2011/2012 Communication Industrielle Le besoin de communiquer.
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2011/2012
Communication Industrielle
Le besoin de communiquer
3
PRINCIPE Analogie avec la communication humaine :La communication humaine met en oeuvre une chaîne d'organes permettant d'envoyer des messages à un interlocuteur.
TRANSMISSION D'UN MESSAGE
CERV EAU
C O R D E SV O C A L E S
+B O U C H E
OREIL L ES CERV EAU
E M E T E U R R E C E P T E U Rondes sonores
AIR
c orde svoc a le s
ne r f( t ra ns m is s ion
é le c tr ique )
or e ille + tym pa n
M o d u la tio n d 'a m p litu d ee t d e fré q u e n c ec e r v e a u
o n d es so n o res
c e r v e a u
c orde svoc a le s
ne r f( t ra ns m is s ion
é le c tr ique )ne r f
( t r a ns m is s ioné le c t r ique )
M o d u la tio n d 'a m p litu d ee t d e fré q u e n c e c e r v e a uc e r v e a u
n e r f ne r f
4
Tout comme la communication humaine, la communication entre systèmes s'effectue à travers une chaîne d'éléments .
TRANSMISSION D'UN MESSAGE
bus
O R G A N E D E
T R A I T E M E N TD E S
D O N N E E S
interface decommunicat ion( coupleur ou modem )
EM ETEUR RECEPTEURs ignaux éle ctr ique sopt ique s e tc..
LIGNE DE TRANSMISSIONPAR FIL C UIVREFIBRE OPTIQUE
ETC ...
b u s
O R G A N E D E
TR A I TE M E N TD E S
D O N N E E S
interface decommunicat ion( coupleur ou modem )
bus
Bus : il s'agit d'une série de fils électriques par lesquels sont véhiculées, sous forme numérique (des mots binaires), les
informations à transmettre.
5
CODAGE DE L'INFORMATION : La transmission de données consiste à coder des informations de façon à pouvoir être véhiculées sur un support adapté.
Dans le cas des transmissions numériques, le codage se fait par des bits (0 ou 1 logique). Chaque niveau logique correspondant à un niveau de tension ou courant.
Les différentes normes spécifient les niveaux du 0 et du 1 logique ( niveau de tension, de courant, de fréquence, de front ). La transmission des bits de données peut être véhiculée de deux façons différentes :
en PARALLELE ou en SERIE .
6
Transmission parallèle :
Les données en sortie des organes de traitement de I'information sont présentées généralement sous forme de mots de n bits. La transmission parallèle consiste a émettre simultanément ces n bits d'information et nécessite par conséquent une ligne de transmission de n fils appelée bus, associée à des fiIs de contrôle et de commande .
TRANSMISSION D'UN MESSAGE :
b u s
O R G A N E D E
T R A I T E M E N TD E S
D O N N E E S
in t e r f a c e d ec o m m u n ic a t io n
( c o u p le u r o u m o d e m )
E M E T E U R R E C E P T E U R
O R G A N E D E
T R A I T E M E N TD E S
D O N N E E S
re çu 10011101
in t e r f a c e d ec o m m u n ic a t io n
( c o u p le u r o u m o d e m )
b u sb u s10011101
10011101
10011101
10011101
m a s s e
10011101
Ce type de liaison est utilisé pour transmettre des données sur de courtes distances (quelques mètres)
7
Transmission série asynchrone :
En environnement industriel on préfère Utiliser la transmission Série asynchrone plus simple à mettre en oeuvre et moins coûteuse. La ligne ne comporte qu'un fil; les éléments binaires d'informations (bits) d'un mot ou caractère sont alors envoyés successivement les uns après les autre (sérialisation) au rythme d'un signal d'horloge. Le récepteur effectue I'opération inverse: transformation Série/parallèle à partir de son horloge ayant la même fréquence que celle de I'émetteur.
TRANSMISSION D'UN MESSAGE :
b u sb u s
O R G A N E D E
T R A I T E M E N TD E S
D O N N E E S
E M E T E U R R E C E P T E U R
O R G A N E D E
T R A I T E M E N TD E S
D O N N E E S
1 0 01 1 1 0 1b u s
10011101
b u s1 0 0 11 1 0 1
10011101
10011101
8
LE MODE DE TRANSMISSION DES DONNEES :Le mode de transmission permet de définir si la communication se fait entre deux ( liaison point à point ) ou plusieurs interlocuteurs ( >2 : liaison multipoint) et sous quelle forme :
SIMPLEX :Dans ce mode, l'émetteur émet des ordres, le récepteur les exécute uniquement. Le récepteur ne peut pas renvoyer un message .
I l n ' y a q u ' u n s e u l ém e t te u r .L ' au t r e e s t fo r cém e n t u n r éce p te u r .EM ETTEUR
e n v oie la b a l lon !
RECEPTEUR
L 'é me t t e u r t r a n s me t u n o r d r e
9
HALF DUPLEX :Dans ce mode, émetteur et récepteur peuvent recevoir et envoyer des messages.Cependant, chaque partie ne peut pas émettre et recevoir en même temps.l'être humain communique majoritairement sous cette forme car c'est elle qui permet de comprendre au mieux le message ( couper la parole de quelqu'un, c'est vouloir émettre un message en même temps .La communication devient alors difficile ).
B o njo u r !Q u elle h e u r ee st - il ?
I l e s t 1 6 H 1 5
M E R C I !
B o njo u r !Q u elle h e ur ee st - il ?
I l e s t 1 6 H 1 5
M E R C I !
C h a q u e p ar t i e p e ut ém e t t r e e t r e cev oi r al t e r n at i ve m e nt .EM ET TEUR RECEPT EUR
10
FULL DUPLEX :Dans ce mode, chaque partie peut émettre et recevoir en même temps .Cette forme de communication permet aux organes de traitement d'émettre en même temps (donc de recevoir en même temps aussi)Cela nécessite dans ce cas, 2 voies de communication .L'être humain ne communique pas sous cette forme (car nous ne pouvons parler et écouter en même temps).
E s t - c e q u e v o u s a v e z l ' h e u r es ' i l v o u s p l a i t ?
J e p e n s e q u ' i l v a f a i r eb e a u a u j o u r d ' h u i
Je pen se qu 'il va fa ir e b eau au jo u r d'h u i
E st- ce qu e vo u s avez l'h eu r e s 'il vo u s pla it ?
EM ETTEUR EM ETTEUR
?Impossible
11
LIAISON MULTIPOINT :
La liaison MULTIPOINT implique la présence de plusieurs interlocuteurs (au moins 3).Ce type de liaison comporte généralement un central pouvant émettre des messages simultanément à tous les récepteurs. Par contre, chaque récepteur, autre que le central, ne peut émettre simultanément avec d'autres récepteurs. Pour pouvoir émettre, il doit attendre que la ligne de transmission soit libre pour émettre un messageExemple : Un cours dispensé à des élèves, correspond à une liaison multipoint.En effet, le professeur parle à l'ensemble de la classe. Lorsque le professeur pose une question, l'élève lève le doigt (demande de communication). A ce moment là, l'élève peut communiquer avec le central (le professeur).
B la n c ,M a da m eQ u e lle e s t la c o u le u rdu c h e v a l b la n cd'H E N R I 4 ?
12
LE FORMAT D’ECHANGE DES DONNEES : Qu'est ce que le format d'échange ? Un caractère en ASCII n'est pas transmis seul. Il est associé à des bits de contrôle comme suit : Bit de START : Il indique le début de l'émission d'un caractère. Il est au 0 logique. Bit de parité : Le bit de parité est un moyen simple de vérifier la validité d'un message en indiquant si le nombre de 1 Logiques, sur l'ensemble du message est pair ou impair. S'il apparaît une discordance entre le nombre de 1 Logiques dénombré à la réception et le nombre indiqué par ce bit de parité, c'est qu'il y a erreur de transmission. Cette méthode rudimentaire fonctionne bien si la probabilité d'erreur est inférieure à 1 bit sur 8. Bit de STOP : Le bit de STOP indique la fin d'émission du caractère. Il est au 1 logique . Code ASCII : Américan Standart Code for Information Interchange.Code standard américain pour l'échange d'informations. Ce code permet d'affecter un code binaire à chaque caractère d'une machine à écrire ou clavier d'ordinateur. Le code ASCII étant un standard, il permet de transmettre des caractères avec la majorité des unités de traitement (voir le code ASCII).
Bit
de
ST
AR
T
Bit
de
par
ité
Bit
de
STO
P
C o d e AS C II d u c a ra c tè reà e n v o y e r su r 7 o u 8 b its
bit1 b it2 b it3 b it4 b it5 b it6 b it7 b it8 b it9 b it 1 0
13
EXEMPLE :Dans l'exemple ci-dessous, on désire transmettre le caractère L avec une parité PAIRE.
P a r i té P A IR : i l fa u t q u e le n o m b r e d e 1 c o m p r is d a n s le c o d e A S C II d u c a r a c tè r e + c e lu i d u b i t d e p a r i té s o i t p a ir
0 0 1 1 0 0 1b 0 b 6b 1 b 2 b 3 b 4 b 5
C o d e ASC I I d u c a r a c t è r e L :
Bit
de
STAR
T
Bit
de
pari
té
Bit
de
STO
P{C o d e ASC II d u caract ère L
0 10 0 1 0 0 1 11
C h a q u e b i t é ta n t c o n ve r t i e n n i ve a u d e t e n s i o n o u c o u r a n t c e l a d o n n e :
0
1
1 1 1 0dé but du m e s s a ge f i n d u m e ssa g e
4 = nom bre pa i r
001 1000
b 0 b6b 1 b 2 b 3 b 4 b 5
14
Dans l'exemple suivant, on désire transmettre le caractère T avec une parité IMPAIRE.
P a r i té IM P A IR E : i l fa u t q u e le n o m b r e d e 1 c o m p r is d a n s le c o d e A S C I I d u c a r a c tè r e + c e lu i d u b i t d e p a r i té s o it im p a ir e
0 0 1 0 1 0 1b 0 b 6b 1 b 2 b 3 b4 b 5
C o d e ASC I I d u c a r a c t è r e T :
Bit
de
ST
AR
T
Bit
de
pari
té
Bit
de
ST
OP{
C o d e ASC II d u caract ère T
0 10 0 0 1 0 1 10
C h a q u e b i t é ta n t c o n ve r t i e n n i ve a u d e t e n s i o n o u c o u r a n t c e l a d o n n e :
0
1
1 0 1 0dé but du m e s s a ge f i n d u m e ssa g e
011 0000
b 0 b 6b 1 b 2 b 3 b 4 b 5
3 = nombre impaire
15
LA VITESSE DE TRANSMISSION :
Elle définit la vitesse d'émission d'une information élémentaire. L'information élémentaire dans le cas des machines, c'est le bit. Cette vitesse se mesure en bits par seconde ( BPS ).
1
2
3
45
6
7
8
90
0,0s
E M E T E U R R E C E P T E U R
3C o m p t e u r
c h r o n o m è tr e O n c o m p te le n o m b re d e b itstra n s m is p a r s e c o n d e
0
0 0 1 0 1 1 1 0 1 11 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0
0 0 0
Pour pouvoir communiquer correctement, l'émetteur et le récepteur doivent fonctionner à la même vitesse.
Certaines vitesses sont souvent utilisées : 4800 BPS,9600 BPS,19200 BPS, 28800 BPS, etc...
Plus la vitesse de transmission est élevée, et plus un message sera transmis rapidement.
16
LE LANGAGE DE COMMUNICATION : Deux personnes peuvent utiliser le même type de liaison, le même mode de transmission, la même vitesse de transmission sans toutefois se comprendre.
Cela ne suffit pas !
W ievie l uhrist es ?
A l l e m a n d e F r a n ç a i s
? ?B elle matinéen 'est ce pas ?
A l l e m a n d e F r a n ç a i s
17
LE SUPPORT PHYSIQUE EST LE MÊME MAIS LA COMMUNICATION NE PEUT PAS S'ETABLIR.
Il faut donc, non seulement un support physique, mais aussi un LANGAGE.Le langage utilisé pour communiquer entre les différents organes de traitement des données s'appelle :
LE PROTOCOLE
Le PROTOCOLE doit comporter non seulement des mots compréhensibles par les interlocuteurs, mais aussi un code d'émission et de réception. Ici la communication s'établit de la façon suivante:
Ici, le protocole c'est la langue
Bon jour !Q ue l le h eurees t - i l ? Il e s t 1 6 H 1 5
MERCI !
Fr ançais e Fr ançais
= accus é d erécep t ion
18
LA COMMUNICATION PEUT S'ETABLIR CAR LE SUPPORT PHYSIQUE ET LE PROTOCOLE SONT LES MÊMES .
Bonjour ! ( servant à avertir qu'un message va être envoyé )Quelle heure est - il ? (requête pour une demande d'information et attente de réponse ) il est 16 H 15 ( transmission de l'information ) merci ! ( accusé réception du message = message bien reçu ) Dans la majorité des cas, la communication entre organes de traitement se fait pas émission de codes ASCII Le code ASCII associe chaque caractère d'un clavier à un code binaire sur 7 ou 8 bits.Ex : le L s'écrit 0011001
19
LE CODE A.S.C.I.I :
code ASCII (American Standart Code for Information Interchange)
Dans la majorité des cas, la communication entre organes de traitement se fait pas émission de codes ASCII Le code ASCII associe chaque caractère d'un clavier à un code binaire sur 7 ou 8 bits.
Binaire
Hexadécimal
Décimalb0b1b2b3
b4
b5
b6
0000
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
111
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0 1
0 0
0 0
0 0 01 1 1
1 1 1 1
1 11 1
0 0
0 0
0 16 32 48 64 80 96 1120 1 2 3 4 5 6 7
0123456789
101112131415
0123456789ABCDEF
NUL
TC1(SOH)
TC2(STX)
TC3(ETX)
TC4(EOT)
TC5(ENO)
TC6(ACX)
BEL
FE0(BS)
FE1(HT)
FE2(LF)
FE3(VT)
FE4(FF)
FE5(CR)
SO
SI
TC7(DEL)
DC1
DC2
DC3
DC4
TC8(NAK)
TC9(SYN)
TC 10(ETB)
CAN
EM
SUB
ESC
IS4(FS)
IS3(GS)
IS2(RS)
IS1(US)
SP
!
#"
$
%
&
'
(
)
*+,
-
.
/
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
:
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@
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
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P
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T
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V
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^
_
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a
b
c
d
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f
g
h
i
j
k
l
m
n
o
p
q
r
s
t
u
v
w
x
y
z
é
ù
è_
DEL
++++++++++++++++
20
Comment lire le tableau ?code ASCII du caractère B :
------------ en binaire ------------
prendre la suite de bits de b0 à b6 (attention au sens de lecture).
Binaire
Hexadécimal
Décimalb0b1b2b3
b4
b 5
b6
0000
0
0
0
1
1
0
00
0
0
1
1
0 1
0 0
0 0
0 0 01 1 1
1 1 1 1
1 11 1
0 0
0 0
0 16 32 48 64 80 96 1120 1 2 3 4 5 6 7
0123
0123
NUL
TC1(S OH )
TC2(S TX )
TC3
TC7(D E L)
DC1
DC2
DC3
S P
!
#"
0
1
2
3
@
A
BC
P
Q
R
S
`
a
b
c
p
q
r
s
++++
b 6 b 5 b 4 b 3 b 2 b 1 b 0b6 est le bitde poids fortb0 est le bitde poids faible0100001
21
------------ en héxadécimal ------------
prendre le chiffre représentatif de la colonne puis celui de la rangée (qui peut être une lettre).
Binaire
Hexadécimal
Décimalb0b1b2b3
b4
b 5
b6
0000
0
0
0
1
1
0
00
0
0
1
1
0 1
0 0
0 0
0 0 01 1 1
1 1 1 1
1 11 1
0 0
0 0
0 16 32 48 64 80 96 1120 1 2 3 4 5 6 7
0123
0123
NUL
TC1(S OH )
TC2(S TX )
TC3
TC7(D E L)
DC1
DC2
DC3
S P
!
#"
0
1
2
3
@
A
B
C
P
Q
R
S
`
a
b
c
p
q
r
s
++++
B : (A S C II) (16 )
42colonne rangée
22
------------ en héxadécimal ------------
prendre le chiffre représentatif de la colonne puis celui de la rangée (qui peut être une lettre).
Binaire
Hexadécimal
Décimalb0b1b2b3
b4
b 5
b6
0000
0
0
0
1
1
0
00
0
0
1
1
0 1
0 0
0 0
0 0 01 1 1
1 1 1 1
1 11 1
0 0
0 0
0 16 32 48 64 80 96 1120 1 2 3 4 5 6 7
0123
0123
NUL
TC1(S OH )
TC2(S TX )
TC3
TC7(D E L)
DC1
DC2
DC3
S P
!
#"
0
1
2
3
@
A
B
C
P
Q
R
S
`
a
b
c
p
q
r
s
++++
B : (A S C II) (16 )
42colonne rangée
23
QUELQUES STANDARDS UTILISES POUR TRANSMETTRE DES DONNEES :
RS 232 C ou V24
Elle comporte 2 lignes de transmission des données: une pour chaque sens, ainsi qu'un ensemble de lignes de contrôle et de commandes nécessaires à I'établissement d'un canal de communication. Toutes ces lignes sont référencées par rapport à un fil commun (terre de signalisation ou retour commun). La liaison RS 232 C est définie pour une longueur maximum de 15 mètres et un débit au plus égal a 20 Kbps. Pour les lignes de données:
- tension > 0 (entre +5 et 15V ) = bit a 0 logique- tension < 0 (entre -5 et -15V ) = bit a 1 logique
UTILISATION : liaisons courtes avec faibles débitsex : liaison souris - ordinateur ; liaison ordinateur - traceur
0 L O G I Q U E
1 L O G I Q U E
+ 1 5 V
- 1 5 V
+ 5 V- 5 V
0 1 10 0
24
RS 422A, RS 485
Ce standard diffère fondamentalement de la liaison RS 232 C car il définit un mode de transmission différentiel. Chaque signal de données est véhiculé sur 2 fils et n'est pas référence par rapport à une masse, mais présenté comme un signal différentiel aux sorties du transmetteur et aux entrées du récepteur. Le standard RS 485 est une extension du standard RS 422 A plus connu permettant des liaisons multipoint aussi bien que point a point.Tension de sortie circuit ouvert: 6 volts > Vo > - 6 voltsLa norme RS 485 est une extension du standard RS 422 qui consiste à boucler l'émetteur sur le récepteur Utilisation : liaisons < 1000 m ; débit jusqu'à 10 Mbits ex : liaison XBT - TSX liaisons industrielles
E R
R
2 f i l s
R S 485
E R
R E
4 f i l s
R S 422FULL DUPLEX HALF DUPLEX
E
25
Boucle de courant
La particularité de cette norme est que la transmissions des bits de données se fait non pas en niveaux de tensions mais en niveaux de courants. La liaison par boucle de courant 20 mA est sans doute la plus ancienne des liaisons séries issue de la communication avec un télé-imprimeur et n'a jamais fait I'objet d'une normalisation . Elle se compose de deux boucles, une pour I'émission I'autre pour la réception, parcourues ou non par un courant de 20 mA obtenu à partir d'une source de tension.présence d'un courant de 20 mA = 1 LOGIQUEnon présence d'un courant de 20 mA = 0 LOGIQUE
UTILISATION : Par sa simplicité de mise en oeuvre, trouve de nombreuses applications lorsqu'un débit de quelques milliers de bits par seconde est suffisant
g é n é r a t e u r
b o u c l e é m i s s i o n
b o u c l e r é c e p t i o n
S T A T I O N A S T A T I O N B
26
La normalisation
Besoin de définir des protocoles normalisés ou standardisés afin que seule l ’implémentation des protocoles change
Standards de fait ou définis par des organismes privés
Organismes les plus connus :– ISO : International Organisation for Standardisation– ITU (ex CCITT) : International Telecommunication
Union– IEEE : Institute of Electrical and Electronic Engineers
27
Exemple
Scie
Tour
Tour
Fraiseuse horizontale
Meule
Fraiseuseverticale
Fraiseuseverticale
InspectionfinalePréparation
Stockage
28
FABRICATION INTÉGRÉE C.I.M.
C’est l’intégration de toutes les technologies de l’information relatives aux différentes activités manufacturières de l’entreprise dans un système global permettant de communiquer entre les différents secteurs de celle-ci dans le but de raccourcir le temps de réponse à la demande, les temps de mise en route et les frais de main d’oeuvre indirecte.
29
Comment transformer…Comment transformer…Introduire le linge
Ajouter de l’eauEt de la lessive
Sortir le linge
Agiter
Essorer Vidanger
Vidanger
Rincer
Lessive
30
Une machine à laver…Une machine à laver…Chargement- Linge
Chargement- Eau- LessiveLessive
Déchargement- Linge
Agitation- 20’
Essorage- 5’
Vidange- Egoût
Vidange- Egoût
Chargement- Eau
Rinçage
Lessive
31
En machine à café!En machine à café!Chargement- Eau- CaféCafé
Agitation- 10”
Vidange- Egoût
Vidange- Tasses à café
Chargement- Eau
Rinçage
Café
32
Cellule de fabrication
Tournage Fraisage PercageTraitementthermique
Fraisage PercageTraitementthermique
Tournage FraisageTraitementthermique
Assemblage
Produit 1
Produit 2
Produit 3
33
AMÉNAGEMENT PROCÉDÉ
TournagePercage
FraisageTraitementthermique
Assemblage
Produit 1
Produit 2
Produit 3
35
L'INTEGRATIONFONCTIONS SYSTEMES INFORMATIONS
TERRAIN
MACHINE
CELLULE
ATELIER
USINE
IV) CLASSIFICATION
PYRAMIDE CIM (Computer Integrated Manufacturing)
GESTIONENTREPRISE
AUTOMATISATION
COMMANDE CENTRALISEE SUPERVISION
CONTRÔLE PRODUCTION
DONNEES
CALCULATEURS
MICRO-ORDINATEUR
API CONTROLEURS REGULATEURS
CAPTEURS ACTIONNEURS
FICHIERS
TABLEAUX
MESSAGES
MOTS
BITS
36
TERRAIN
MACHINE
CELLULE
ATELIER
USINE
VOLUME DE DONNEES
TEMPS NON CRITIQUE
TEMPS > 10 s
TEMPS < 1 s
TEMPS < 0,1 s
T < 0.01 s
Temps de réponse
TRAITEMENTDE DONNEES
TRAITEMENTDE DONNEESEN TEMPSREEL
PYRAMIDE CIM (Computer Integrated Manufacturing)
IV) CLASSIFICATION
37
TERRAIN
MACHINE
CELLULE
BUS SENSEUR/ACTEUR
BUS DE TERRAIN
BUS D ’USINE
RESEAUX INFORMATIQUES
ATELIER
IV) CLASSIFICATION
USINE
INTERNET
Protocoles de communication
•Généralités-Modèle OSI
•
Définir le Bus de Terrain
TERRAIN = indique quelque chose de limité ou délimite géographique (Usine, Atelier, Voiture...),
BUS = ensemble des fils (conducteurs) utilisés pour l ’échange de données entre différents circuits électroniques,
RESEAU = ensemble de lignes de communication qui desservent une même unité géographique.
BUS/RESEAU DE TERRAIN = réseau de communication numérique reliant différents types d ’équipements d ’automatisme.
PROTOCOLE : relatif à une couche ISO, il désigne les règles de dialogue entre mêmes couches des entités communicantes.
But :
• Remplacement des boucles de courant 4-20 mA,
• Distribution (décentralisation) du contrôle, du traitement des alarmes, diagnostics au différents équipements de terrain,
• Intelligence déportée au niveau de ces équipements,
• Interopérabilité (communication).
M
V
Avantages : REDUCTION DES COUTS :
– Réduction massive du câblage : 1 seul câble en général pour tous les équipements au lieu d’un par équipement,
– Réduction du temps d ’installation. REDUCTION DES COUTS DE MAINTENANCE
– Complexité moindre donc moins de maintenance– Flexibilité pour l ’extension du bus de terrain et pour les
nouveaux raccordements.
PERFORMANCES GLOBALES ACCRUES- Précision de la communication numérique : la donnée numérique transférée est sans erreur de distorsion, de réflexion... - Les données et mesures sont généralement disponibles à tous les équipements de terrain,- Communications possibles entre 2 équipements sans passer par le système de supervision.
INCONVENIENTS :
Non possibilité de prise en compte de l ’information en Temps Réel par rapport aux boucles de courant,
Sécurité des informations non garantie, Choix du réseau : Topologie, vitesse de transmission, Supports
physiques de communication, Choix entre solutions propriétaires et standards (il existerait
2000 bus de terrain différents), Compatibilité totale entre équipements de fournisseurs
différents ?
Modèle OSI de ISO
OSI : Open System Interconnection
ISO : International Standard Organization
• Segmente les fonctionnalités d’un système communiquant selon 7 couches.
• Chaque couche garantit à la couche qui lui est supérieur que le travail qui lui à été confié a été réalisé sans erreur.
Le Modèle OSI possède 7 couches– Couches de 1 à 4: couches basses chargées d ’assurer un transport optimal des
données– Couches 5 à 7: couches hautes chargées du traitement des données
APPLICATION7
6
5
4
3
2
1
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
RESEAU
LIAISON
PHYSIQUE
APPLICATION 7
6
5
4
3
2
1
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
RESEAU
LIAISON
PHYSIQUESUPPORT PHYSIQUE
BITS
TRAMES
PAQUETS
MESSAGES
PROTOCOLE
SERVICE
Couche 3 : Réseau
Gère l'adressage des informations : qui est le destinataire de mes messages, numéro d'équipement ou de station, sur quel réseau…
Couche 2 : Liaison de données
Divisé en deux sous couches :
LLC (Logical Link Control) : Gère le contrôle et le flux des informations. CRC(code de redondance cyclique) et réitérations associées…
MAC (Medium Access Control): Gère le partage de l'accès au médium (CSMA/CD, arbitrage de bus…)
Couche 1 : Physique
Définit la nature du support physique de la communication et le codage de l'information : type de câble, transmission hertzienne, connecteurs, signaux électriques, codage binaire de l'information…
Couche 5 : Session
Gère la notion de session, intervalle de temps pendant lequel deux équipements sont en communication et reprise de contexte suite à interruption.
Couche 4 : Transport
Transport de l'information de bout en bout entre deux stations distantes : segmentation des trames… (Note : la trame est l ’entité transportée sur les lignes physiques. Elle rassemble un certain nombre d ’octets)
Couche 7 : Application
Définit la nature des informations échangées : messagerie, transfert de fichiers…
Couche 6 : Présentation
Définit la représentation des informations : encodage, compression ou cryptage de l'information.
•Différents modes de transmission
Mécanismes d ’accès au médiumC ’est la gestion de l ’accès au support physique.On distingue les mécanismes suivants : Maître-esclaves, Arbitrage de bus, Maîtres-esclaves, Bus à jeton, C.S.M.A (Carrier Sense Multiple Access.)
Maître-esclaves
Un seul équipement, le maître est à l’initiative de tous les échanges, les autres équipements, les esclaves, se contentant de répondre lorsque le maître le leur demande.
Arbitrage de bus
Le mécanisme est assez voisin du précédent dans le sens où un seul équipement, l’arbitre de bus, attribue un droit de parole à tour de rôle à chacun des autres équipements. La principale différence est que chacun des équipements, lorsqu’il fait usage de son droit de parole, peut adresser ses informations à n’importe quel autre équipement, ou même à tous simultanément (diffusion).
Maîtres-esclaves
Le réseau fonctionne en maître-esclave comme vu précédemment, mais le réseau peut changer de maître. La main passe d'un maître à un autre par transmission d'un message particulier baptisé « jeton ». L'efficacité de ce procédé est liée à la rapidité de propagation du jeton dans l'anneau logique constitué par la succession des différents maîtres.
Bus à jeton (token ring)
Un jeton, correspondant à un droit de parole, passe de station en station, selon un ordre déterminé. Chaque station peut émettre vers n’importe quelle autre station tant qu’elle possède le jeton mais ne peut garder celui-ci que pour une durée limitée, définie par configuration
C.S.M.A (Carrier Sense Multiple Access)L'objectif de ces méthodes est de permettre à toute station de s'exprimer quand bon lui semble.
Avantages : Optimisation du traffic, Répartition de la maîtrise du réseau
Inconvénients : Trafic aléatoire, Risque de collisions
On note aussi : CSMA/CD : CD = Collision Detection
Sommaire
• Modèle OSI
• Différents modes de transmission
• Les différents modes de communication
- Modbus
- Spabus
- LON
- Profibus
• Perspective d ’avenir : Ethernet
•Supports de communication
Supports physiques de communication
Le cuivre (câbles électriques):
Avantages : possibilité de multi-point, de télé-alimentation
Inconvénients : la longueur permise (portée) est inversement proportionnelle au débit d’information (bits/seconde), problèmes de compatibilité électromagnétique. Risque d ’incendie en cas de court-circuit.
La paire torsadée blindée
La conjugaison des effets de torsade et de cage de Faraday (blindage) atténue fortement la sensibilité aux rayonnements extérieurs.De coût attractif, il est le médium d’usage courant pour les réseaux de terrain.Débit x Portée = 108 à 109 bits.m/s.(exemple : 1Mbit/s : 100m à 1 km)
Le câble coaxialConstitué d’une âme centrale et d’un blindage extérieur, il permet pour un prix abordable d’atteindre des débits supérieurs tout en présentant une bonne immunité aux parasites ambiants.Débit x Portée = 5,108 à 1011 bits.m/s.(exemple : 10Mbit/s : 50m à 10km)
La fibre optiqueIl est de plus en plus fréquent d’utiliser la fibre optique, qui est une sorte de “tuyau” à lumière. Son coût au mètre devient très concurrentiel, et ses problèmes de raccordement se simplifient.
Avantages : immunité aux parasites ; le débit d’information permis par la fibre optique n’est pas fonction de sa longueur (kilomètres et centaines de Mbit/s).
Inconvénients : Elle ne permet que laborieusement la mise en parallèle, Mise en œuvre difficile (enceinte de mise en œuvre doit être propre).
TopologiesLe raccordement physique entre les différentes stations d’un réseau peut être réalisé suivant des schémas de natures très différentes baptisées “topologies”.
Les documents constructeurs ont la fâcheuse habitude de confondre câblage et topologie, et profitent de la liberté de câblage qu’offre en général un bus pour l’affubler de désignations usurpées telles que “topologie libre” etc...
Topologies de type “bus”
C’est une “topologie à médium partagé” car toutes les stations sont raccordées “en parallèle” via le médium qui parcourt le site. Ceci implique que chaque abonné doit être apte à se taire.
Avantages : Simplicité de mise en œuvre ; rapidité.
Inconvénients : Une défaillance du médium affecte la totalité du segment considéré ; conflits d’accès.
Topologies en anneau
Topologie en forme de boucle où chaque station ne peut s’adresser qu’à sa voisine. Il s’agit donc cette fois d’une “topologie point à point”. A noter qu’ici, chaque station régénère le signal, ce qui multiplie grosso modo la portée par le nombre de stations.Avantages : détection de défaillance, localisation des défaillances de médiumInconvénient : Un simple dialogue entre deux stations distantes passe par un certain nombre d’intermédiaires, ce qui rallonge d’autant les temps de propagation.
Câblages réseaux point-à-point:
EtoileArbre
Maillage régulierAnneau
Transmission de données
• Transmission parallèle
Si un octet doit être transmis, tous les bits du même octet sont émis simultanément. Cela signifie qu’à chaque bit correspond une liaison conductrice séparée, c’est-à-dire un fil conducteur. C’est une transmission rapide.
Son coût et le nombre de fils la rend inapte pour les longues distances.
•
Transmission sérielle
L’envoi des bits l’un après l’autre, sur le même support physique, à l’inverse de la transmission de données parallèle où l’envoi des bits est simultané.
C’est une transmission plus lente.
Elle permet un grand nombre d’applications avec une faible contrainte d’encombrement ; la transmission peut s’effectuer avec trois fils, elle est donc plus économique pour des longues distances.
Mode Synchrone :
La transmission se produit à des instants et pendant des durées fixes, définis à l’avance.
Les codes numériques doivent se suivre.
Mode Asychrone :
La transmission se produit à des instants aléatoires.
Les codes numériques ne doivent pas être émis en continu.
Norme RS 232 (Recommended Standard de l ’EIA) :• utilisé pour des liaisons point à point sans différentiel de tension• soumis aux parasites ambiants•le standard international équivalent est le V.24 qui définit les caractéristiques mécaniques et la nature des signaux et le V.28 définit les tensions appropriées.
Norme RS 422 : même que RS 232 mais avec différentiel de tension (immunité aux parasites).
Norme RS 485 :
• définit les conditions d'interconnexion de plusieurs circuits émetteurs et récepteurs (transceivers) utilisés dans des systèmes multipoint en mode symétrique (Bus 2 fils).• la particularité de cette liaison est de permettre la connexion de plusieurs appareils. • dans ce protocole chaque appareil a la possibilité d'autoriser ou d'interdire la transmission.
MODBUS
MODBUS
• C ’est un protocole de transmission de données régissant le dialogue entre une station maître et des esclaves.
• Un maître unique peut communiquer avec jusqu ’à 255 équipements esclaves.
• Un des protocoles les plus répandus dans le domaine des réseaux de terrain.
• Définit une structure de messages pouvant être utilisée par les automates quel que soit le type de réseau sur lequel ils communiquent.
• Le protocole communique avec les autres équipements via une liaison RS232 (point-à-point) ou une liaison série RS485/RS422 (multi-points).
• Définit 2 types de codage : ASCII et RTU.
• Mode ASCII (American Standard Code for Information Interchange) : chaque paquet de 8 bits est envoyé comme 2 caractères ASCII.
• Mode RTU (Remote Terminal Unit): chaque paquet de 8 bits dans le message contient 1 caractère hexadécimal.
• Le mode RTU offre de meilleurs performances que le mode ASCII du fait du compactage de données. En effet, avec le mode ASCII le nombre de bits envoyés est doublé tandis que le mode RTU envoi les bits comme ils sont.
Caractéristiques
RS 232RS 485
MODBUS Plus : un réseau !Est un réseau local industriel performant permettant de répondre à des architectures étendues de type Client/Serveur, combinant haut débit (1Mbits/s), support de transmission simples et économiques et nombreux services de messagerie.
Sommaire
• Modèle OSI
• Différents modes de transmission
• Supports de communication
• Les différents modes de communication
- Modbus
- LON
- Profibus
• Perspective d ’avenir : Ethernet
- SPA-bus
SPABUS
• Originairement conçut comme bus de terrain pour les systèmes de protection, de contrôle et d ’enregistreur d ’événement.
• Le protocole utilise le mode un maître et plusieurs esclaves.
• Les messages sont basés sur les caractères du code ASCII.
• Communication sous forme interrogation/réponse ou sous forme diffusion générale et utilise la transmission sérielle asynchrone.
•La construction de base du protocole suppose que les esclaves ne peuvent prendre l’initiative d’engager le dialogue avec le maître mais que le maître est au courant des données que contiennent les esclaves et, par conséquent, peut demander les données dont il a besoin. De plus le maître peut envoyer des données à l’esclave.
Communication :
Le maître amorce les communications en envoyant un message au bus. L'esclave, qui reconnaît son propre numéro d'esclave dans le message du maître, répond en envoyant un message de réponse approprié. L'esclave ne répond pas s'il n'a pas reçu le caractère de début de message (>), son propre numéro d’esclave et le caractère de fin de message (cr).
Caractéristiques
• Vitesse de transfert : 9600 bit/s. (Dans certain cas : 300, 1200, 2400 ou 4800 bit/s)
• Le temps maximum pour un esclave de répondre est de 50 ms mais c ’est à éviter le temps recommandé est de 5 ms.
• La longueur maximale d ’un message est de 255 caractères.
• Supports physiques de communication : RS 485, RS 232, fibre optique (en verre ou en plastique).
LON
LON (Local Operating Networks)
• Un réseau multi-maîtres avec le protocole d’accès CSMA/CA (CA : Collision Avoidance).
• LonWorks respecte le modèle OSI complet (couches 1 à 7) contrairement au bus de terrain “ classique ” (couches 1,2 et 7).
• LonWorks est bâti autour de 3 briques importantes :- Circuit Neuron Chip : composé de 3 microcontrôleurs 8 bits pour la gestion des protocoles et des E/S,- Protocoles de communication LonTalk dans le circuit Neuron Chip,- “ Transceiver ” propre et adapté à différents supports de transmission.
•LonWorks est à ranger dans la catégorie des bus de terrain. Il permet néanmoins d’opérer au niveau supérieur (atelier)
• Médium : paire torsadée, câble coaxial, courant porteur, fibre optique
• Topologie : anneau, bus
• Nombre max de noeuds : 32385 par domaine
• Débit brut de 2 kbit/s à 1,25 Mbit/s suivant transceiver (PLT-20 :
2kbit/s, XF-1250 : 1,25 Mbit/s)
• Longueur maximale dépendant de la topologie, du transceiver et
du débit (de 500 m à 2700 m)
PROFIBUS
• Il s’agit de systèmes multi-maîtres/multi-esclaves basés sur une structure d’anneau logique. L’accès au bus est régi par un mécanisme hybride combinant le passage d’un jeton tournant entre les maîtres et la scrutation cyclique des esclaves.
• Profibus spécifie les caractéristiques techniques d’un bus de terrain série destiné à interconnecter des automatismes numériques répartis aux niveaux terrain et cellule.
• Profibus autorise le dialogue de matériel multiconstructeurs pour la transmission de données rapides (déterminisme) mais aussi pour les échanges de grandes quantités d ’informations (non déterministes).
• Profibus possède 2 protocoles de transmission ou profils de communication :
-profil de communication DP (Decentralized Periphery) : le plus répandu, simple et performant,-profil de communication FMS (Fieldbus Message Specification ) : plus évolué pour des tâches complexes,
• Profibus utilise 3 type de transmission :- Transmission RS-485- Transmission IEC 1158-2 (comme le RS 485 mais utilisée qu ’en process)- Transmission optique
• Profibus définit des profils applicatifs conjuguant profils de communication et supports de transmission adaptés à un type d ’application :
- profil PROFIBUS-PA (process automation)
2) PROFIBUS DP (Distributed Periphericals)
COMMUNICATION Principe de communication:
Maître/Esclave Vitesse: 9.6 Kbps à 12 Mbps Taille des données: 244
octets
DIVERS Profibus PA
– dépend d ’un maître sur Profibus DP– vitesse=31.25 Kbps– Données et puissance sur le même câble
PROFInet bus de terrain sous TCP/IP devrait remplacer Profibus FMS
PHYSIQUES Topologie: bus ou anneau Médium: Paire torsadée,
fibre Distance:
– 100m à 12 Mbps– 1200m à 9.6 Kbps
Nombre de nœuds: 127
Industrial ETHERNET
• Ethernet est une technologie de plus en plus utilisée comme solution de communication dans l’industrie.• Utilisation inéluctable dans les ateliers : technologie banalisée, performante, fiable, peu onéreuse• Son point faible : son indéterminisme dû à la méthode d ’accès CSMA/CD• Mais Ethernet sera incontournable pour mettre en œuvre des programmes d ’automatisation répartis d ’autant plus que les flux de données ne cessent de croître.
Ethernet comme bus de terrain ?Avantages :• Interface Ethernet bon marché,• Compatibilité avec les solutions informatiques de gestion,• Protocoles banalisés ouverts et utilisables immédiatement,• Augmentation constante des débits : 10, 100, 1000 Mbit/s, Inconvénients :• Câblage complexe et onéreux (hub, switch…),• Connectique non adaptée au milieu industriel (RJ45 vs M12),• Sécurité du réseau non assuré,• Protocoles classiques non adaptés aux contraintes industrielles,• Contraintes temporelles non garanties.
LES ALTERNATIVES ETHERNET INDUSTRIELLES• 4 alternatives existent (et s ’affrontent) :
- Initiative EtherNet/IP de Rockwell- Projet ProfiNet de Siemens- Spécification HSE (High Speed Ethernet) de Fieldbus
Foundation
• 2 grandes catégories de solutions techniques :- Solutions qui encapsulent les données dans une trame Ethernet ou paquet TCP/UDP (Ethernet/Industrial Protocol)- Solutions qui utilisent des passerelles ou des serveurs
Protocoles de type maître/esclave
Adaptés :Pour un tableau automatisé de base, ne gérant que des commandes et des comptes rendus d ’états.
Non adaptés :- Pour des fonctions requises nécessitant la transmission de mesures :-> temps de scrutation augmente,-> changement d ’état d ’un appareil ne sera connue que lors de la prochaine scrutation.
- Pour des traitements répartis :-> la centrale ne peut jouer son rôle de maître que si toutes les informations passent par elle.
Protocoles CSMA (Carrier Sense Medium Access)
Permettent aux stations connectées au réseau d ’émettre spontanément uniquement en cas de besoin.
Contraintes :- risque de collision,- temps de réponse non déterministe (non constant),- détection de stations en panne.
Avantages :- optimisation des échanges,- réduction des coûts,- décentralisation des traitements
110
Exemple de Système flexible
111
Partie 1 : L'architecturePartie 1 : L'architecture
112
Les 5 machinesLes 5 machines
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
Chacune des 5 machines est commandée par un automate TSX3722
Chaque automate dispose de sa propre console de programmation (environnement pédagogique)
Les automates sont interconnectés grâce à un réseau local Fipway
113
La supervisionLa supervision
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
Le poste de supervision est relié au réseau Fipway
Un réseau bureautique relie l'ensemble des ordinateurs entre-eux
114
Le service "création design"Le service "création design"
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
Le poste de création du design des stylos est relié au réseau bureautique et notamment, par conséquent, au superviseur
115
La connexion InternetLa connexion Internet
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
Internet
L'unité de production est connectée à Internet
116
Partie 2 : La procédure Partie 2 : La procédure
117
Etape 1Etape 1
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
Le service "création design" compose une nouvellegamme de produits à chaque saison,et transfert les données de production relatives à ces produitsdans le superviseur
118
Etape 2Etape 2
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
Le service "création design" prépare les pages web commercialeset met les collections à disposition du public sur le serveur Internet
Serveur Internet
119
Etape 3Etape 3
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
Les clients sélectionnent les stylos de leurs rêves sur la page webet envoient le formulaire de commande
Serveur Internet Ordinateur du client
120
Etape 4Etape 4
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
Les commandes sont enregistrées
Serveur Internet
121
Etape 5Etape 5
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
Après organisation des campagnes de productionsur le superviseur,les données relatives aux stylos à fabriquersont transférées vers tous les automates
Transfert des gammes de fabricationvers les automates
122
LABORATOIRE DIDACTIQUE - IUT MULHOUSELABORATOIRE DIDACTIQUE - IUT MULHOUSE
Etape 6Etape 6
Machine 1 :magasin-tour
Machine 2 :transfert
Machine 3 :gravure
Machine 4 :peinture
Machine 5 :triage-assemblage
La production est gérée automatiquementen fonction des stylos à fabriquerLe rôle du superviseur consiste maintenant à permettrele pilotage centralisé de l'unité de production
Echanges de données de productionentre superviseur et automates
Echanges de donnéesentre automates
Notez qu'à aucun moment, il a fallu changer les programmes des automates :il s'agit d'un système flexible.
123
DEVELOPPEMENT DES GRAFCETSDEVELOPPEMENT DES GRAFCETS
Rendez-vous sur le net : http://lab.grafcet.free.fr
Vous pouvez m'adresser vos remarques : [email protected]
Merci de votre attentionMerci de votre attention
124
Objectif de ce diaporamaObjectif de ce diaporama
Montrer, à travers un exemple simple, la différence entre une approche intuitive d'un problème d'automatismeset une approche raisonnée
125
Etude de cas à titre d'exempleEtude de cas à titre d'exemple
Soit un robot chargé de gérer un flux de pièces à travers une cellule composée de 2 postes :les pièces qui se présentent en amont de cette cellule subissent une opérationsoit sur le poste A,soit sur le poste B, avant de rejoindre le stock en aval.
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Avant d'élaborer un premier grafcet, observons cette cellule en fonctionnement ...
126
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Le robot est en attente de l’arrivée d’une pièce au stock amont.
127
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Une pièce se présente.Le robot la saisit.
128
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Il la transporte vers un poste libre (poste A par exemple).
129
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Le robot dépose la pièce sur le poste A.Entre-temps, une autre pièce s’est présentée au stock amont.
130
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Le robot se présente au stock amont.(Le poste A travaille).
131
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Le robot saisit la pièce.
132
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Le robot transporte la pièce vers le poste libre.(Poste B, puisque A est occupé)
133
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Le robot dépose la pièce sur le poste B.Entre-temps, une autre pièce s’est présentée au stock amont,
mais plus aucun poste n’est libre : le robot est en attente.
134
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Le travail sur le poste A s’est terminé.Le robot réagit.
135
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Le robot se présente au poste A.
136
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
Le robot saisit la pièce au poste A ...
137
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
… puis la transporte vers la sortie de la cellule ...
138
Poste A
Sortie cellulestock aval
Entrée cellulestock amont
Poste B
… pour l’y déposer.Le robot peut maintenant s’occuper soit de la pièce au stock amont, soit de la pièce du poste B selon l'ordre de priorité.
139
Voilà comment on procède habituellement pour Voilà comment on procède habituellement pour traiter ce type de problèmes ...traiter ce type de problèmes ...
S : SaisirD : DéposerA et B : postes A et BAm et Av : Amont et Aval de la cellule
S : SaisirD : DéposerA et B : postes A et BAm et Av : Amont et Aval de la cellule
Tracer une première version
•Tracer la « première » action
SAm•Prévoir les évolutions possibles
DA DB
SA SAm
DAv DB
•Compléter en détaillant tous les cas
SAm SB
DA DAv
•Ne rien oublier
SA
DAv
SB
DAv
•Tracer l’étape initiale
•Corriger
, puis aménager
•« Simplifier »
140
On voit que cette démarche est sans rigueur.Plusieurs phases d’essais ont conduit à un tracé peu
clair.Il est possible que des erreurs soient encore présentes :
« a-t-on suffisamment corrigé-amélioré ? »« a-t-on prévu tous les cas ? »
Que peut-on dire de cette façon de procéder :
141
Voilà maintenant comment la méthode proposée Voilà maintenant comment la méthode proposée dans cet ouvrage traite ce type de problèmes ...dans cet ouvrage traite ce type de problèmes ...
Définition de la fonction principale : niveau 1
Fonction principale :GERER LE FLUX DES PIECES
Dans la formulation des fonctions, on veillera à utiliserun vocabulaire général,
ne faisant PAS référence à la technologie employée
142
Décomposition de la fonction principale : niveau 2
Fonction principale :GERER LE FLUX DES PIECES
La synchronisation de ces fonctions est représentée par l'épure d'un grafcet à sélection de séquence puisque le robot peut être amené soit à alimenter soit à évacuer un poste, sans qu'une quelconque chronologie soit systématique.
Fonction composante X :ALIMENTER LES POSTES
Fonction composante Y :EVACUER LES POSTES EvacuerAlimenter
.
143
Décomposition des fonctions du niveau 2 : niveau 3
A ce niveau d'analyse, l'épure du grafcet est de structure linéaire puisqu'une saisie est OBLIGATOIREMENT suivie d'une dépose et inversement.
SAISIRUNE PIECE
DEPOSERUNE PIECE
Saisir
Déposer
Evacuer
Fonction principale :GERER LE FLUX DES PIECES
Fonction composante X :ALIMENTER LES POSTES
(fonction non étudiée pour l'instant) Alimenter
.
144
Décomposition des fonctions du niveau 3 : niveau 4
SAm DA DBSAm
DA DB
L'épure du grafcet montre qu'une pièce qui a été saisie en amont de la cellule peut être déposée sur l'un des deux postes A ou B. (La sélection se fera en temps réel en fonction de leur disponibilité.)
Evacuer
Fonction principale :GERER LE FLUX DES PIECES
Fonction composante X :ALIMENTER LES POSTES Alimenter
SAISIRUNE PIECE
DEPOSERUNE PIECE
Saisir
Déposer
.
145
… même analyse pour la fonction EVACUER ...
Fonction principale :GERER LE FLUX DES PIECES
Fonction composante X :ALIMENTER LES POSTES
Fonction composante Y :EVACUER LES POSTES Alimenter Evacuer
SAISIRUNE PIECE
DEPOSERUNE PIECE
SAm DA DBSAm
DA DB
SAISIRUNE PIECE
DEPOSERUNE PIECE
DAvSA SB
DAv
SA SB
.
146
Synthèse : consiste à "assembler les morceaux du puzzle"
Evacuer
Fonction principale :GERER LE FLUX DES PIECES
Fonction composante X :ALIMENTER LES POSTES
Fonction composante Y :EVACUER LES POSTES Alimenter
SAISIRUNE PIECE
DEPOSERUNE PIECE
SAm DA DBSAm
DA DB
SAISIRUNE PIECE
DEPOSERUNE PIECE
DAvSA SB
DAv
SA SB
.
147
DA DB DAv
SAm SA SB
1
On obtient la structure générale du grafcet
Niveau « saisir »
Niveau « déposer »
Fonction Alimenter Fonction Evacuer
.
148
DA DB DAv
SAm SA SB
1
On complète seulement maintenant par les réceptivités
Equations logiquespour gérer les priorités
Selon le besoin, on augmente la flexibilité du système en utilisant des structures de données en complément du grafcet : recettes, files d’attente...
.
149
•Interprétation claire… la structure du grafcet reste très lisible, même si le fonctionnement de la cellule peut sembler aléatoire et compliqué
•Structure stable… la complexité du grafcet ne croît pas lorsque le nombre de postes augmente
•Mise au point progressive des conditions d’évolution… au fur et à mesure de l'exploitation de la cellule, il est très commode d'affiner son fonctionnement, simplement en ajoutant ou en modifiant des conditions au niveau des réceptivités
•Amélioration de la flexibilité… en utilisant des structures de données de type recettes ou files d'attente, on permet une plus large flexibilité. Ce point est largement illustré dans l'ouvrage.
1
Avantages sur un plan Avantages sur un plan techniquetechnique
150
•Approche raisonnée… il est intéressant de développer chez les étudiants un esprit d'analyse basé sur une approche raisonnée, en même temps qu'on favorise un état d'esprit davantage tourné vers les essais-erreurs et l'expérimentation : on montrera ainsi la richesse de la diversité des points de vue
•Importance de l’effort d’analyse… il est malheureusement de coutume chez un certain nombre d'étudiants de "foncer tête baissé" dans la programmation, surtout dans les filières ou les programmations de toutes sortes font leur quotidien (!?!). Une telle approche, basée sur une analyse des fonctions, semble en général ne pas être superflue ...
1
Avantages sur un plan Avantages sur un plan pédagogiquepédagogique