AUTOMATIQUE Leçon : A31 Objectifs : - Identifier les éléments de dialogue d un système automatisé piloté par API. - Traduire un GRAFCET en langage automate. - Transférer un programme vers un API. - Mettre en œuvre un système piloté par API. I- Mise en situation : Les automates programmables industriels sont apparus à la fin des années soixante, à la demande de l'industrie automobile américaine (GM), qui réclamait plus d'adaptabilité de leurs systèmes de commande. Les coûts de l'électronique permettant alors de remplacer avantageusement les technologies actuelles. Avant : utilisation de relais électromagnétiques et de systèmes pneumatiques et des séquenceurs pour la réalisation des parties commandes : logique câblée. Inconvénients : cher, pas de flexibilité, pas de communication possible Solution : utilisation de systèmes à base de microprocesseurs permettant une modification aisée des systèmes automatisés : logique programmée. Les ordinateurs de l'époque étant chers et non adaptés aux contraintes du monde industriel, les automates devaient permettre de répondre aux attentes de l'industrie. II- Définition : L'Automate Programmable Industriel (API) est un appareil électronique programmable, adapté à l'environnement industriel, destiné à la commande d un système automatisé par un traitement séquentiel pour assurer la commande de préactionneurs et d'actionneurs à partir d'informations logique, analogique ou numérique. 1/5
III- Structure générale des API : Console de programmation Capteurs Interface d'entrée Mémoire Processeurs Interface de sortie Actionneurs Modules d entrées Modules des sorties IV- Forme commerciale : Il existe de nombreuses marques d'automates. Parmi les plus courantes : Schneider electronic (ex. Téléméanique), Siemens, Allen-bradley, Modicon, Omron, Cégélec, Joucomatic, TSX, AEG, etc V- Critères de choix d un API : Le choix d'un API est fonction de la partie commande à programmer. Choisir un API, ça revient à consulter les caractéristiques techniques suivantes : - nombre d'e/s - temps de traitement. - nombre d'étapes ou instructions. - nombre des temporisateurs. - nombre des compteurs. - capacité de la mémoire. VI- Programmation sur API : A partir du GRAFCET PC, et en fonction de l Automate Programmable choisi pour le pilotage du système, on peut écrire un GRAFCET codé automate. Pour traduire le GRAFCET codé automate en programme, plusieurs langages sont utilisés : LD (LADDER DIAGRAM) ou schéma à contacts : Ce langage graphique est essentiellement dédié à la programmation d'équations booléennes (true/false). ST (STRUCTURED TEXT) ou texte structuré : Ce langage est un langage textuel de haut niveau. Il permet la programmation de tout type d'algorithme plus ou moins complexe. 2/5
IL (Instruction List) ou liste d'instructions : Ce langage textuel de bas niveau est un langage à une instruction par ligne. Il ressemble, dans certains aspects, au langage assembleur employé pour la programmation des microprocesseurs. SFC (SEQUENTIAL FUNCTION CHART) : Issu du langage GRAFCET, ce langage de haut niveau permet la programmation aisée de tous les procédés séquentiels. FBD (FUNCTION BLOCK DIAGRAM) ou schéma par bloc : Ce langage permet de programmer graphiquement à l'aide de blocs, représentant des variables, des opérateurs ou des fonctions. Il permet de manipuler tous les types de variables. VII- Programmation sur API (AEG A020) : Cet automate peut être programmé par 3 langages différents : Liste d instructions (IL) Schéma à contacts (SCO) Logigramme (LOG) Liste des opérandes et des opérateurs de l AEG A020 : Les opérandes : Les entrées Les sorties Les Variables internes De I1 à I24 de Q1 à Q16 M1, M2, M3,.., M124 (M125,, 128:autre base de temps) Temporisations de T1 à T8 (base de temps 100 ms), de T9 à T16 (base de temps 25 ms) Compteurs de C1 à C16 Les opérateurs : utilisables dans la programmation par Liste d instructions (IL) Type d'opération Opérateur Action Opérations logiques Opérations de sorties Opération Comptage A AN O ON A( O( ) )N = =N SL RL =T =Z =P Opérateur logique ET, signal positif Opérateur logique ET, signal négatif Opérateur logique OU, signal positif Opérateur logique OU, signal négatif Opérateur logique ET, parenthèse ouverte Opérateur logique OU, parenthèse ouverte Parenthèse fermée, signal positif Parenthèse fermée, signal négatif Sortie positive Sortie négative Activation mémoire Désactivation mémoire Entrée temporisateur (sortie temporisation) Transfert consigne compteur (effacement) Entrée compteur (c: sortie compteur) Opérandes utilisables Opérations d'organisation de programme PE Fin du programme 3/5
Problème d initialisation : Au début de chaque programme sur AEG A020, il faut activer l étape initiale pour cela on peut procéder de différentes manières : Exxeempl lee N 11 :: Forme 1 A M128 SL M1 A M128 RL M128 Forme 2 A Mn A In O M128 SL M1 RL M128 GRAFCET vue PC Table des affectations GRAF CET codé Automate 0 Entrées Sorties M1 V. L10. L20 système AEG système AEG 1 2 L 11 14M 1 14M 2 V I1 14M1 Q1 L10 I2 12M1 Q2 L11 I3 14M2 Q3 L20 I4 12M2 Q4 M2 M3 3 L 21 12M 1 L21 I5 M4 L 10 4 12M 2 L 20 Programme Automate : Adr Instruc Commen Adr Instruc Comment Adr Instruc Comment 1 15 29 2 16 30 3 17 31 4 18 32 5 19 33 6 20 34 7 21 35 8 22 36 9 23 37 10 24 38 11 25 39 12 26 40 13 27 41 14 28 42 4/5
Exxeempl lee N 22 :: Circuit Ad : Instruct. Circuit Ad : Instruct. NI1.I2 I1.I2 M6 Q1 M7 Q2 I3 I3 + I5 Exxeempl lee N 33 :: Circuit Ad : Instruct. Circuit Ad : Instruct. M1 Q1 I1 M2 Q2 Q3 Q2 Q1 I2 M7 T2 T2 5/5