2) 1 _ a & b 2 3 c 4 5 e 6 _ b & a d f Aguillage (ou choix) Apres l éape 1 : -Si a=1 avance à 2 -Si b=1 avance à 3 Aenion: si a e b son simulanémen vraies les éapes 2 e 3 son acivées au même emps. Si ca n es pas souhaié (parallélisme inerpréé): -On peu donner priorié à a (en viole) -On peu mere un XOR (en azur e viole) Convergence On peu arriver à l éape 6 soi par l éape 4, soi par l éape 5 76

77 Branche 1 Branche 2 SFC Srucure de base (3) 1 a 2 3 b c Parallélisme Si a=1 on avance de l éape 1 e les éapes 2 e 3 son simulanémen acivées Les branches 1 e 2 son exécuées en parallèle dans n impore quel ordre d Synchronisaion (ou rendez-vous) On peu aciver 6 seulemen si oues les deux branches on erminé (4 e 5 acives) 77

78 SFC Srucure de base (4) 2 S11 11 X 2 L éape iniiale 11 du slave es acivée au démarrage mais la ransiion en aval es non franchissable (récepivié =0). 3 X Quand l éape 2 du maser es acivée le slave peu procéder e exécuer son sous-programme. 13 _ X 2 A la fin du sous-programme l éape 13 es acivée e la ransiion en aval de l éape 2 du maser es franchissable. Maser Slave Quand l éape 2 es désacivée, le slave es réiniialisé. 78

79 SFC Acions (1) Acion O de ype <Q> associée à l éape i i <Q> <c> O - O : variable de sorie mise à 1 par l acion - <Q> : idenifian du ype d acion - <c> : condiion (seul. pour acions condiionnelles) Acions coninues - ype N (non-sored) O = X i Variable O = 1 si éape i acive i ou N O X i O Type N peu êre omis. i O 79

80 SFC Acions (2) Acions impulsionnelles Type P (pulse) X i i P O O O = fron_monan(x i ) OR fron_descendan(x i ) Variable O = 1 à l acivaion ou désacivaion de l éape i X i Acions condiionnelles Acion condiionnelle simple Type C i C cond O cond O = X i AND cond Variable O = 1 si éape i es acive e cond es vraie O 80

81 SFC Acions (3) X i D = 3s Acion reardée Type D (delay) i D O /X i /D D O = X i AND /X i / D Variable O = 1 si éape i es acive avec reard de D O D = 3s X i Acion limiée dans le emps Type L (limied) O = X i AND no( /X i / D) Variable O = 1 si éape i es acive mais pour une durée limiée à D i L O /X i /D O D

82 SFC Acions (4) Acions mémorisées X i Acion se Type S i S O X j Acion rese Type R j R O O La variable O deviens vraie à l acivaion de l éape i e garde le valeur (se). O es remise à zéro à l acivaion de l éape j (rese). 82

83 Sommaire Inroducion API: Définiion e caracérisiques Ladder Diagram Sequenial Funcional Char Traducion de SFC à LD 83

84 Traducion de SFC à LD Un programme Sequenial Funcional Char peu êre radui en un programme Ladder Diagram pour l exécuion sur un API qui n uilise pas l SFC. Algorihme sans recherche de sabilié Procédure de raducion sandard e auomaique Temps d exécuion n augmene pas beaucoup Programme plus lisible Exécuion du programme non opimisée Occupaion mémoire EPROM augmene beaucoup 84

85 SFC LD: Algorihme RS Algorihme à recherche de sabilié (RS): si, à un momen donné, l éa des enrées e des variables inernes perme le franchissemen consécuif de plusieurs ransiions, ce franchissemen se fera dans le même cycle machine. 1 Cycle k 1 T 1 2 C 1 O C 1 =1 T 1 2 C 1 O L acion O associée à l éape 2 n es pas exécuée. T 2 3 C 2 =1 T 2 3 C 2 =1 T 4 C 3 =0 T 4 C 3 =0 85

86 SFC LD: Algorihme RS Algorihme à recherche de sabilié Mémoriser les enrées OUI 1 re cycle NO Aciver éapes iniiales Déerminaion ransiions franchissables Déerminaion du nouvel éa OUI Èa sable NO Affecer les sories 86

87 SFC LD: Algorihme SRS Algorihme sans recherche de sabilié (SRS): si, à un momen donné, l éa des enrées e des variables inernes perme le franchissemen consécuif de plusieurs ransiions, ce franchissemen se fera au ryhme d une ransiion par cycle machine [problème si l environnemen change]. 1 Cycle k 1 Cycle k+1 1 T 1 C 1 C 1 =1 T 1 C 1 T 1 C 1 2 O 2 O 2 O T 2 3 C 2 =1 T 2 3 C 2 =1 T 2 3 C 2 =1 T 4 C 3 =0 T 4 C 3 =0 T 4 C 3 =0 87

88 SFC LD: Algorihme SRS Algorihme sans recherche de sabilié Mémoriser les enrées OUI 1 re cycle NO Aciver éapes iniiales Déerminaion ransiions franchissables Déerminaion du nouvel éa Affecer les sories 88

89 SFC LD: Algorihme SRS L algorihme sans recherche de sabilié es similaire au cycle séqueniel qui caracérise les API 89

90 SFC LD: Procédure La procédure de raducion d un SFC sans recherche de sabilié en LD nécessie 4 phases (chacune qui corresponds à une parie du programme écri dans ce ordre) 1. Iniialisaion (seulemen au première cycle): les éapes iniiales son acivées e on sau à 4 pour exécuer les acions correspondans. 2. Déerminaion de ransiions franchissables 3. Franchissemen des ransiions e mis à jour de l éa (désacivaion des éapes en amon e acivaion des éapes en aval) 4. Exécuion des acions associées aux éapes acives 90

91 1 - Iniialisaion Iniialisaion (seulemen au première cycle): les éapes iniiales son acivées e les acions correspondans exécuées. 1 2 W a JMP W S Si on es au première cycle (W=0) on acive les k éapes iniiales in-1, in-2,, in-k 3... k+2 k+3 k+4 Acivaion première éape iniiale a LBL... Acivaion dernière éape iniiale X in-1 S X in-k S acions JMP W es mis à 1 : aux prochains cycles la phase d iniialisaions es saué. A la fin de l iniialisaion on saue à l exécuions des acions associées aux éapes iniiales. 91

92 2 Déerminaion des ransiions Déerminaion de ransiions franchissables dans ce cycle (le nombre oal de ransiions es m). X 1 X 2 C 1 Tr X 3 C 2 Tr m Déerminaion franchissemen ransiion 3... Déerminaion franchissemen ransiion m Tr 1 Tr 2 3 C 1 C 2 Dépend des éapes acives au cycle précéden e du valeur des enrées dans le cycle en cours. Si la i-me ransiion es franchissable la variable Tr i es vraie dans le cycle en cours. 92

93 3 - Mis à jour de l éa (1) Franchissemen des ransiions avec désacivaion des éapes en amon e acivaion des éapes en aval. Première parie: on spécifie les éapes en amon qui son désacivées par le franchissemen de chaque ransiion 1 Tr 1 X 1 R X 2 R Tr 2 X 3 R Tr 1 C m Désacivaion éapes en amon ransiion m Tr 2 C

94 3 - Mis à jour de l éa (2) Deuxième parie: on spécifie les éapes en aval qui son acivées par le franchissemen de chaque ransiion. Un éape désacivée e acivée dans le même cycle rese acive. m+1 Tr 1 X 3 S 1 2 m+2 Tr 2 X 4 S Tr 1 C m Acivaion éapes en aval ransiion m Tr 2 C

95 4 - Exécuion des acions (1) Exécuion des acions associées aux éapes acives (le nombre oal de éapes es p). 1 acions LBL Plusieurs cases possibles. 2 X X 2 O 1 2 O 1 W 1 4 X 3 W 1 O 2 3 C O 2 5 X 4 O 3 S 4 S O

96 4 - Exécuion des acions (2) Exécuion des acions associées aux éapes acives (le nombre oal de éapes es m) X 5... T Y 2 5 D O 2 1s T X 6 T Tr 1 /X 6 /3s p+1 Exécuion acions éape q 96

97 Exemple - Perceuse p = démarrage a = fin course hau m = moyenne course b = fin course bas x = conac pièce y = pièce en place S = remonée D = descene R = roaion O = huilage Après démarrage si pièce en place acionne perceuse (se R e descend). Si pièce non épaisse (m avan x) perce jusqu à b. Si pièce épaisse (x avan m) perce jusqu à m, remone, huile pour 2s e redescend en perçan jusqu à b. Arrivé à b remone e arrêe la perceuse. Réiniialise quand la pièce es reirée. 97