2_API

Lyce Technique Mohammedia

AUTOMATE PROGRAMMABLEINDUSTRIEL

1re STE Unit ATC

Professeur : MAHBAB

1STE ANALYSE FONCTIONNELLE DE LA PARTIE COMMANDE DUN SYSTEME TECHNIQUE L.T MohammediaF.Cours n5 LE GRAFCET Prof : MAHBAB Page 1 / 5

1. Structure d'un systme automatis :Un systme automatis se compose de deux parties qui cooprent:

une partie oprative constitue du processus commander, des actionneurs qui agissentsur ce processus et des capteurs permettant de mesurer son tat.

une partie commande qui labore les ordres pour les actionneurs en fonction desinformations issues des capteurs et des consignes. Cette partie commande peut treralise par des circuits cbls, ou par des dispositifs programmables (automates,calculateurs)

2. Cahier des charges d'un automatisme logique :Le cahier des charges dcrit:

les relations entre la partie commande et la partie oprative. les conditions dutilisation et de fonctionnement de lautomatisme.Le fonctionnement dun automatisme squentiel peut tre dcompos en un certain nombre

dtapes. Le passage (ou transition) dune tape une autre tape se fait larrive dunvnement particulier (rceptivit) auquel le systme est rceptif.3. GRAFCET :

3.1. Dfinition : Le GRAFCET (Graphe de Contrle Etape-Transition) est un outil graphique normalispermettant de spcifier le cahier des charges dun automatisme squentiel. Le GRAFCET est une reprsentation graphique alterne d'tapes et de transitions. Uneseule transition doit sparer deux tapes. Ltape caractrise un comportement invariant du systme technique au moment donne,elle peut tre active ou inactive. Laction associe une tape quelconque caractrise ce que doit faire le systme lorsquecette dernire est active. Les actions associes aux tapes sont inscrites dans les tiquettes. La transition indique le critre dvolution entre deux tapes conscutives. Une rceptivit est une condition logique qui conditionne la transition dune tape la

suivante. l'tape initiale est reprsente par un double carreau. Les tapes qui se succdent sont relies par des segments orients auxquels sont associesdes transitions (trais horizontaux coupant les segments orients).

Constituantsopratifs

P.O

Constituantsde commande

P.COrdre

Compte-renduConstituantsde dialogue

I.H.MConsigne

Message

Rceptivit

0X

Action 11Y

Action 22Z

Action 33W

Etiquette

Etape initiale

Etape

Transition

Etape active


3.2. Rgles de syntaxe :Rgle N1 : situation initiale

Ltape initiale est considre initialement active ce qui permet lvolution delautomatisme des que la rceptivit associe la premire transition devient vraie.Rgle N2 : franchissement d'une transition Une transition est franchie lorsque l'tape associe est active et la rceptivit associe cette transition est vraie.Rgle N3 : volution des tapes actives

Le franchissement d'une transition provoque simultanment : la dsactivation de toutes les tapes immdiatement prcdentes relies cette transition, l'activation de toutes les tapes immdiatement suivantes relies cette transition.

Cas particuliers : Il y a des cas particuliers de rceptivit, on en cite 2 : Temporisation : Pour faire intervenir le temps dans une rceptivit, il suffit d'indiqueraprs le repre "t" son origine et sa dure. L'origine sera l'instant de dbut de l'activation del'tape dclenchant la temporisation. La notation t/12/5s signifie que la rceptivit sera vraie 5secondes aprs l'activation de l'tape repre 12. La notation normalise s'crit 5s/X12. Rceptivit toujours vraie : une telle rceptivit s'crit "= 1". Le franchissement de cettetransition se fera ds que la ou les tapes immdiatement antrieures seront actives sans autrecondition.

Rceptivit toujours vraie Temporisation

4. Structure de base dun GRAFCET :4.1. La squence linaire :

Une squence linaire est compose d'un ensemble d'tapes successives o chaque tapeest suivie d'une seule transition et chaque transition n'est valide que par une seule tape.

4.2. Saut en avant et saut en arrire (saut de phase et reprise de phase) :

Saut en avant Saut en arrire

T2

T3

2.

3T2

T3

X = 02.

3T2

T3

X = 13

2.

Etape 2 active T2 valide

La rceptivit de T2 = 0 T2 nest pas franchie

La rceptivit deT2 = 1 T2 estfranchie, alorstape 3 active ettape 2 dsactive

12

13= 1

13t/12/5s ou 5s/X12

T0 = 5s12

1

2

3

a

4

b e

c

d

1

2

3

a

4

be

c

d

Le saut en avant permet desauter 1 ou plusieurs tapeslorsque les actions raliser

deviennent inutiles.Dans l'exemple suivant, il ya un saut de l'tape 1

l'tape 4 mais conditionnpar la rceptivit e.

Le saut en arrire permetde reprendre une squence

lorsque les actions raliser sont rptitives.Il y a reprise des tapes 2et 3 tant que la rceptivitc n'est pas obtenue. On dit

aussi que c'est un sautd'tape 3 2 par la

rceptivit e.


4.3. Les squences simultanes :

4.4. Slection de squences :

5. Diffrents points de vue dun GRAFCET :Suivant les diffrents points de vue (utilisateur, technico-commercial, concepteur-

ralisateur, etc.), on peut distinguer plusieurs 3 types de GRAFCET :

GRAFCET dun point de vue du systme ; GRAFCET dun point de vue de la partie oprative (P.O) ; GRAFCET dun point de vue de la partie commande (P.C).

NB :Le GRAFCET dun point de vue de la P.O et le GRAFCET dun point de vue de la P.C doivent

avoir le mme nombre dtapes.

Lorsque le franchissement d'une transitionconduit activer simultanment plusieurssquences d'tapes, on obtient des squencessimultanes qui s'excuteront paralllement maisindpendamment. C'est--dire, l'volution dechacune des squences d'tapes dpendra desconditions d'volution du systme automatis.

Divergence en ET : lorsque la transition TA estfranchie, les tapes 1 et 4 sont actives.

Convergence en ET : la transition TB seravalide lorsque les tapes 3 et 6 seront actives.

Si la rceptivit associe cette transitionest vraie, alors celle-ci est franchie.

REMARQUE : Aprs une divergence en ET, on trouve une

convergence en ET. Le nombre de branches parallles peut-tre

suprieur 2.La rceptivit associe la convergence peut-trede la forme = 1. Dans ce cas la transition estfranchie ds qu'elle est active.

Divergence en ET

Convergence en ET

0

1

2

3

4

5

6

7

TATransition A

TBTransition B

Une structure alternative permetd'effectuer un choix unique d'volution entreplusieurs tapes en aval partir d'une seule tapeen amont.

Divergence en OU : l'volution du systme versune branche dpend des rceptivits destransitions TA et TB associes aux transitions.

Convergence en OU : aprs lvolution dansune branche, il y a convergence vers une tapecommune.REMARQUE : A et B ne peuvent tre vrais simultanment

(conflit). Aprs une divergence en OU, on trouve une

convergence en OU. Le nombre de branches peut-tre suprieur 2. La convergence de toutes les branches ne se

fait pas obligatoirement au mme endroit.

Divergence en OU

Convergence en OU

0

1

2

3

4

5

6

TA

Transition B

TB

Transition A

7


5.1. Exemple Poste de perage automatique :

Fonctionnement en tenant compte des solutions technologiques utilises : Le capteur (s) indique la prsence de la pice percer; L'appui sur le bouton Dpart cycle (m) lance le cycle ; Le vrin de serrage (C1) dplace la pice pour la serrer; le capteur (l11) indique que la pice

est serre ; Le moteur supportant le foret (MT) commence tourner et le vrin (C2) pousse le moteur

vers le bas ; Le perage de la pice commence et le capteur (l21) indique que la pice est perce ; Alors le vrin (C2) remonte ; quand le capteur (l20) est actionn, cela indique que le foret

est retourn ; Le moteur (MT) et le vrin (C2) sont arrts ; Le vrin (C1) retourne dans l'autre sens ; le capteur (l10) indique que la pice est desserre : On revient alors l'tat initial.

5.2. GRAFCET dun point de vue du systme :Le GRAFCET point de vue systme dcrit le fonctionnement global du systme, en

traduisant le cahier des charges sans tenir compte de la technologie adopte ; donc il permetde dialoguer avec des personnes non spcialistes. On le dsigne aussi par "GRAFCET fonctionnel".

1. Complter le tableau suivant :Nde latache Description de la tache

passage la tachesuivante si

0 . ..1 . .2 . .3 . .2. Complter le GRAFCET du point

de vue du systme Poste de perage

5.3. GRAFCET dun point de vue de la partie oprative (P.O) :Le GRAFCET dun point de vue de la partie oprative dcrit en terme clair ou par

symbole les actions et les rceptivits, en tenant compte de la technologie choisie pour leslments de la partie oprative ainsi que le type dinformations reues (ordres) ou envoyes(comptes rendus).

On se propose dtudier le systmeautomatis Poste de perage suivant, endcrivant son fonctionnement par loutilGRAFCET.Fonctionnement :

L'appui sur le bouton Dpart cycle(m) lance le cycle suivant : Serrage de la pice percer ; Perage de la pice ; Desserrage de la pice.

Remarque :Le cycle ne peut tre lanc que si la

pice percer est prsente.

.

1

0

2

3


1. Complter le tableau suivant :Nde latache Description de la tache Action donne par les actionneurs

Evnement de la finde laction

0 Attendre ... ....1 Serrer la pice ... ....

......

....

...2 Percer la pice

.......

3 Desserrer la pice ... ....

2. Complter le GRAFCET du point de vue P.O Poste de perage

Ecriture forme 1 Ecriture forme 25.4. GRAFCET dun point de vue de la partie commande (P.C) :

Le GRAFCET dun point de vue de la partie commande dcrit les changes de la partiecommande avec la partie oprative et le dialogue avec loperateur, en tenant compte des choixtechnologiques des practionneurs et des capteurs.

1. Complter le tableau suivant :TacheN

Description de latache Practionneurs

Actions desPractionneurs

Capteurset

boutons0 Attendre 1 Avancer le mors deserrage

Faire tourner le foret 2Descendre le foret

Faire tourner le foret 3Monter le foret

4 Reculer le mors deserrage

2. Complter le GRAFCET du point de vue P.C Poste de perage

..

..

..

..

1

0

2

3

4

..

..

...

...

...

...

...

...

1

0

2

3

4

1

0

2

3

4

1STE ACQURIR LES INFORMATIONS L.T MohammediaF.Cours n6 Gnralits sur les capteurs Prof : MAHBAB Page 1 / 2

1. Dfinition :Un capteur est un dispositif qui transforme une grandeur physique ( lumire ,

temprature , pression ..) qui il est soumis , en image lectrique ( tension , courant ,impdance..).Si la grandeur physique est dsigne par m comme mesurande, limagelectrique est dsigne par S, on aura : S= f (m).

S : Grandeur de sortie ou rponse du capteur. m : Grandeur dentre ou mesurande.

2. Rponse dun capteur :La mesure de S doit permettre de connatre la valeur de m. La relation S=f (m) rsulte des

lois physique qui rgissent le capteur. Pour faciliter lexploitation on sefforce de raliser lecapteur ou lutiliser en sortie quil tablit une relation linaire entre S de la grandeur de sortieet m de le mesurande : S = s m s : sensibilit du capteur.

3. Diffrents type de capteurs :Le capteur se prsente vu de sa sortie :

Soit comme un gnrateur, s tant alors une charge, une tension ou un courant, lecapteur est dit alors capteur actif.

soit comme une impdance, s tant alors une rsistance, une inductance ou unecapacit, le capteur est dit alors capteur passif.

Il existe diffrents types de sortie de capteur : Capteur tout ou rien : la sortie prsente un niveau bas et un niveau haut. Capteur analogique : les informations acquises par le capteur sont dlivres sous forme

analogique. Capteur numrique : les informations acquises par le capteur sont dlivres sous formes

numrique et peuvent tre traits directement par un calculateur.

4. Caractristiques dun capteur :Certains paramtres sont communs tous les capteurs. Ils caractrisent les contraintes

de mise en uvre et permettent le choix dun capteur :L'tendue de la mesure : c'est la diffrence entre le plus petit signal dtect et le plus grandperceptible sans risque de destruction pour le capteur.La sensibilit : ce paramtre caractrise la capacit du capteur dtecter la plus petitevariation de la grandeur mesurer. Cest le rapport entre la variation S du signal lectriquede sortie pour une variation donne m de la grandeur physique dentre : S = S / m

ACQURIR LESINFORMATIONS

Signal lectrique(Exploitable par la PC)

Capteur

Grandeurs physiques(Etat de la PO)

1STE ACQURIR LES INFORMATIONS L.T MohammediaF.Cours n6 Gnralits sur les capteurs Prof : MAHBAB Page 2 / 2

La fidlit : Un capteur est dit fidle si le signal quil dlivre en sortie ne varie pas dans letemps pour une srie de mesures concernant la mme valeur de la grandeur physique dentre.Il caractrise lInfluence du vieillissement.Le temps de rponse : c'est le temps de raction d'un capteur entre la variation de la grandeurphysique qu'il mesure et l'instant o l'information est prise en compte par la partie commande.Linarit : Le capteur est linaire dans une plage dtermine du mesurande, si sa sensibilitest indpendante de la valeur du mesurande, alors le signal lectrique tout le long de la chanede mesure est proportionnel la variation du mesurande.

5. Diffrents type de signaux dlivrs par un capteur :5.1. Le signal logique :

5.2. Le signal analogique :

5.3. Le signal numrique :

Signal numrique sur 3 bitsCe signal est une combinaison dtat logique. A chaque combinaison, correspond une

valeur en tension. Le capteur numrique prsente l'avantage d'tre utilisable par des systmesnumriques. La prcision obtenue dpend de la rsolution du capteur.

m

S1

0

Ce signal ne peut prendre que deuxvaleurs binaires 1 ou 0 (vrai oufaux, prsent ou absent).Il est appel tout ou rien (T.O.R).

m

S

0

Ce signal lectrique est proportionnelau phnomne physique mesur.Lutilisation dun capteur analogiquen'est pas possible avec des systmesnumriques.

m

S

000001010011100101110111

t

S210

t

S110

t

S010

N=101 N=010 N=001 N=100 N=111

1STE Acqurir linformation sur une position ou la prsence dun objet L.T MohammediaF.Cours n7 LES CAPTEURS T.O.R Prof : MAHBAB Page 1 / 4

1. Dtecteur (ou interrupteur) de position action mcanique :1.1. Structure :

1.2. Fonctionnement :

poussoir galet levier galet tige souple1.3. Caractristiques :

Symbole:Porte nominale :

Contact directTension d'alimentation :

240 V AC; 250 V DC max

1.4. Applications :Ils sont utilisables pour dtecter des

matriaux rigides, ils servent essentiellement dtecter des prsences ou des passages.Exemples : Fin de course, prsence pice sursupport d'usinage; passage d'un vrin ou d'unchariot sur un rail.

2. Dtecteur magntique ou interrupteur lame souple (I.L.S) :2.1. Structure :

Un contact lectrique (1) Un corps (2) Une tte de commande avec son dispositif d'attaque (3) Ce capteur est lectriquement quivalent un contact, avecun dispositif de commande.

Organe decommande

Dispositif dattaque

Tte de commande

Corps + contactslectriques

La dtection de prsence est ralise lorsquel'objet dtecter entre en contact avec la tte decommande au niveau de son dispositif d'attaque.

Le mouvement engendr sur la tted'attaque provoque la fermeture du contactlectrique situ dans le corps du capteur.

De multiples ttes sont disponibles :

Un contact lectrique (1) Un corps (2) Face sensible du capteur (3) Objet magntique ' dtecter (4)


2.2. Fonctionnement :Lorsqu' un champ magntique (4) est

dirig sur la face sensible (3) du capteur,le contact s'tablit entre les deux bornesdu capteur.

2.3. Applications :Ce type de dtecteurs est souvent

mont directement sur le corps de vrinsen tant que fin de course (dans ce type demontage, le piston du vrin est magntis)

2.4. Caractristiques :Porte nominale:

Dpend de l'amplitude duchamp magntique de l'objet dtecter

Tension d'alimentation:10 30 V DC

Symbole:

3. Dtecteur de proximit inductif :3.1. Structure :

3.2. Composition :


3.4. Caractristiques :Porte nominale: Symbole:

2 5 mm (courant)Jusqu' 40 (performant)

Tension d'alimentation:10 30 V DC

20 264 V AC

I.L.S ouvertI.L.S ferm

Champs magntique

Cble (1) Corps filet (2) Face active (3) Led de visualisation (4) Ecrous de fixation (5) Objet conducteur dtecter (6)

63

5

241

Les bobinages de l'oscillateur,constituent la face sensible ducapteur. A l'avant de celle-ci est crun champ magntique alternatif. Oscillateur

Etage de mise en formeEtage de sortie

Un dtecteur de proximit inductifdtecte sans contact tous les objets dematriaux conducteurs. A l'approche d'un objetconducteur (6), de la face sensible (3), lecapteur dlivre un signal.

Le signal de sortie correspondant uncontact lectrique.

+

-


4. Dtecteur de proximit capacitif :4.1. Structure et composition :


5. Dtecteur de proximit photolectrique :5.1. Fonctionnement :

Ils sont constitus dun metteur de lumire diode lectroluminescente et dunrcepteur de lumire phototransistor qui convertit le signal lumineux en signal lectrique. Ladtection est obtenue lorsque le faisceau lumineux mis, narrive pas au rcepteur car lobjetse trouve entre les deux modules.

5.2. Caractristiques :

Il existe 3 systmes de base pour dtecter un objet laide dun metteur-rcepteur delumire.

5.3. Le systme BARRAGE :Lmetteur et le rcepteur sont dans 2 botiers

spars. Lobjet est dtect lorsquil interromptle faisceau lumineux.

Porte nominale : jusqu' 50 m(100 m : laser)

Un dtecteur de proximit capacitif dtectesans contact tous les objets de matriauxconducteurs ou isolants.IL se compose principalement d'un oscillateur dontles condensateurs constituent la face sensible.

Le signal de sortie correspondant uncontact lectrique.

4.2. Caractristiques :Porte nominale:

2, 5, 10, 15 ou 20 mmTension d'alimentation:

10 30 V DC 20 264 V AC

Symbole: +

-

L.E.D Phototransistor

Tension d'alimentation : Symbole :10 30 V DC20 264 V AC

+

-


5.4. Le systme REFLEX :Lmetteur et le rcepteur sont dans le

mme botier. Le faisceau lumineux mis estrenvoy vers le rcepteur par un rflecteur. Ladtection se fait par coupure du faisceau.Porte nominale: jusqu' 15 m (4 8 m courants)5.5. Le systme DE PROXIMITE :Lmetteur et le rcepteur sont dans un mme

botier. La dtection se fait lorsque le faisceaulumineux est renvoy par lobjet.

Porte nominale: de 0.005 2 m6. Choix et raccordement dun capteur de proximit :

Le choix dun dtecteur de proximit dpend : de la nature du matriau constituant lobjet dtecter, de la distance de lobjet dtecter, des dimensions de lemplacement disponible pour implanter le dtecteur.

Technique de raccordement 2 fils et 3 fils.

7. Conclusion :

BN

BU2 fils AC/DC

~

~

3 fils type PNP

BN

BU-

PNP

+

BK

3 fils type NPN

BN

BU-

NPN

+

BK

PositionOu

Prsence

Dtecteur de position action mcanique

Acqurir linformationsur la position ou laprsence dun objet

rigide

SignalLogique

PositionOu

Prsence

Dtecteur photolectrique


opaque

SignalLogique

PositionOu

Prsence

Dtecteur de proximit magntique (I.L.S)


magntique

SignalLogique

PositionOu

Prsence

Dtecteur de proximit inductif


mtallique

SignalLogique

PositionOu

Prsence

Dtecteur de proximit capacitif

Acqurir linformationsur la position ou laprsence dun objetmtallique ou isolant

SignalLogique

1STE COMMANDER ET CONTRLER UN SYSTEME L.T MohammediaF.Cours n8 AUTOMATE PROGRAMMABLE INDUSTRIEL Prof : MAHBAB Page 1 / 3

1. La fonction TRAITER :1.1. Prsentation :

Dans la chane dinformation, les informations (comptes rendus et consignes) issues de lafonction acqurir doivent tre TRAITES puis COMMUNIQUES lenvironnement. A cettefin, des solutions technologiques spcifiques sont utilises. La connaissance de la nature desinformations circulant entre les divers lments est indispensable.

1.2. Les types de traitement des informations existant :Logique cble :

Ce type de traitement est fig et en consquence rserv aux systmes simples ou lis la scurit. Il est ralis par des circuits lectriques cbls ou des cartes lectroniques.Logique programme :

Ce type de traitement ralis par un programme permet des adaptations et desvolutions par programmation. Il est ralis par des:

Module logique programmable Automate programmable Ordinateur1.3. Structure des units de traitement programmable :

Les units de traitement programmable sont constitues de : Lunit centrale : base de microprocesseurs, elle ralise toutes les fonctions logiques,

arithmtiques et de traitement numrique (transfert, comptage, temporisation, ). Les mmoires : Elles permettent de stocker le systme d'exploitation (ROM ou PROM), le

programme (EEPROM) et les donnes systme lors du fonctionnement (RAM). Cette dernireest gnralement secourue par pile ou batterie. On peut, en rgle gnrale, augmenter lacapacit mmoire par adjonction de barrettes mmoires type PCMCIA.

Console de programmation

InterfacesENTREES

SORTIESMmoires

Unit centrale(Microprocesseur)

Module dalimentationA.P.I

- Comptes rendus provenantdes capteurs- Consignes provenant deloprateur

- Ordres vers les practionneurs- Messages vers le pupitre

Communication interne desdiffrents modules de lunit detraitement programmable, sefait par lintermdiaire de businterne.


Le module dalimentation : il assure la distribution de lnergie lectrique de 24V auxdiffrents modules.

La console de programmation : C'est gnralement un PC o est install qui le logiciel deprogrammation spcifique l'API. Ce logiciel permet d'diter le programme, de le compileret de le transfrer l'automate.

Les interfaces d'entres/sorties :

Le module des entres ou carte dentre : cest un circuit lectronique qui reoit lesinformations et les adapte pour lunit de traitement. Modularit : 8, 16 ou 32 voies.

Linterface d'entre a pour fonction de : Recevoir les signaux logiques en provenance des capteurs et du pupitre oprateur ; Traiter ces signaux en les mettant en forme, en liminant les parasites d'origine

industrielle et en isolant lectriquement l'unit de commande de la partie oprative(isolation galvanique) pour la protection ;

Gnralement les entres sont dsignes ainsi : %Ii.j o i est le numro du module et j lenumro de l'entre dans ce module, le signe "%" est spcifique au constructeur (iciTlmcanique). Exemple : %I0.3 reprsente l'entre 3 du module 0.

Le module des sorties ou carte de sortie : cest un circuit lectronique qui convertit lesdonnes de lunit de traitement en ordres ou informations exploitables. Modularit : 8,16 ou 32 voies.

Linterface de sortie a pour fonction de : Commander les pr-actionneurs et lments de signalisation du systme ; Adapter les niveaux de tension de l'unit de commande celle de la partie oprative du

systme en garantissant une isolation galvanique entre ces dernires ; Gnralement les sorties sont dsignes ainsi : %Qi.j o i est le numro du module et j le

numro de la sortie. Exemple : % Q1.5 reprsente la sortie 5 du module 1.2. LES AUTOMATES PROGRAMMABLES INDUSTRIELS (A.P.I) :

2.1. Historique :Les automates programmables industriels (A.P.I) sont apparus la fin des annes soixante,

la demande de la socit amricaine (GM) qui demandait plus dadaptabilit de leurs systmesde commande.

Lautomate programmable industriel (A.P.I) est un appareil lectronique programmable,adapt au milieu industriel, qui ralise des fonctions dautomatisme pour assurer lacommande de practionneurs et dactionneurs partir dinformations logique, analogiqueou numrique.

2.2. Domaines demploi des automates :On utilise les API dans tous les secteurs industriels pour la commande des machines

(convoyage, emballage ...) ou des chanes de production (automobile, agroalimentaire ...) ou ilpeut galement assurer des fonctions de rgulation de processus (mtallurgie, chimie ...). Il estde plus en plus utilis dans le domaine du btiment (tertiaire et industriel) pour le contrle duchauffage, de l'clairage, de la scurit ou des alarmes.

Ces interfaces d'Entre/Sortie (E/S) seprsentent gnralement sous formedinterfaces modulaires quon ajouteselon le besoin.


2.3. Structure externe dun A.P.I :

2.4. Cycle d'excution d'un automate :

2.5. Programmation de lAPI :La programmation d'un API consiste traduire dans le langage spcialis de l'automate, lesquations de fonctionnement du systme automatiser. Parmi les langages normaliss, on citequelques-uns des plus connus et plus utiliss : Langage contacts (LADDER) ; Langage List d'instructions (Instruction List) ; Langage GRAFCET (Sequential Function Chart : SFC).

Automate Programmable TSX17/20 (Tlmcanique)

1. Alimentation2. entres-sorties (E/S)3. Alimentation capteurs 24 V4. Visualisation des E/S5. Extension du bus E.S

Durant son fonctionnement, un API excute le mmecycle de fonctionnement qu'on appelle "cycle automate" ;la dure de ce cycle est typiquement de 1 50 ms : La dtection : les signaux lectriques en provenancedes capteurs arrivent sur les modules d'entre. Chaquemodule est repr par une adresse d'entre. Le traitement : lAPI calcule les quations defonctionnement du systme en fonction des entres. Laffectation : Les rsultats sont recopis dans lesmodules de sortie. Chaque module est repr par uneadresse de sortie.

Lecture des entres

Excution du programme(Traitement des informations)

Affectation des sorties

1STE ACQURIR LES COMPTES RENDUES ET LES CONSIGNES L.T MohammediaF.Cours n9 INTERFACE EN ENTRE Prof : MAHBAB Page 1 / 2

1. INTRODUCTION :Dans un systme automatis, l'unit de traitement reoit les informations traites

principalement de : L'utilisateur, grce aux organes de dialogue en entre tel un bouton d'arrt d'urgence ; il

s'agit de l'interface Homme/Machine (IHM) ; Des capteurs tel un "fin de course" ; il s'agit d'interface centre principalement sur

l'isolation lectrique ou galvanique et la mise en forme du signal.Linterface Homme/Machine en entre consiste transmettre au systme automatis les

ordres de l'oprateur quon dsigne par "consignes". Le dialogue Homme/Machine se fait parlutilisation de constituants regroups dans ce qu'on appelle pupitre de commande.

2. INTERFACE HOMME/MACHINE (IHM):2.1. Les boutons poussoirs :

Les boutons poussoirs sont utiliss lorsque les informations transfres vers le systmesont limites des signaux Tout Ou Rien (TOR).

2.2. Les claviers :

Les claviers permettent la saisie d'informationsalphanumriques et la modification de donneset paramtres ; comme le nombre de pices fabriquer.

3. ISOLATION GALVANIQUE :L'unit de traitement travaille typiquement avec une tension de 5V DC, ncessaire pour

alimenter les circuits intgrs logiques. Alors qu'un capteur tel un "fin de course" fournit unetension de 24 V DC.

Pour protger l'unit de traitement contre une ventuelle liaison directe avec tensionrelativement dangereuse pour elle, il faut une isolation lectrique ou galvanique, ainsi qu'unfiltrage et mise en forme du signal.

1STE ACQURIR LES COMPTES RENDUES ET LES CONSIGNES L.T MohammediaF.Cours n9 INTERFACE EN ENTRE Prof : MAHBAB Page 2 / 2

3.1. Schma de principe :Le principe est rsum par le schma fonctionnel suivant :

Ce montage, on le trouve dj intgr dans un API.

3.2. Fonctionnement :Quand le capteur est actionn, son contact est ferm, il fournit du 24 V au circuit de la

diode infrarouge de l'optocoupleur : La diode de l'optocoupleur conduit et met de l'infrarouge ; Le transistor de loptocoupleur, travaillant en commutation se sature ; La porte inverseuse Trigger reoit un 0 logique et fournit sa sortie un 1.

Quand le capteur est non actionn, alors : La diode de l'optocoupleur est bloque et n'met pas d'infrarouge ; Le transistor de l'optocoupleur se bloque ; La porte inverseuse Trigger reoit un 1 logique et fournit sa sortie T un 0.3.3. Chronogrammes :

L'tat de la porte reflte l'tat ducapteur ;Le bruit affectant le signal du capteur, cause des parasites industrielles, estfiltr par le circuit RC ;La porte Trigger met en forme le signalet envoie l'unit de traitement unsignal "propre", et donc biencompatible.

5v

R3

S

R1R2

C1

74HC14

Mise en forme

Vers unit detraitement

24v FiltrageIsolation galvanique

TriggerFiltrePhoto- coupleur

CapteurTOR

C

Q F T

1STE COMMUNIQUER LES ORDRES ET LES MESSAGES L.T MohammediaF.Cours n10 INTERFACE EN SORTIE Prof : MAHBAB Page 1 / 2

1. INTRODUCTION :Dans un systme automatis, l'unit de traitement communique les informations traites

principalement vers : L'utilisateur, grce aux organes de dialogue en sortie ? tel un voyant de signalisation ; il

s'agit de l'interface Homme/Machine (IHM) ; Des organes de puissance tel un moteur lectrique triphas ; il s'agit d'interface de

puissance centr principalement sur l'isolation lectrique ou galvanique.

2. INTERFACE HOMME/MACHINE (IHM) :2.1. Les voyants :

Les voyants sont des tmoins lumineux qui constituent une interface de dialogue simpledonnant l'oprateur des informations sur l'tat du systme automatis.Les voyants possdent un code de couleur qui permet d'orienter l'oprateur sur l'origine dumessage :

COULEUR SIGNIFICATION EXEMPLEROUGE Urgence ou condition dangereuse Arrt d'urgenceJAUNE Condition anormale pouvant entraner une situationdangereuse Manque en matire d'oeuvreVERT Prparation de conditions normales Dpart de cycleBLANC Information gnrale Prsence de la tensionrseau

2.2. Les afficheurs numriques :Dans certaines applications industrielles, le contrle du systme automatis ncessite de

surveiller les paramtres avec une grande prcision qui n'est pas permise par les voyants.Les afficheurs numriques permettent d'effectuer une surveillance prcise et informentloprateur des rsultats de mesure (temprature, pression, etc.) ou de comptage (nombre decycle, quantit de pices produites, etc.).

2.3. Les terminaux d'exploitation :Les terminaux d'exploitation sont des constituants de dialogue programms permettant

l'oprateur : D'tre inform clairement sur l'tat du systme automatis ; D'intervenir facilement et rapidement sur les paramtres de fonctionnement du systme

automatis.On distingue deux types de terminaux d'exploitation : Les terminaux d'exploitation afficheurs ; Les terminaux d'exploitation cran permettant l'affichage simultan d'un nombre plus

important de donnes en plus des reprsentations graphiques concernant le systmeautomatis.

Exemple de voyant Exemple d'afficheur numrique

1STE COMMUNIQUER LES ORDRES ET LES MESSAGES L.T MohammediaF.Cours n10 INTERFACE EN SORTIE Prof : MAHBAB Page 2 / 2

Terminal d'exploitation afficheur Terminal d'exploitation cran3. ISOLATION GALVANIQUE :

L'unit de traitement travaille typiquement avec une tension de 5V DC, ncessaire pouralimenter principalement les circuits intgrs logiques. Alors qu'un actionneur tel un moteurtriphas a besoin d'une forte tension (220V AC, par exemple). Pour protger l'unit detraitement contre une ventuelle liaison directe avec la forte tension, il faut une isolationlectrique ou galvanique.

3.1. Schma de principe :Le principe est rsum par le schma fonctionnel suivant :

Ce montage, on le trouve dj intgr dans un API.

3.2. Fonctionnement :Quand l'unit de traitement communique l'ordre d'action (5 V), alors :

Le transistor T, travaillant en commutation se sature ; Le relais est excit avec la tension 5v, ce qui ferme son contact ; ce contact isol

lectriquement par rapport la commande peut tre utilis pour tablir le courant dansun organe de puissance (moteur, lampe, rsistance chauffante, etc.) ;

La diode D n'a aucun rle dans cet tat ; elle est bloque.Quand l'unit de traitement communique l'ordre de commande d'arrt (0 V), alors :

Le transistor Q se bloque ; Le relais est dsexcit, ce qui ouvre son contact ; la charge est alors dsalimente. La diode D joue le rle de roue libre pour protger le transistor T contre la surtension qui

apparat aux bornes de la bobine du relais.

Unit deTraitement

IsolationGalvanique

Actionneur depuissance

D1T

D2

5v

R

Practionneur +Actionneur dePuissance

Unit deTraitement

1STE TRADUIRE UN GRAFCET EN LANGAGE LADDER L.T MohammediaF.Cours n11 PROGRAMMATION DES A.P.I Prof : MAHBAB Page 1 / 4

1. Langage LADDER :1.1. Description :Le langage LADDER est une succession " de rseaux de contacts " vhiculant des informations

logiques depuis les entres vers les sorties. Le rsultat dpend des fonctions programmes.La programmation du GRAFCET en langage LADDER consiste associer chaque tape i du

GRAFCET un bit interne de lAPI Xi.Le programme est alors constitu de 2 traitements : Traitement squentiel : cette partie du programme dcrit lvolution squentielle des

tapes en calculant ltat des bits internes Xi reprsentant les tapes. Traitement postrieur : cette partie dtermine ltat des sorties.1.2. Exemple Poste de perage automatique :Dans cet exemple, on traduit le GRAFCET correspondant au Poste de perage

automatique en LADDER ; lAPI utilis est le TSX 17 de tlmcanique.1.2.1. Affectations des entres sorties de lAPI :

Pour matrialiser ce GRAFCET, on doit raccorder les diffrents constituants lAPI, ce quiimpose deffectuer un choix daffectation dentres-sorties. Ce choix permet dattribuer : Un numro dentre chacun des capteurs ou boutons ; Un numro de sortie chacun des practionneurs ou voyants.Les entres de lAPI TSX 17 sont dsignes ainsi : %Ii,j o i est le numro du module et j le

numro de l'entre dans ce module, le signe "%" est spcifique au constructeur.Exemple : %I0.3 reprsente l'entre 3 du module 0 (ou est connect le capteur L10).

Les sorties sont dsignes ainsi : %Qi,j o i est le numro du module et j le numro de lasortie dans ce module.Exemple : % Q0.2 reprsente la sortie 2 du module 0(ou est connect le contacteur KM).

Opration Actionneur Practionneur Sortie APISerrer la pice SC1 14 M1 Q0,0Desserrer la pice Vrin C1 RC1 12 M1 Q0,1

Moteur MT MT KM Q0,2SC2 14 M2 Q0,3Percer la pice Vrin C2 RC2 12 M2 Q0,4

Compte-rendu et ordre Capteur ou bouton Mnem. Entre APIDpart cycle Bouton poussoir m I0,0prsence de la pice percer Dtecteur mcanique levier S I0,1

Dtecteur mcanique levier L11 I0,2Position du foret Dtecteur mcanique levier L10 I0,3Dtecteur mcanique levier L21 I0,4Position du mors de serrage Dtecteur mcanique levier L20 I0,5

1.2.2. GRAFCET du point de vue P.C cod :Ce GRAFCET est obtenu partir du GRAFCET du point de vue P.C :

On remplace les capteurs et les boutons par les entres de lAPI correspondantes; On remplace les practionneurs et les voyants par les sorties de lAPI correspondantes.


1.2.3. Mise en quation :On associe chaque tape ni du GRAFCET un bit interne de lAPI Mi :

ltape 0 on associe un bit X0. ltape 1 on associe un bit X1. ltape 2 on associe un bit X2. ltape 3 on associe un bit X3. ltape 4 on associe un bit X4.

Etape n0 :Mise 1 de X0 Set- si ltape 4 (X4 = 1) est

active et la rceptivit I0,3 (I0,3 = 1) est vraie.Donc SX0 = ..

Mise 0 de X 0 Reset- si ltape 1 (X1 = 1) estactive.

Donc RX0 =


active et la rceptivit I0,0.I0,1 (I0,0.I0,1 = 1) estvraie.

Donc SX1 = ..Mise 0 de X1 Reset- si ltape 2 (X2 = 1)

est active.Donc RX1 =


active et la rceptivit I0,2 (I0,2 = 1) est vraie.Donc SX2 = ..Mise 0 de X2 Reset- si ltape 3 (X3 = 1)








quations des sorties :Q0,0 = ..Q0,1 = ..Q0,2 = ..Q0,3 = ..Q0,4 = ..

14M1L11

m.s

14M2L21

L20

L10

1

0

2

3

4

KM

KM12M 2

12M1

.

.

.

.

.

.

.

1

0

2

3

4

.

..

.

GRAFCET du point de vue P.CPoste de perage automatique

GRAFCET du point de vue P.C cod APIPoste de perage automatique


1.2.4. Programme LADDER :Principe de base :

Programme LADDER Poste de perage automatiqueTraitement squentiel :

Traitement postrieur :

2. Liste dinstructions "IL" :2.1. Description :

L'IL est un langage dans lequel toutes les oprations sont dcrites par des instructionsmnmoniques. Ce nest pas un langage graphique.

Le tableau suivant donne une liste reprsentative de ce langage :INSTRUCTION FONCTION

LD Lire une entre ou une variable interne.LDN Lire linverse dune entre ou dune variable interne.AND ET logique entre le rsultat de l'instruction prcdente et l'tat de l'oprande.ANDN OU logique entre le rsultat de l'instruction prcdente et l'tat inverse de l'oprande.OR OU logique entre le rsultat de l'instruction prcdente et l'tat de l'oprande.ORN ET logique entre le rsultat de l'instruction prcdente et l'tat inverse de l'oprande.N Ngation du rsultat de l'instruction prcdente.ST L'oprande associ prend la valeur du rsultat de la zone test.STN L'oprande associ prend la valeur inverse du rsultat de la zone test.S L'oprande associ est mis 1 lorsque le rsultat de la zone test est 1.R L'oprande associ est mis 0 lorsque le rsultat de la zone test est 1.

END Fin de programme.

S2KM1

N24 v

S3

S1

KM1 = S1 + S2./S3

S%I0,1 % I0,2 % Q0,0

% I0,0

KM1 : Q0,0 S1 : I0,0S2 : I0,1 S3 : I0,2


2.2. Principe de base :

Programme LADDER Poste de perage automatiqueTraitement squentiel :


3. Sequential Function Chart SFC :3.1. Description :Le SFC est le langage graphique ; par abus de langage, on l'appelle aussi le langage

GRAFCET. Pour diter un programme GRAFCET on passe par les tapes suivantes : On commence par construire graphiquement le GRAFCET ; On traduit les rceptivits dans le langage IL ou le langage LADDER ; La programmation des actions se fait dans le traitement postrieur en LADDER ou en "IL". En langage GRAFCET l'activation et la dsactivation des tapes se fait automatiquement.3.2. Principe de base :

Construction du CHART :


LD %I0,1 OR %I0,0ANDN %I0,2 ST %Q0,0

S2KM1

N24 v

S3

S1

KM1 = S1 + S2./S3KM1 : Q0,0 S1 : I0,0S2 : I0,1 S3 : I0,2

% X1 % Q0,0

% X2 % Q0,1

Ou en ILLD % X1ST % Q0,0LD % X2ST % Q0,1END.

Ou en ILLD %I0.0#

% I0,0

1

0

2

Ou en ILLD %I0.1#

% I0,1

Ou en ILLD %I0.2#

% I0,2Q0,0I0,1

I0,0

Q0,1I0,2

1

0

2

Exemple

1STE GRAFCET LANGAGE LADDER L.T MohammediaTD1 COMMANDE DUN CHARIOT Prof : MAHBAB Page 1 / 2

1. Cahier des charges :

Aprs lordre de dpart cycle dcy , le chariot part jusque b, revient en c, repart en b puisrentre en a. La commande du systme est ralise par lA.P.I ZELIO SR3101BD.

2. Identification des entres et des sorties :Mouvement Actionneur Ordres Sortie API

Dplacer le chariot droite Moteur KM1 Q1Dplacer le chariot gauche Moteur KM2 Q2

Compte-rendu Capteur Mnem. Entre APIchariot en position a Dtecteur mcanique levier a I1chariot en position b Dtecteur mcanique levier b I2chariot en position c Dtecteur mcanique levier c IB

Consigne Constituant Mnem. Entre APIdpart cycle Bouton poussoir Dcy IC

GRAFCET P.O GRAFCET P.C GRAFCET P.C cod API

2

3

4

1

5

2

3

4

1

5

......

2

......

3

......

...4

......

...

1

...

...5......

1STE GRAFCET LANGAGE LADDER L.T MohammediaTD1 COMMANDE DUN CHARIOT Prof : MAHBAB Page 2 / 2

Mise en quation :Etapes Activation Dsactivation

1 SM1 = .................... RM1 = ....................2 SM2 = .................... RM2 = ....................3 SM3 = .................... RM3 = ....................4 SM4 = .................... RM4 = ....................5 SM5 = .................... RM5 = ....................

Q1 = KM1 = ....................Actions Q2 = KM2 = ....................

Programme LADDER :

SM1

RM1

SM2

RM2

SM3

RM3

SM4

RM4

SM5

RM5

Q1

Q2

1STE GRAFCET LANGAGE LADDER L.T MohammediaTD2 COMMANDE DE DEUX CHARIOTS Prof : MAHBAB Page 1 / 3


Aprs appui sur dpart cycle dcy , les chariots partent pour un aller retour.Un nouveau dpart cycle ne peut se faire que si les deux chariots sont gauche.

La commande du systme est ralise lA.P.I ZELIO SR3101BD.2. Identification des entres et des sorties :

Mouvement Actionneur Ordres Sortie A.P.IDplacer le chariot 1 droite Moteur 1 KM12 Q1Dplacer le chariot 1 gauche Moteur 1 KM11 Q2Dplacer le chariot 2 droite Moteur 2 KM22 Q3Dplacer le chariot 2 gauche Moteur 2 KM21 Q4

Compte-rendu Capteur Mnem. Entre A.P.Ichariot 1 gauche Dtecteur mcanique levier g1 I1chariot 1 droite Dtecteur mcanique levier d1 I2chariot 2 gauche Dtecteur mcanique levier g2 IBchariot 2 droite Dtecteur mcanique levier d2 IC

Consigne Constituant Mnem. Entre A.P.Idpart cycle Bouton poussoir Dcy IdGRAFCET du point de vu P.O :

= 1

..

.

.

...3

4

...2

1

.

.

...6

7

...5


GRAFCET du point de vu P.C : GRAFCET du point de vu P.C cod A.P.I :

Mise en quation :

Etapes Activation Dsactivation1 SM1 = RM1 = 2 SM2 = RM2 = 3 SM3 = RM3 = 4 SM4 = RM4 = 5 SM5 = RM5 = 6 SM6 = RM6 = 7 SM7 = RM7 =

Q1 = KM12 = Q2 = KM11 = Q3 = KM22 =

Actions

Q4 = KM21 =

= 1

.

1

2 ..

..3

4

5 ..

..6

7

= 1

1

2 ..

..3

4

5 ..

..6

7


Programme LADDER :

SM1

SM2

RM2

RM1

SM3

RM3

SM4

RM4

SM5

RM5

SM6

RM6

SM7

RM7

Q1

Q2

Q3

Q4

1STE GRAFCET LANGAGE LADDER L.T MohammediaTD3 TRI DE CAISSES Prof : MAHBAB Page 1 / 4

1. Cahier des charges :Un dispositif automatique

destin trier des caisses de deuxtailles diffrentes se compose d'untapis amenant les caisses, de troispoussoirs et de deux tapisd'vacuation. Le poussoir 1 pousse lespetites caisses devant le poussoir2 qui, son tour, les transfre surle tapis d'vacuation 2, alors queles grandes caisses sont poussesdevant le poussoir 3, ce dernierles vacuant sur le tapis 3. Poureffectuer la slection des caisses,un dispositif de dtection placdevant le poussoir 1 permet dereconnatre sans ambigut le typede caisse qui se prsente.

La commande est faite un A.P.I de la famille ZELIO 12 entres et 6 sorties.Les poussoirs 2 et 3 ne peuvent avancer que lorsque le poussoir 1 est en arrire.

2. Identification des entres et des sorties :Mouvement Actionneur et action Ordres Sortie API

Sortir la tige du vrin 1 SC1 14 M1 Q1Rentrer la tige du vrin 1

Poussoir 1(Vrin) RC1 12 M1 Q2





Compte-rendu Capteur Mnem. Entre APIP1 en arrire Dtecteur mcanique levier L10 I1P2 en arrire Dtecteur mcanique levier L20 I2P3 en arrire Dtecteur mcanique levier L30 IBCaisse sur tapis 2 Dtecteur mcanique levier L21 ICCaisse sur tapis 3 Dtecteur mcanique levier L31 IDCaisse devant P2 Dtecteur mcanique levier L112 IECaisse devant P3 Dtecteur mcanique levier L113 IFGrande caisse Dtecteur mcanique levier G IGPetite caisse Dtecteur mcanique levier P IH


GRAFCET du point de vu P.O :

GRAFCET du point de vu P.C :

1

2 ..

3 ..

4 ..

5 ..

6 ..

7 ..

8 ..

9 ..

1

2 ..

3 ..

4 ..

5 ..

6 ..

7 ..

8 ..

9 ..


GRAFCET du point de vu P.C cod A.P.I :

Mise en quation :

Etapes Activation Dsactivation1 SM1 = .... RM1 = ..2 SM2 = .. RM1 = ..3 SM3 = .. RM2 = ..4 SM4 = .. RM3 = ..5 SM5 = .. RM4 = ..6 SM6 = .. RM5 = ..7 SM7 = .. RM6 = ..8 SM8 = .. RM7 = ..9 SM9 = .. RM9 = ..

Q1 = 14M1 = Q4 = 12M2 = Q2 = 12M1 = Q5 = 14M3 = ActionQ3 = 14M2 = Q6 = 12M3 =

1

2 ..

3 ..

4 ..

5 ..

6 ..

7 ..

8 ..

9 ..


Programme LADDER :

SM1

RM1

SM2RM2

M8 M9

SM3RM3SM4RM4SM5RM5SM6RM6SM7RM7SM8RM8SM9RM9Q1

Q2

Q3Q4Q5Q6

1STE GRAFCET LANGAGE LADDER L.T MohammediaTD4 COMMANDE DUN CHARIOT(2) Prof : MAHBAB Page 1 / 2


Aprs lordre de dpart cycle dcy , le chariot part jusque b, reste en b un temps To de15s puis rentre en a. La commande du systme est ralise lA.P.I ZELIO SR3101BD.

2. Identification des entres et des sorties :

Mouvement Actionneur Ordres Sortie APIDplacer le chariot droite Moteur KM1 Q1Dplacer le chariot gauche Moteur KM2 Q2

Compte-rendu Capteur Mnem. Entre APIchariot en position a Dtecteur mcanique levier a I1chariot en position b Dtecteur mcanique levier b I2

Consigne Constituant Mnem. Entre APIdpart cycle Bouton poussoir Dcy IC

GRAFCET P.O GRAFCET P.C GRAFCET P.C cod API

......

2

......

3

......

...4

......

...

1

...

2

3

4

1

2

3

4

1

1STE GRAFCET LANGAGE LADDER L.T MohammediaTD4 COMMANDE DUN CHARIOT(2) Prof : MAHBAB Page 2 / 2

Mise en quation :Etapes Activation Dsactivation

0 SM1 = .................... RM1 = ....................1 SM2 = .................... RM2 = ....................2 SM3 = .................... RM3 = ....................3 SM4 = .................... RM4 = ....................

Q1 = KM1 = ....................Q2 = KM2 = ....................Actions

T0 = ....................

Programme LADDER :

SM1

RM1

SM2

RM2

SM3

RM3

SM4

RM4

Q1

Q2

T0

2_API

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