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LP SARII, Parcours AS – TP d’automatisme

Automatisme - TPSommaire :

Tutoriel Codesys.............................................................................................................................................................3Création & Configuration d'un projet..........................................................................................................................3

1 Création du Projet.............................................................................................................................................................3 2 Définition des modules d'E/S............................................................................................................................................4 3 Attribution de Mnémoniques pour les E/S........................................................................................................................6 4 Définition du répertoire de Compilation...........................................................................................................................7 5 Ajout de bibliothèques au projet......................................................................................................................................7

Programmation CFC....................................................................................................................................................8 1 Fonctions Logiques de base..............................................................................................................................................8 2 Compteurs........................................................................................................................................................................9 3 Entrées analogiques, comparateurs et fonctions mathématiques................................................................................10 4 Temporisateurs & fonctions mémoires...........................................................................................................................11 5 Fonctions de la bibliothèque « Util.lib ».........................................................................................................................11

Programmation IEC 61131-3.....................................................................................................................................12 1 Langage LD.....................................................................................................................................................................12 2 Langage FBD...................................................................................................................................................................14 3 Langage ST.....................................................................................................................................................................16 4 Langage SFC...................................................................................................................................................................17 5 Programmes SFC : Fonctionnalités supplémentaires.....................................................................................................20Réceptivités........................................................................................................................................................................20Attributs d'Action :.............................................................................................................................................................21Actions Programmées........................................................................................................................................................21

Test & Implantation du Programme..........................................................................................................................23Écrans de Visualisation..............................................................................................................................................24

1 Présentation...................................................................................................................................................................24 2 Création d'une visualisation...........................................................................................................................................24 3 Affichage d'un Booléen...................................................................................................................................................24 4 Affichage d'une Valeur Numérique................................................................................................................................26 5 Action sur un Booléen.....................................................................................................................................................27 6 Saisie d'une valeur Numérique.......................................................................................................................................28 7 Représentation graphique d'une Variable Numérique...................................................................................................29

Tutoriel TIA Portal.........................................................................................................................................................31 1 Présentation...................................................................................................................................................................31 2 Configuration Matérielle................................................................................................................................................32Adressage des signaux d’entrée/sortie..............................................................................................................................33Grandeurs analogiques :....................................................................................................................................................33 3 Langages LOG et SCL sur API S7-1200............................................................................................................................37 4 Langages CONT et GRAPH sur API S7-300 :....................................................................................................................39

Tutoriel Unity Pro.........................................................................................................................................................42Premier Projet...........................................................................................................................................................42

1 Configuration du projet..................................................................................................................................................42 2 Premier Programme SFC.................................................................................................................................................44 3 Équations logiques en LD................................................................................................................................................47 4 Compteur en FBD............................................................................................................................................................47 5 Gestion des E/S analogiques en ST.................................................................................................................................47

TP A :Centrale Photovoltaïque.................................................................................................................................48Partie A : ModBus RTU - Mise en œuvre de capteurs de Courant........................................................................48

1 Présentation..............................................................................................................................................................48 2 Préparation...............................................................................................................................................................49 3 Cahier des charges....................................................................................................................................................49 4 Manipulation.............................................................................................................................................................49

Partie B : ModBus TCP – Analyse de trames.........................................................................................................50 5 Présentation..............................................................................................................................................................50 6 Présentation de Modscan32.....................................................................................................................................50 7 Travail à réaliser........................................................................................................................................................52

TP B :Tri Postal.........................................................................................................................................................54 1 Présentation du système...........................................................................................................................................54 2 Préparation...............................................................................................................................................................55 3 Lecture du QR Code...................................................................................................................................................56 4 Programmation de la séquence de tri.......................................................................................................................57 5 Suivi des colis.............................................................................................................................................................57

TP C :Traitement de Surface pour pièces métalliques...............................................................................................59 1 Présentation du système...........................................................................................................................................59 2 Préparation...............................................................................................................................................................61 3 Programme d'Automatisation.................................................................................................................................61 4 Programmation de l'IHM.........................................................................................................................................63

TP D :Torréfacteur Industriel....................................................................................................................................66 1 Présentation du système...........................................................................................................................................66 2 Cahier des charges....................................................................................................................................................68 3 Préparation...............................................................................................................................................................69 4 Travail à réaliser........................................................................................................................................................70

TP E :Xylophone Automatisé....................................................................................................................................79 1 Présentation du système...........................................................................................................................................79 2 Préparation...............................................................................................................................................................80 3 Étude du dossier technique.......................................................................................................................................80 4 Caractéristiques de l'entraînement...........................................................................................................................80 5 Analyse & Modification du programme de l’ API......................................................................................................81 6 Modification de l'IHM...............................................................................................................................................82 7 bus CANOPEN (1h30)................................................................................................................................................82

TP F :TGBT supervisé................................................................................................................................................83 1 Présentation..............................................................................................................................................................83 2 Préparation : Définition des échanges Modbus........................................................................................................85 3 Configuration de l'IHM..............................................................................................................................................86 4 Communication avec la centrale de mesure.............................................................................................................88 5 Communication avec le module « Smart Link Acti9 »...............................................................................................90 6 Délestage..................................................................................................................................................................90

LP SARII TP d’automatisme 2/92

Tutoriel CodesysCréation & Configuration d'un projet

1 Création du Projet.☑ Double-cliquez sur l'icôle « CoDeSys v2.3, puis sur « fichier » → « nouveau », et sélectionnez la cible matérielle

(API ) de votre poste (750-849) :

☑

L'assistant vous propose de créer le module correspondant au programme principal nommé « PLC_PRG ».

☑ Laissez ce nom par défaut, ainsi que la case « programme » cochée, puis choisissez le langage deprogrammation souhaité.


Langage CFC (« Continous Functional Chart » → Logigramme) pour le programme principal.

2 Définition des modules d'E/S.☑ Dans la partie en bas à gauche de l'écran, sélectionnez l'onglet « ressources » :

☑ Puis cliquez sur « configuration de l'automate » :

☑ Développez le menu « Hardware configuration », et cliquez droit sur « K-bus » → « Éditer » :

Vous accédez alors à l'écran de configuration (cf page suivante) qui va vous permettre d'ajouter les différentes cartesd'E/S présentent sur votre rack-automate. Vous pouvez alors soit ajouter vos cartes une par une, soit scanner laconfiguration de votre automate pour que celle-ci soit automatiquement chargée dans votre projet.


☑ Cliquez sur l'icône « + » (Add) pour ajouter des cartes, la fenêtre suivante s'ouvre :

Vous pouvez alors aller chercher les cartes dans les différentes catégories, ou bien rentrer les références recherchéesdans « filter ».

☑ Une fois que toutes vos cartes ont été ajoutées, cliquez sur « OK ».

Vous pouvez alors éventuellement déplacer vos cartes si elles ne sont pas dans le bon ordre, ou encore accéder à ladatasheet au format pdf pour chacune d'entre-elles :


Scanner la configuration d'un automate Ajouter une/des carte(s)

Data sheet

Déplacer

3 Attribution de Mnémoniques pour les E/S.☑ Cliquez sur « éditez » dans le champ « K-Bus » (bus de fond de panier de l'API) comme suit (page 5), afin de

faire apparaître les adresses des différentes entrées et sorties configurées :

Dans la colonne « Name », complétez le nom de chaque E/S conformément aux noms présents sur la platine de test.

L'ordre d'apparition des entrées et sorties au niveau des adresses dépend du câblage → se reporter auxdocumentations des cartes d'E/S. Exemple ci-après pour la carte 750-430 (8 entrées TOR) :

Renommez les entrées et sorties afin que les noms que vous souhaiterez utiliser dans votre programme. Par exempleles noms utilisés sur la platine de test :

Mnémonique adresses APIS1 %IX2.0S2 %IX2.1S3 %IX2.2S4 %IX2.3S5 %IX2.4I1 %IX2.5I2 %IX2.6H1 %QX0.0H2 %QX0.1H3 %QX0.2H4 %QX0.3P1 %IW0P2 %IW1

Note : Afin de vérifier que le câblage correspond bien aux mnémoniques saisis, vous pouvez charger votre programme(qui ne fait rien !) dans l'API (cf § 3). Ensuite, chargez et démarrez le programme. Observez que les variables s'activent(bleu) lorsque vous appuyez sur S1, S2, I1 et I2, forcez les sorties en cliquant dessus et vérifiez que H1 à H4 s'allument


- Ordre de numérotation sur une borne d'entrée -

S1 S2 S3 S4 S5

I1

I2

H1

H2

H3

H4

P1 P2

Bornier

Vers contrôleur

4 Définition du répertoire de Compilation.Afin de ne pas être bloqué par les restrictions d'écriture du compte Windows « LPMEEDD », effectuez l'opérationsuivante : → Menu « Projet » → « Options » → « Répertoires ». Modifiez le chemin d'accès pour les fichiers de compilation enremplaçant le chemin défini par votre répertoire «TP1 » (situé sur le bureau, dans « documents » ou encore sur votre cléUSB).

5 Ajout de bibliothèques au projet.☑ L'ajout de bibliothèque permet d'utiliser des fonctions particulières, fournies par le fabriquant (ou créées par unutilisateur), et ainsi de gagner du temps dans la programmation.

☑ Pour cela, allez dans l'onglet « ressources » et sélectionnez « gestionnaire de bibliothèques ». Cliquez-droitpour ajouter une « autre bibliothèque » :

☑ Ajoutez les bibliothèques (les bibliothèques CoDeSys portent une extension « .lib ») de votre choix.

Exemples :

✗ « SyslibRTC.lib » (« C:\Program Files\WAGO Software\CoDeSys V2.3\targets\Wago\libraries\32 bits ») permet d'utiliser l’horloge temps réel de l’automate.

✗ « Util.lib » (« C:\Program Files\WAGO Software\CoDeSys V2.3\library ») pour des fonctions d'utilité générale comme 'BLINK'

✗ « iecsfc.lib » (« C:\Program Files\WAGO Software\CoDeSys V2.3\library ») pour tout les projets contenant du grafcet (SFC)


Programmation CFC.

1 Fonctions Logiques de base.Nous allons programmer les fonctions logiques suivantes :

H1 = (S1 + S2 + S3) . I1

H2 = S2 . S3 . S4

La programmation se fera pour notre part en langage CFC, sélectionné à la création du projet (pour le programme principal PLC_PRG).

On accède aux programmes d'un projet grâce à l'onglet « modules » du navigateur de projet :

Le programme principal « PLC_PRG » apparaît alors dans l'arborescence du projet.

Ce langage est celui utilisé pour le programme principal (module PLC_PRG). La barre d'outil propose les fonctionnalités suivantes :

Pour ajouter une entrée à une porte logique, faire un clic-droit sur le bloc en question, puis choisir « entrée du module ».


sorties mémorisées (Set / Reset)Placer une

entréeInverser un

signal« Placer un module » : Pour appeler n'importe

quelle fonction ou programme, en tapant son nom dans le module, une fois placé sur le schéma

Placer une entrée

Ajouter E/S de validation à un module

Les équations logiques précédentes peuvent se représenter de la façon suivante en langage CFC :

☑ Une fois le logigramme ci-dessus réalisé, aller au chapitre 4 pour tester votre programme.

2 Compteurs.☑ Sauvegardez le projet précédent, puis faîtes « enregistrer sous » et enregistrez votre projet sous le nom

« TP1_compt » pour éviter d'avoir à recréer un projet. Supprimez le logigramme précédent.

On souhaite obtenir le fonctionnement suivant :

• Comptage des appuis sur S1 et décomptage des appuis sur S2. La valeur du comptage est stockée dansune variable de type 'INT' nommée « comptage »

• Le bouton poussoir S3 permet de remettre a zéro le compteur• Le bouton poussoir S4 permet de précharger le compteur à la valeur 10• Le voyant H1 s'allume lorsque la valeur courant du compteur est « 0 » ; le voyant H2 indique que la

valeur de préchargement est atteinte.

☑ Programmez un bloc CTUD afin d'obtenir le fonctionnement demandé.



3 Entrées analogiques, comparateurs et fonctions mathématiques.

☑ Sauvegardez le projet précédent, puis faîtes « enregistrer sous » et enregistrez votre projet sous le nom« TP1_ana » pour éviter d'avoir à recréer un projet. Supprimez le logigramme précédent.

On souhaite obtenir le fonctionnement suivant :

• Afficher la différence des tensions présentes aux bornes des potentiomètres P1 et P2 dans une variableréelle nommée « difference »

☑ Chargez un programme vide dans l'API et observez les valeurs délivrées sur les entrées analogiqes%IW0 et%IW1 par les potentiomètres P1 et P2.

☑ Complétez le tableau suivant :

Tension aux bornes de P1 (ou P2) %IW0 (ou%IW1)

0 V ….

10 V ….

☑ En déduire la relation suivante :Tension = ….................. x Mot d'entrée

☑ Programmez le fonctionnement demandé en utilisant les fonctions ci-dessous.



4 Temporisateurs & fonctions mémoires.A partir du projet précédent, on souhaite obtenir le fonctionnement suivant :

• Lorsque l'écart de tension entre P1 et P2 dépasse 5V pendant au moins 4s, on allume le voyant H1.• Le voyant H1 ne s'éteint que lorsque l'écart entre P1 et P2 redevient inférieur à 1V pendant au moins 2s.

☑ Programmez le fonctionnement demandé en utilisant les fonctions ci-dessous.


5 Fonctions de la bibliothèque « Util.lib »A partir du projet précédent, on souhaite obtenir le fonctionnement suivant :

• Le voyant H1 n'est plus allumé fixement, mais clignote (éteint pendant 250ms, allumé pendant 500ms)lorsqu'un dépassement se produit.

☑ Programmez le fonctionnement demandé en utilisant les fonctions ci-dessous en utilisant la fonction BLINK.(pensez à inclure la bibliothèque « Util.lib, cf p7).



Programmation IEC 61131-3.

1 Langage LDNous allons programmer les fonctions logiques suivantes :

H1 = (S1 + S2 + S3) . I1

H2 = S2 . S3 . S4

☑ Créez un nouveau programme en langage LD nommé « equations » (clic droit sur « Modules » puis « insérerobjet ») :

Une ligne de programme Ladder est appelée « réseau ». Chaque réseau ne peut comporter qu'une seule bobine desortie.

La barre d'outil d'édition du programme Ladder comprend les éléments suivants :

Les équations logiques ci dessus deviennent donc :


Ajouter l'attribut « Set » ou « Reset » à une sortie

Inverser un contact ou une sortie

Placer une bobine de sortie sur le réseau en cours d’édition

Ajouter un contact en série ou en // sur le réseau en cours d’édition

Ajouter un réseau devant ou derrière le réseau en cours

☑ Une fois le logigramme ci-dessus réalisé,

☑ Appelez votre programme dans PLC_PRG :

☑ Aller au chapitre 4 pour tester votre programme.


2 Langage FBDNous allons programmer les fonctions logiques suivantes :

H1 = (S1 + S2 + S3) . I1

H2 = S2 . S3 . S4

☑ Créez un nouveau programme en langage ST nommé « equa_FBD » (clic droit sur « Modules » puis « insérerobjet ») :

Une ligne de programme FBD est appelée « réseau ».

La barre d'outil d'édition du programme FBD comprend les éléments suivants :


Ajouter l'attribut « Set » ou « Reset » à une sortie

Inverser une entrée ou une sortie

Placer un bloc (tapez le nom de la fonction souhaitée à l'intérieur du bloc)

Ajouter une sortie // (affectation) à un bloc

Ajouter une entrée à un bloc

Placer une sortie (affectation) sur un bloc

Les équations logiques ci dessus deviennent donc :

☑ Une fois le logigramme ci-dessus réalisé,

☑ Appelez votre programme dans PLC_PRG :

☑ Aller au chapitre 4 pour tester votre programme.


3 Langage STNous allons programmer les fonctions logiques suivantes :

H1 = (S1 + S2 + S3) . I1

H2 = S2 . S3 . S4

☑ Créez un nouveau programme en langage ST nommé « equa_ST » (clic droit sur « Modules » puis « insérerobjet ») :

☑

• Programmez les équations en langage ST :

☑ Appelez votre programme dans PLC_PRG :☑ Aller au chapitre 4 pour tester votre programme.


4 Langage SFCNous allons programmer avec un grafcet le fonctionnement suivant :

• Initialement, aucune sortie n'est active.• Si I1 ou S1 est vrai, alors H1 est activé.• Si S2 est alors activé pendant que I1 est relâché, les voyants H2 et H3 s'allume pendant 3s. Le cycle redémarre

ensuite à son étape initiale.

☑ Ajouter la bibliothèque « iecSFC.lib » à votre projet (cf p7).

☑ Allez dans l'onglet « modules » de CoDeSys, cliquez-droit sur « Modules » et « insérer objet ». Choisir lelangage SFC et donnez lui le nom de votre choix (celui du cycle à réaliser par exemple) :

Le sous-programme apparaît sous la forme suivante dans le navigateur de projet:

☑ Accédez à votre programme SFC en cliquant dessus.


Insérer « Etape + transition » derrière l'étape sélectionnée

Créer une branche parallèle : divergence ET

Insérer « Etape + transition » devant l'étape sélectionnée

Créer une branche alternative : divergence OU

Convergence OUConvergence ET

Insérer un saut vers une étape

Insérer « saut + transition » vers une étape

3.Placez-vous au niveau de la première transition et « insérez étape + transition »,

☑ Répétez l'opération pour obtenir un grafcet linéaire à 3 étapes.

☑ Vous pouvez renommer les étapes avec les noms suivants : « Etape_1 », « Etape_2 » et « Etape_3 »

La structure du grafcet exemple en langage SFC sera donc la suivante :

• Pour ajouter une action supplémentaire, faire un clic-droit sur l'étape correspondante et « Relier Action ». Poursupprimer une action, faire un clic-droit sur l'étape correspondante et « Effacer Action »;

• Pour temporiser une étape, on utilise une comparaison (cf ci-dessus) sur une variable de type « TIME ». Cettevariable sera le temps d'activité de l'étape à temporiser.

Exemple : Etape_5.t > t#1mn3s500ms

→ valide la réceptivité lorsque l'on est resté 1 minute, 3 secondes et 500 ms dans l'étape nommée « Etape_5 ».

☑ Complétez le grafcet de façon à obtenir le fonctionnement demandé.


☑ ll ne reste plus qu'à appeler le sous-programme « Grafcet » dans le programme principal « PLC_PRG » enplaçant un « module » sur le logigramme et en le renommant « Grafcet » :

• → Aller au chapitre 4 pour tester votre programme.


5 Programmes SFC : Fonctionnalités supplémentaires

✗ Réceptivités

→ COMPARAISON ←

Placez vous sur la transition à programmer et tapez la comparaison en utilisant les symboles : « < » « > »« <= » « >= » « <> » « = »

Exemple : compteur > 10 → valide la réceptivité si la variable compteur, de type INT est supérieure à 10

→ FRONTS D'UNE VARIABLE ←

Pour tester le changement d'état d'une variable, il est préférable de programmer la transition en langageLD ou FBD.

Pour ce faire, double-cliquez sur la transition et choisissez LD ou FBD, puis : programmez la transition dans le langage choisi.

Les blocs fonctionnels « R_TRIG » et « F_TRIG » permettent de tester les fronts montant (R : Rising) et descendant (F : Falling) sur une variable.

Exemple : Validation de la transition de « Etape_ »2 vers « Etape_3 » sur front montant de S1 :


✗ Attributs d'Action :Par défaut le type N est associé aux actions créées, mais on peut définir les types récapitulés dans le tableau suivantsuivant :

Attribut Paramètre Description

N Aucun Action Non mémorisée : L'action est activée lorsque l'étape associée est active, et se désactive automatiquement à la sortie de l'étape.

S, R Aucun Action Mémorisée : l'attribut « S » (Set) permet de mémoriser l'activation de l'action, celle-ci restera active jusqu'à ce que l'attribut « R » (Reset) soit rencontré dans le grafcetsur la même action.

L Duréed'activation :

t#.....

Action limitée dans le temps : L'action est activée à l'entrée dans l'étape, puis désactivée automatiquement au bout du temps, spécifié (ou à la sortie de l'étape).

D Temps deretard :

t#.....

Action Retardée : L'action est activée avec le retard spécifié après l'entrée dans l'étape.

☑ Après avoir modifier les noms d'action et ajouter une action à l'étape 3, on obtient le grafcet suivant :

✗ Actions ProgramméesLes actions peuvent également être codées sous forme de programme, dans une des langages CEI normalisés (SFC, LD,FBD, ST, IL). Cela est notamment utile pour :

– Les actions non booléennes (valeurs numériques, gestion d'une sortie analogique...)– Programmer une action conditionnelle de type C

→ ACTION PROGRAMMÉE CONTINUE ←

Pour ajouter une action programmée continue dans programme SFC, cliquer-droit sur le module correspondant etchoisir "Ajouter une Action" :Ensuite, choisir un des langages de programmation, par exemple LD, puis programmer l'action. Dans l'exemple ci-dessous, le programme "Action1" active la sortie "moteur" si les entrées "Capt1" et "Capt2" valent respectivement '1' et'0' :


→ ACTIONS D'ENTRÉE ET DE SORTIE ←

Il est également possible qu'une action programmée ne soit exécutée qu'une seule fois, à l'entrée ou bien à la sortie del'étape. Cela est par exemple particulièrement utile si l'on veut compter combien de fois l'on passe dans une étape.Pour cela, cliquer-droit sur l'étape concernée et choisir "Ajouter action d'entrée" ou "Ajouter action de sortie" :

L'image de droite montre comment compter le nombre de passage dans l'étape "Step3"; le résultat est stocké dans unevariable "CPT" de type INT.Le "E" apparaissant sur le coin inférieur gauche de l'étape "Step3" représente l'action d'entréeprogrammée. (Un "S" apparaît dans le coin inférieur droit dans le cas d'une action de sortie).


Test & Implantation du Programme.

Note : Les paramètres de communication sont en principe mémorisés par CoDeSys, cette opération est doncnormalement faite une fois pour toutes pour chaque poste.

☑ Pour configurer la liaison avec l'automate : → « En ligne » → « Paramètres de communication ».

☑ Pour créer une nouveau canal de communication : « nouveau », puis nommez le canal (par exemple« Ethernet » :

☑ Vérifiez le paramètre « Adresse IP » par l'adresse IP de l'automate (192.168.0.'n° poste + 160')

☑ Décochez l'option simulation dans le menu « En ligne »;

☑ « Accéder au système » dans le même menu, le programme est alors chargé dans l'automate défini parl'adresse IP entrée dans les paramètres de communication;

☑ « Démarrer » le programme.


Écrans de Visualisation.

1 Présentation.CoDeSys permet de créer des écrans de visualisation. Ces écrans permettent de superviser l'état du système. Une foiscréés, ils peuvent soit être chargés dans le programme, dans ce cas il faut passer par CoDeSys pour y accéder; soit êtrechargés en tant que site Web dans l'API. Dans ce cas, on peut y accéder via n'importe quel navigateur internet.

2 Création d'une visualisation☑ Allez dans l'onglet « Visualisation » su navigateur de projet.

☑ Cliquez-droit sur « modules », puis « insérer objet ».

☑ Donnez un nom à votre visualisation.

3 Affichage d'un BooléenOn souhaite représenter l'état de la sortie QD ** du compteur suivant sur l'écran de visualisation :

Nous allons représenter cette variable par un rectangle dont la couleur sera rouge si QD est vraie et bleue si QD estfausse.** (QD='1' si CV=0, et QD='0' dans le cas contraire)

☑ Implantez le compteur ci-dessus dans un projet nommé TP1_Visu.

☑ Placez un rectangle dans votre visualisation :


☑ Double-cliquez sur ce rectangle et allez dans le menu « couleurs » :

☑ Choisissez le bleu pour la « Couleur » (dedans) et le rouge pour la « Couleur d'alarme » (dedans).

☑ Associez le changement de couleur à la sortie QD du compteur C1 du programme PLC_PRG :

☑ Dans « Texte », tapez « état de QD : » .

☑ Testez votre programme et vérifiez le changement de couleur de l'élément de visualisation lorsque la valeur« 0 » est atteinte par le compteur.


4 Affichage d'une Valeur NumériqueOn souhaite afficher la valeur courante CV du compteur précédent sur l'écran de visualisation.

☑ Placez un rectangle dans votre visualisation, puis dans « texte », tapez :

☑ Allez ensuite dans « Variables » puis dans la zone « affichege de texte », tapez le nom de la variable à afficher(dans notre cas, la sortie CV du compteur c1 du programme PLC_PRG:

☑ Testez votre programme et vérifiez l'affichage de la valeur du compteur sur la page de visualisation.


5 Action sur un BooléenOn souhaite agir sur l'entrée de préchargement (LOAD) du compteur c1 de notre exemple de la page 14.

☑ Créez un bouton sur la page de visualisation :

• Double-cliquez sur l'élément positionné sur la page, et dans la rubrique « texte » décrivez la fonctionnalité qu'aurale bouton (dans notre cas le préchargement d'un compteur)

☑ Allez ensuite dans la rubrique « entrée » pour choisir la variable sur laquelle agira ce bouton (dans notre cas,l'entrée LOAD du compteur c1 du programme PLC_PRG) :

☑

• Testez votre programme et vérifiez le passage à '1' de l'entrée LOAD du compteur lorsque vous cliquez sur le boutonde la visualisation.


6 Saisie d'une valeur NumériqueOn souhaite saisir la valeur de préchargement du compteur c1 de notre exemple de la page 14.

☑ Placez une forme géométrique sur votre page de visualisation, par exemple un rectangle, et reprenez lesétapes du paragraphe 4 (« affichage d'une valeur numérique ») afin d'afficher PV dans votre visualisation.

☑ Dans la rubrique « texte », cochez « insérez le texte de variable 'montrer texte' » :

• Testez votre programme et vérifiez la modification de l'entrée PV du compteur lorsque vous la saisissez dans votrevisualisation, et testez le préchargement du compteur.


7 Représentation graphique d'une Variable Numérique

On souhaite afficher une variable du programme PLC_PRG de type INT nommée « var1 », comprise entre -100 et + 100,sur un graphe ainsi que sur un vu-mètre.

☑ Sélectionnez l'outil « tendance » et dimensionnez votre graphe sur la page de visualisation :

☑ Cliquez sur « sélection des variables », puis chosir la couleur de la courbe et entrez le chemin de la (ou des)variable(s) à afficher :


☑ Cliquez ensuite sur « axe verticale », et dans la partie « échelle », définir la plage de valeurs à afficher pourvotre variable (dans notre exemple [-100;+100]) :

☑ Vous pouvez tester votre programme et observer l'évolution de votre variable sur le graphe.

☑ Pour afficher cette variable sous forme d'un vu-mettre, sélectionnez l'outil adéquat (« instrumentvectorisé ») :

☑ Cliquez sur « Variable/Echelle » pour configurer l'affichage (dans notre cas de -100 à +100 avec graduationtoutes les 10 unités) :


Tutoriel TIA Portal 1 PrésentationLa suite logicielle TIA (Totally Integrated Automation) intègre un ensemble de logiciels destiné aux équipements d'automatismes Siemens, notamment :

- Step7, pour la configuration et la programmation des API

- WinCC pour la création de pages de supervision & visualisations, sur PC ou écrans "Simatic pannels".

Pour ouvrir TIA, cliquez sur :

✗ Vue du portail :La vue du portail fournit une vue d’ensemble du projet et un accès aux outils qui permettent de l’élaborer. Vous pouvez trouver rapidement ce que vous souhaitez faire, et appeler l’outil qui servira à accomplir la tâche voulue. Si vous le souhaitez, un changement vers la vue du projet s’effectue automatiquement pour la tâche sélectionnée. Cette vue simplifie donc principalement la préparation et la mise en place du projet.

Vue "portail" (En bas à gauche de la fenêtre, on peut basculer de la vue du portail vers la vue du projet)


✗ Vue du projet :La vue du projet est une vue structurée de tous les éléments constituant le projet. La barre de menu avec les barres de fonction est situé comme le veut la norme en haut de la fenêtre, le navigateur du projet et tous les éléments du projet sont sur la gauche, et les menus associés aux différentes tâches (avec les instructions et les librairies, par exemple) sur la droite.

Vue "projet" (En bas à gauche de la fenêtre, on peut basculer de la vue du portail vers la vue "portail")

☑ En vue « portail » cliquez sur « créer un projet » et indiquez le nom et le répertoire de travail pour celui-ci.

2 Configuration Matérielle☑ Basculer en vue « projet » et aller dans « Appareils et Réseaux » dans le navigateur de projet.

Le catalogue matériel apparaît sur la droite de l'écran. On va pouvoir sélectionner les différents éléments matériels misen œuvre dans un projet : CPU, cartes d'E/S, E/S déportées, IHM, variateurs de vitesse…Nous allons dans un premier temps utiliser un automate compact de la série S7-1200 dont voici un bref descriptif…

✗ Série s7-1200 :L’automate SIMATIC S7-1200 est utilisé pour les applications d'automatismes de taille petite à moyenne, et est dotéd'une architecture à la fois compacte et modulaire :

Exemple de configuration S7-1200

- La CPU est équipée d’entrées et de sorties de signaux numériques et analogiques (1); - Des modules additionnels d’entrées/sorties (modules IO) peuvent être installés si les entrées et sorties


Navigateur de Projet

(3) (1) (2)

(4)

intégrées ne sont pas suffisantes pour l’application désirée (2);- des modules de communication (RS232, RS485, ASi ...) peuvent également être insérés (3);- Emplacement « signal board » permettant d'ajouter des fonctionnalités (comptage, analogique...) sans

augmenter la taille du rack (4)- Une interface TCP/IP intégrée, et servira au chargement des programmes et à la supervision du process.

◦ Adressage des signaux d’entrée/sortie

Les entrées et sorties TOR de l'API sont regroupées par octets. Chaque entrée ou sortie TOR sera donc adressée par unnuméro d'octet et un numéro de bit à l'intérieur de celui-ci.

• Voici l'adressage des E/S TOR intégrée à la CPU 1214C :

Par exemple, pour adresser la 5ème entrée en partant de la gauche, on définit l’adresse suivante :

% I 0.4

%I indique ici que l’adresse est de type « entrée », 0 l’adresse d’octet, et 4 l’adresse de bit. Les adresses d’octet et de bit sont toujours séparées par un point.

Pour adresser la dernière sortie, par exemple, on définit l’adresse suivante :

% Q 1.1

%Q indique ici que l’adresse est de type « sortie », 1 l’adresse d’octet et 1 l’adresse de bit. Les adresses d’octet et de bit sont toujours séparées par un point.

▪ Grandeurs analogiques :

Les valeurs analogiques sont stockées dans des mots. La configuration utilisée en TP permet d'accéder à :- 2 entrées analogiques +/-10 V intégrées à la CPU 1214C- 1 Sortie analogique configurable en +10V/-10V ou 0/20mA sur la "Signal Board"

L’adressage des valeurs d’entrée et des valeurs de sortie dépend de l’adressage sur l’aperçu de l’appareil. Par exemple :


10 sorties numériques intégréesOctet 0 Bits 0 à 7, et Octet 1 Bits 0 à 1

14 entrées numériques intégréesOctet 0 Bits 0 à 7, et Octet 1 Bits 0 à 7

L’adresse de la première entrée analogique serait dans ce cas %IW 64, celle de la seconde entrée analogique %IW66,et celle de la sortie analogique %QW 80.

La transformation d’une valeur analogique en vue d’un traitement dans un API est la même pour les entrées et les sorties analogiques.

Les plages de valeurs numérisées sont les suivantes :

Ces valeurs numérisées doivent souvent être normalisées par un traitement dans l’API.

• Note : Dans le système d'adressage utilisé par Siemens, le plan mémoire est composé d'octets. L'adresse d'un mot est donc l'adresse du premier octet qui le compose (d'où l'absence d'adresse %IW65 ci-dessus : les adresses de mot sont toujours paires).

Le format utilisé est "INT", car ces valeurs peuvent être signées (dans le cas du +/-10V).


Plage analogique

Valeurs Numérisées

☑ Faire glisser depuis le catalogue matériel vers la zone « appareils & réseaux » la CPU 1214 présente sur votreposte :

☑ Ajoutez le module de sortie analogique (« signal board ») :

Nous allons à présent scruter le réseau pour déterminer l'adresse IP de votre API.

☑ Cliquez-droit sur votre automate dans le navigateur de projet, nommé « PLC_1 » par défaut ; puis « liaison enligne ».

☑ Sélectionnez l'interface de communication Ethernet (« PN/IE » pour « Profinet/Industrial Ethernet) et lancer larecherche, en ayant préalablement coché la case « afficher tous les abonnés compatibles ».

Le logiciel vous affiche l'ensemble des matériels Siemens reconnus et connectés au réseau si. La case « Clign DEL » vouspermet d'identifier un équipement en faisant clignoter la LED sur la face avant. Vous pouvez donc relever l'adresse IP devotre API de cette façon.

☑ Revenir dans « appareils & réseaux » puis double-cliquez sur votre API (« PLC_1 »). Dans l'onglet « général « ,sélectionnez « interface profinet » puis « adresses ethernet » et rentrez l'adresse IP (et le masque correspondant)déterminé précédemment.

☑ Vous pouvez définir les différentes mnémoniques des entrées/sorties de l'API dans l'onglet « variables I/O ».Rentrez les noms suivants :


☑ Dans le navigateur de projet, allez dans « Variables API » puis « affichez toutes les variables » (vous devezretrouver les mnémoniques précédemment définis) :

Vous pouvez déclarer ici toutes vos variables globales – c'est à dire qui seront vues dans tout le projet – en définissantleur type et leur adresse.


3 Langages LOG et SCL sur API S7-1200• Exercice 1 en langage LOGExercice 1 en langage LOG ::

Soit la table de vérité suivante, représentant l'état des sorties O1 et O2 en fonction des entrées I1 et I2 :

ED1 ED2 SD1 SD2

0 0 1 0

0 1 1 1

1 0 1 1

1 1 0 0

☑ Dans « bloc de programmes », cliquez sur ajouter un nouveau bloc :

☑ Choisir le type « FB » et le langage LOG. Donnez un nom à ce bloc de programme.

☑ Codez sous forme d'un logigramme les deux équations logiques correspondant à la table précédente :

→ Attention : vous devez faire un réseau par équation logique.Une fois le logigramme terminé, il faut réaliser son appel dans le programme principal OB1.

☑ Pour cela, faire glisser votre bloc dans le premier réseau de OB1.

Un écran apparaît et vous propose d'instancier le bloc de données (=zone mémoire pour les variables) correspondant àl'appel du bloc de programme.

☑ Cliquez sur OK.

☑ Il ne vous reste plus qu'à compiler votre projet : clic-droit sur « plc_1 » puis « compiler matériel & logiciel »...

☑ … Puis à charger votre projet : « Clic-droit » sur « plc_1 » puis « charger matériel & logiciel »...


• Exercice en langage SCLExercice en langage SCL ::La valeur présente sur la sortie analogique dépend des inter I1 et I2 :

I1 I2 Courant de sortie

0 0 5 mA

0 1 10 mA

1 0 15 mA

1 1 20 mA

☑ Programmez le fonctionnement précédent dans un bloc fonctionnel en langage SCL .

• Exercice en langage LOGExercice en langage LOG ::La valeur présente sur la sortie analogique a l'allure suivante :

☑ Programmez le fonctionnement précédent dans un bloc fonctionnel en langage LOG. Vous utiliserez uncompteur (CTU), paramétrez le « memento de cadence » (cf aide) de façon à obtenir une base de temps de 2s .


Temps (s)

T = 5s4

3

2

1

0

Tension (V)

H3

H3

H4 H2

H1

H2

H1

E1

E2

E3

E4

E5

E6

E7

N

N

S

N

N

R

L t#5s

S1

I0 . I1 I2 . I1

E3.T>3,5s

E4.T>5s

I3

I4

I1 + I2

4 Langages CONT et GRAPH sur API S7-300 :

On considère le grafcet suivant :

☑ Créez un nouveau projet en choisissant une CPU S7-315F 2PN/DP

☑ Ajoutez une carte 16E/16S TOR.

☑ Définissez les entrées TOR I0 à I4 sur les premières adresses d'entrée disponibles. Idem pour les sorties H1 àH4.

☑ Créez un bloc fonctionnel en langage GRAPH :

☑ Programmez le fonctionnement précédent dans un bloc fonctionnel en langage GRAPH :


☑ Compilez votre projet.

☑ Chargez ensuite dans le SIMULATEUR. Pour cela sélectionnez votre automate dans le navigateur de projet puisle menu « en ligne » → « Simulation » → « Démarrer ».

☑ Validez le chargement :

☑ Testez votre projet à l'aide du simulateur :


Construction du graph (etapes, transitions, sauts...)

Programmation des réceptivités (langage CONT)

Cliquez ici pour afficher la ligne complète lorsque la réceptivité

est longue

Cliquez sur les pointillés pour faire apparaître l'action, et

pouvoir programmer celle-ci (norme CEI)

Cliquez sur la réceptivité pour la

développer et placer les éléments

de langage LOG


F2 pour afficher un octet d'entrée F3 pour afficher un octet de sortie

Tutoriel Unity Pro

Premier Projet.

Unity Pro est la suite logicielle permettant la programmation des API Schneider (Premium, Quantum & Atrium). Cet outilde programmation est basé sur la norme CEI 61-131 et met en ouvre les langages définis par cette norme.

Nous allons, ensemble :– Configurer le projet (Configuration matérielle : Automate, cartes d'E/S... et logicielle : mnémoniques...)– Expliquer la structure du projet (blocs de programmes, etc...)– Créer différents modules de programmes mettant en œuvre différentes fonctions de bases (fonctions logiques,

mémoires, fonctions arithmétiques, temporisations, compteurs etc...) dans différents langages CEI.– Utiliser le simulateur pour valider le fonctionnement du programme.

1 Configuration du projet.☑ Ouvrez Unity Pro M et créez un nouveau projet; choisir un automate M-340 avec la référence de l'API de votre

poste.


☑ Faire apparaître le rack de l'automate, et y ajouter les différentes cartes d'E/S présentes sur votre rack :

– 16 E TOR : DDI1602 (position 1)– 16 S TOR : DRA1605 (position 2)– 4 E Ana (U/I) : AMI 0410 (position 3)– 2 S Ana (U/I) : AMO0210 (position 4)

☑ Enregistrez votre projet.

☑ Dans le menu « Automate », choisissez « définir l'adresse » choisir USB comme accès à l'automate :

Votre projet est à présent configuré au niveau matériel et en ce qui concerne la communication avec l'automate.


192.168.0.169

2 Premier Programme SFCNous allons réaliser le grafcet suivant :

☑ Rappelez le principe d'adressage CEI pour les API Schneider :

%I 0 . 1 . 3

☑ Complétez la colonne « adresse » du tableau suivant :

Symbole Désignation AdresseS1 Bouton poussoir 1S2 Bouton poussoir 2S3 Bouton poussoir 3S4 Bouton poussoir 4I1 Interrupteur 1I2 Interrupteur 2H1 Voyant 1H2 Voyant 2H3 Voyant 3H4 Voyant 4P1 Potentiomètre 1P2 Potentiomètre 2Am Sortie Ampèremètre


... ... ... ...

H3

H3

H4 H2

H1

H2

H1

E1

E2

E3

E4

E5

E6

E7

N

N

S

N

N

R

L t#5s

↑S1

S2 . I1 S2 . I1

S3

S4

S3

S4

S1 + S2

☑ Saisir les mnémoniques (noms symboliques remplaçant les adresses) du tableau précédent dans le projetUnity :

☑ Établir sur papier le Grafcet de l'application.

☑ Saisir le Grafcet sur Unity en créant une nouvelle section de programme en langage SFC dans la tâcheprincipale :

• Note 1 : La saisie du grafcet se fait simplement à l'aide des icônes suivantes :

• Note 2 : Pour définir la ou les étapes initiales, cochez la case correspondante dans les propriétés de l'étape (clic droit) :


• Note 3 : Pour associer une action à une étape, cliquez droit sur celle-ci, puis allez chercher la variable à activer – et cliquez sur « nouveau » :

Vous pouvez alors choisir le tytpe d'action : 'N' (normale), 'S' (Set), 'R' (Reset) etc...

☑ Compilez le programme ( « Génération » → « Générer le programme ») puis chargez-le dans le simulateur(« Automate » → « Connexion » → « Transférez le projet vers l'automate »)

☑ Testez le fonctionnement de votre graphe :


- Créez une table d'animation des différentes entrées / sorties du système

- Forcez les entrées de façon à faire évoluer le grafcet

☑ - observez l'évolution des étapes du grafcet et vérifiez l'activation des différentes sorties sur la tabled'animation.

3 Équations logiques en LD☑ Programmer les équations logiques suivantes :

• H1 = S1 . S2 + S3 . S4• activation de H2 si I1 et S1• désactivation de H2 si I2 et S2

4 Compteur en FBD.☑ Réaliser un compteur / décompteur modulo 10 (0 à 9) :

- Comptage des appuis sur S1- Décomptage des appuis sur S2- RAZ sur S3- Préchargement à 10 sur S4- H1 allumé si CV='0'- H2 allumé si CV='10'

5 Gestion des E/S analogiques en ST☑ Programmez le fonctionnement suivant :

- Les voyants H1 à H4 forment un vu-mètre pour l'entrée analogique 1, configurée en 0/10V ;- La sortie analogique Am (configurée en 4-20 mA) fournit un courant proportionnel à la différence (absolue) entre P1 etP2 (configuré en 0/10V) : Am = ABS (P1 – P2)


TP A : CentralePhotovoltaïque

Partie A : ModBus RTU - Mise en œuvre decapteurs de Courant

1 PrésentationUne centrale photovoltaïque de production d'énergie électrique est supervisée par un réseau Modbus. Des capteurs de courant (Wago 789-620) relèvent les intensités de chaque chaîne de panneaux.

Un contrôleur Wago 750-849, disposant d'une carte RS-485 relève les intensités mesurées par chacun des capteurs.

Le contrôleur permettra de visualiser les différents courants, et d'alerter en cas d'anomalie (sous-production, écart de production trop important entre les différentes string...).


Ethernet

Automate (Wago 750-849) - Carte de communication RS-485 (750-653)

Modbus RTU (liaison RS485)

Capteur 2 :Slave ID : 12




http://www.wago.com/wagoweb/documentation/789/int_info/t07890620_00000000_0xx.pdf

2 Préparation☑ Rappelez les caractéristiques de la couche physique RS-485, et les apports par rapport à la RS-232.

☑ D'après la documentation du capteur (Wago 789-620), Indiquez quels doivent les positions des DIP-switchspour chacun des capteurs.

☑ Donnez les trames, sous forme hexadécimale, permettant de lire dans les capteurs.

☑ Donnez le nombre de bits total échangés lors d'une question/réponse pour la lecture du courant.

☑ Avec quel débit binaire (exprimé en Bauds, équivalent dans notre cas à des bits par secondes) communiquentces capteurs ?

☑ Déduire des deux réponse précédente la durée minimale nécessaire à une lecture. Durée = [ Nombre total de bits échangés lors d'une question-réponse ] / [ Débit binaire ]

Note : Il existe en réalité des "temps morts" dans la communication, ce qui nous imposera de majorer le temps précédemment défini.

☑ Sur combien de bits est codée une variable de type « REAL » ?

☑ A combien de cases mémoires de type « WORD » cela correspond-il ?

☑ Soient les variables I1, I2, I3 et I4 de type « REAL ». Proposez une déclaration pour ces quatre variables, defaçon à ce qu’elles occupent dans le plan mémoire de l’API une zone la plus petite possible.

3 Cahier des chargesLe travail à réaliser consiste à créer une application sur le contrôleur Wago 750-849 permettant la lecture des courants délivrés par les capteurs de l'installation, et réaliser une interface graphique de visualisation qui doit permettre :

• D'afficher la valeur du courant (en ampères) mesuré par chacun des capteurs• De représenter sur un graphe déroulant l'évolution des différents courants mesurés avec un historique de 20s• D'activer un voyant d'alarme si l'écart entre 2 courants est supérieur à 0,5A pendant plus de 15s (signifie qu'il y a

un ombrage persistant sur un panneau solaire)• D'activer un second voyant d'alarme si le courant produit est inférieur à 3,5A en journée (entre 8h et 19h).

Ressources :• Documentation des capteurs de courant Wago 789-620• Aide sur l'utilisation du configurateur Modbus de CoDeSys

4 Manipulation☑ Créez un projet Codesys correctement configuré, avec les cartes d’E/S de la maquette utilisée.

☑ Prendre connaissance du document d’aide sur l’utilisation du configurateur Modbus

☑ En vous aidant de ce dernier, créez un programme capable de lire les valeurs des courants mesurés par lescapteurs

☑ Une fois le programme précédent validé, répondre aux différents points du cahier des charges


http://neanne.univ-tln.fr/IMG/pdf/Utilisation_Configurateur_Modbus.pdf



Partie B : ModBus TCP – Analyse de trames

5 PrésentationOn se propose d'étudier la supervision du site de production d'énergie photovoltaïque, à travers le protocole Modbus TCP. L’API est relié à un réseau Ethernet. Nous allons réaliser une pré-étude en définissant les trames Modbus TCP qui pourront être utilisées pour la mise en place d'une supervision de ce système.

Nous utiliserons pour cela le logiciel libre "Modscan32", qui permet d’émettre des trames Modbus TCP et de recevoir les réponses correspondantes.

6 Présentation de Modscan32Modscan 32 est un utilitaire gratuit permettant de simuler un client Modbus sur PC. Il peut s'avérer très utile (au même titre que d'autres logiciels équivalents) pour tester le matériel Modbus, valider les fonctions de communication lors de lamise en place d'un projet.

• Écran principal :


Adresse des données à lire. !!! Attention : les adresses commencent à '1' alors que les registres modbus sont adressées à partir de '0' → décalage de 1.

Quantité de données à afficher

Type de données Modbus à afficher

Données lues

• Écran de connexion :• Menu « Connexion » → « Connect »

« Remote TCP/IP Server » pour Modbus TCP :

« Com 1......10 » pour modbus série (RTU notamment) :


• « Setup » → « data definitions » pour choisir le type de requête de lecture :

• « Setup » → « display options » pour choisir le format d'affichage :

7 Travail à réaliser☑ Dans le projet Codesys précédemment réalisé : Stocker les valeurs des courants mesurés (du projet précédent)

dans des adresses mémoires contiguës.

☑ Sur Modscan32 : Émettre les requêtes de lecture permettant de lire ces valeurs, et visualiser les données lues.

☑ Visualisez, relevez et interprétez les trames de requête/réponse correspondantes en mode « traffic ».


Pour afficher les trames

Annexe : Capteur de courant Wago 789-620


TP B : Tri Postal 1 Présentation du systèmeLa partie opérative à automatiser est un système de tri postal. Les colis sont identifiés par un numéro lu sur unQR-code, puis convoyés et aiguillés vers trois destinations possibles, deux destinations perpendiculaires auconvoyeur et la dernière en fin de bande transporteuse. L’évacuation des colis ainsi que leur chargement sur la bande transporteuse est assurée par des vérins pneumatiques.La bande transporteuse est mue par un moteur asynchrone triphasé piloté par un variateur de vitesse ATV11.L’ensemble des capteurs et actionneurs sont connectés sur un bus AS-i alors que le lecteur de QR Codes est directementaccessible sur le réseau.

• Le tri des colis suivant sera adopté :

- Les colis destinés à TOULON ou LA VALETTE sont aiguillés vers le 1° bac,- Les colis destinés à SIX FOURS LES PLAGES vers le second bac,- Les autres atterrissent dans le bac en fin de convoyeur.


• Liste des entrées/sorties du système:

Description Nom AdrVérin (1) de poussée vers le poste de lecture (Action / Sortie) v_1A %QX4.8

Fin de course du vérin 1 (Capteur / Entrée) fc_1S1 %IX4.9

Vérin (2) de Tri vers le 1° bac (Action / Sortie) v_2A %QX4.9


Vérin (3) de Tri vers le 2° bac (Action / Sortie) v_3A %QX4.10


Mise en marche du convoyeur (Action / Sortie) MA %QX4.0

Arrêt d'urgence (Capteur / Entrée) AU %IX5.7

Détecteur IR : Présence Colis au poste de lecture de code SLC %IX4.12

Détecteur IR : Présence Colis au poste de chargement SPC %IX4.15

Détecteur IR : Le front descendant de ce détecteur indique la Présence d'un Colis en face du bac 1 SPE1 %IX4.13

Détecteur IR : Le front descendant de ce détecteur indique la Présence d'un Colis en face du bac 2 SPE2 %IX4.14

• La partie commande comporte :– Contrôleur Wago 750-841 (FW12), adresse IP : 192.168.0.163, muni :– 1 carte « coupleur ASi » : 750-655 (12 octets)– 1 carte de laison série RS232 C pour la lecture de code-barre (non utilisée ici, mais à configurernéanmoins) : 750-650/0003-0000#05

2 Préparation☑ Établir sur papier le Grafcet de fonctionnement normal dans un programme nommé GP, comportant deux

variables d'entrée booléennes nommée « Bac1 » et « Bac2 » validant respectivement l'aiguillage d’un colis vers lebac correspondant.

☑ En utilisant les fonctions de traitement des chaînes de caractères, établir le logigramme en langage CFCpermettant d’élaborer les booléens ‘Bac1’ et ‘Bac2’ à partir d’une variable ‘code’ de type STRING contenantl’adresse du destinataire du colis.


3 Lecture du QR CodeLe code QR est un type de code-barres en deux dimensions (ou code matriciel datamatrix) constitué de modules noirsdisposés dans un carré à fond blanc. L'agencement de ces points définit l'information que contient le code.

QR (abréviation de Quick Response) signifie que le contenu du code peut être décodé rapidement après avoir été lu parun lecteur de code-barres, un téléphone mobile, un smartphone, ou encore une webcam. Son avantage est de pouvoirstocker plus d'informations qu'un code à barres 1, et surtout des données directement reconnues par des applications,permettant ainsi de déclencher facilement des actions (source : fr.wikipedia.org/wiki/Code_QR)

Caméra industrielle utilisée dans ce TP pour lire le QR Code : Sensopart FA46

Les colis transités par le convoyeur possèdent tous un QR Code qui décrit le code postal et la ville de destination.

☑ Créez un nouveau projet correctement configuré, et déclarez les E/S en variable globales. (déclaration auniveau de la configuration de l’automate impossible car ces E/S sont gérées par un bus de communication)

☑ Acquisition manuelle du QR code :

La caméra sensopart FA 46 diffuse le code acquis sur le port 2005. son adresse IP est 192.168.0.199.Placer un QR Code sous le champ de la caméra (front descendant du capteur de position SLC) et acquérir le code avec la commande telnet. Comparer avec le résultat que donne votre smartphone.

☑ Acquisition automatique du QR Code :

Réaliser un programme implémenté sur un automate de type WAGO pour lire et afficher ce QR Code. Ajouter la bibliothèque « WagoLibEthernet.lib »à votre projet , et implantez le bloc suivant dans le programme principal :


https://fr.wikipedia.org/wiki/Code_QR#cite_note-1

https://fr.wikipedia.org/wiki/Code_%C3%A0_barres

https://fr.wikipedia.org/wiki/Webcam

https://fr.wikipedia.org/wiki/Smartphone

https://fr.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9l%C3%A9phonie_mobile

https://fr.wikipedia.org/wiki/Lecteur_de_code-barres

https://fr.wikipedia.org/wiki/Datamatrix

https://fr.wikipedia.org/wiki/Matrice_(math%C3%A9matiques)

https://fr.wikipedia.org/wiki/Code-barres

Ce bloc permet de créer un client tcp sur l’automate, qui nous permettra d’aller lire le QR-Code vu par le capteur.

☑ Définir le type et le rôle de chaque entrée/sortie de ce bloc (la première lettre du nom indique le type, la suitele rôle).

☑ Paramétrez ce bloc de façon à récupérer le QR code.

☑ Déclarez dans les variables globales du projet (onglet « ressources »), les capteurs et actionneurs ci-dessus,aux adresses CEI déterminées dans la préparation.

4 Programmation de la séquence de tri☑ Créez un sous programme « TRI » en langage SFC.

☑ Déclarez les noms symboliques du tableau page 15 aux adresse adéquates déterminées à la question Q23)comme variables internes de votre sous programme, en utilisant la syntaxe suivante:

☑ Définir les variables d'entrée de votre sous programme qui vont vous permettre de récupérer les valeursbooléennes relatives à l'aiguillage des colis générées en Q21).

☑ Programmez le grafcet correspondant à la séquence de tri des colis, et synchronisez-le avec la séquence delecture du QR code.

☑ Appelez votre sous programme « TRI » depuis le programme principal, et reliez-le aux autres éléments.

☑ Chargez votre programme dans le contrôleur et ajustez votre programme afin d'obtenir un fonctionnementacceptable (ajout d'étapes d'attente lorsque cela est nécessaire etc...)

5 Suivi des colis◦ Suivi des Colis par mail :

L'objectif de cette partie est de tenir informé l'expéditeur du colis du trajet suivi par celui-ci, en envoyant unmessage du type « votre colis a été expédié vers le centre de tri n°... le…/…/ à ...h... ».Nous allons utiliser la fonction « Mail_SmtpClient » pour gérer l'envoi des mails :


• Paramètres d'entrée :

Nom Type Rôle

sSmtpServerIP string Adresse IP su serveur SMTP

sFrom string Adresse mail de l'expéditeur de l'e- mail

sTo string Adresse de la bôite mail destinatrice

sSubject string Objet de l'e- mail

sMessage string Message de l'e- mail

sAttachmentFileName string Nom de la pièce jointe (non utilisé dans ce TP)

ptAttachment pointer Pointeur vers le fichier joint (non utilisé dans ce TP)

iAttachmentLength integer Taille du fichier joint (non utilisé dans ce TP)

•• Paramètres de sortie :Paramètres de sortie :

xDone bool Passe à '1' dès que la mail a été envoyé

wError word Code d'erreur d'éxécution du bloc

sAnswer string Non utilisé dans ce TP

•• Paramètres d'entrée/sortie :Paramètres d'entrée/sortie :

xSend bool L'e-mail est envoyé sur front montant de xSend

Un serveur mail tourne sur un PC de la salle (demandez l'IP à l'enseignant), ses caractéristiques sont les suivantes :– nom de domaine : « geii.fr »– port SMTP : n°110–– adresses mail configurée : : [email protected] ; [email protected] ; [email protected] – mot de passe : geii

☑ Inclure à votre projet la bibliothèque « Mail_02.lib ». Placez le bloc « Mail_SmtpClient » dans votre 'PLC_PRG',et paramétrez-le de façon à envoyer un mail à chaque nouveau code lu.

☑ Générez les chaines de caractères « Ssubject » et « Smessage » de façon :

- à ce que l'objet du mail affiche « Suivi de votre colis n°... »- le contenu du message affiche : « votre colis est passé au centre de tri GEII à : … (date /heure »)

• Aide :

– Vous aurez besoin des fonctions suivantes (consultez l'aide de CoDeSys pour connaître leur fonctionnement):

– Attention, en langage CFC, le n° de chaque bloc placé sur le schéma indique son ordre d'exécution. Il estprimordial d'en tenir compte pour que le programme fonctionne.


mailto:[email protected]




TP C : Traitement de Surfacepour pièces métalliques

→ Reprises et sauts de séquences sur un grafcet→ Opérations sur fronts→ Programmation structurée avec variables globales→ Gestion d'un module d'E/S déportées en Profibus→ Mise en œuvre d'un pupitre tactile avec WInCC

1 Présentation du système➢ Partie Opérative :

L'objet de l'étude est la réplique d'un système de traitement de surface pour des pièces métalliques. Celles-ci doiventpasser successivement à travers plusieurs bain pendant des durées déterminées afin de conférer des propriétésparticulières (protection contre l'oxydation, résistance etc...).

Fig. 1 :

Synoptique du système.

Zone de Chargement

Zone de Déchargement

Bac 1 Bac 2 Bac 3 Bac 4

Encoches pour la dépose des pièces

Crémaillère motorisée pour la montée/descente du transporteur

Chariot motorisé sur rails pour le

déplacement latéral des pièces à traiter

La chaîne comporte 4 bains, une zone de départ comportant les pièces non traitées, une zone d'arrivée servant àstocker les pièces après leur traitement.Le fonctionnement attendu est le suivant :Après un appui sur « départ cycle » (Bouton poussoir S1), les pièces vont passer successivement dans les différentsbacs :

– 15 s dans le bac n°1– 20,5 secondes dans le bac n°2– 17 secondes dans bac n°3– 5 s secondes dans bac n°4

Pour éviter les risques de ballant, le démarrage et l'arrêt du chariot se font en petite vitesse lorsqu'une pièce estchargée. La zone correspondant à la petite vitesse autour d'un emplacement est délimitée par les capteursd'approche.Les autres déplacements horizontaux se font en grande vitesse.

➢ Partie Commande :

La partie commande est basée sur une architecture Siemens bâtie autour d'un réseau Profibus DP. Elle comporte :

– un API S7-315F 2PNDP (IP : 192.168.0.153) qui gère l'automatisation du système, à travers les entrées/sortiessuivantes :

Nom : Adresse : Rôle :

HLIM %I4.1 Indique que le l'élévateur arrive en butée horizontale (gauche ou droite)

LAPP %I4.3 Capteur d'approche gauche d'un emplacement

CTR %I4.4 Élévateur centré sur un emplacement

RAPP %I4.5 Capteur d'approche droit d'un emplacement

VLIM %I4.6 Indique que l'élévateur arrive en butée arrive en butée verticale (haute ou basse)

DCY %I4.7 Bouton poussoir « départ cycle »

MONTER %Q4.1 Commande de la montée de l'élévateur

DESCENDRE %Q4.2 Commande de la descente de l'élévateur

GAUCHE %Q4.3 Commande du déplacement vers la gauche de l'élévateur

DROITE %Q4.4 Commande du déplacement vers la droit de l'élévateur

RAPIDE %Q4.5 Commande la vitesse de déplacement rapide en combinaison avec 1 des 4 actions précédentes

ALARME %Q4.6 Alarme sonore signalant un défaut sur le système

– un module d'entrées-sorties déportées ET200s chargé de gérer un pupitre opérateur destiné afficher le bacen cours de traitement. Celui-ci gère les sorties suivantes :

Nom : Adresse : Rôle :

Bac1 Q0.0 Voyant indiquant qu'une pièce est en cours de traitement dans le bac 1





➢ Partie Relation :

– Un pupitre tactile TP 177B (IP : 192.168.0.154) qui permettra d'afficher les durées écoulées pour chaquebain.

L'architecture globale du contrôle / commande de cette installation utilise un réseau Profibus DP à 1,5Mbps pourl'échange d'informations entre la CPU, les E/S déportées et l'IHM :

2 Préparation☑ Réalisez, sur papier, le grafcet correspondant à un traitement "un par un" des pièces, c'est à dire que

chaque pièce est traitée de façon individuelle d'un bout à l'autre de la chaîne. Vous utiliserez un compteur afinde minimiser le nombre d'étapes de votre grafcet.

☑ Recherchez sur internet les réponses aux questions suivantes concernant le protocole de communicationProfibus :

• Quelle est la couche physique la plus utilisée en profibus DP ?• Quels sont les débits binaires possibles en profibus DP ?• Combien d'équipements peuvent être reliés sur un réseau profibus DP ? Quels types d'équipements ?• Qu'est-ce qu'une station active ?

3 Programme d'Automatisation Programme d'Automatisation➢ Fonctionnement Normal :

Le fonctionnement normal fera appel aux blocs et fonctions suivants :

• FB1 (CONT) : Sert à détecter le changement d'état d'un détecteur/bouton poussoir. Indispensablenotamment car on dispose d'une seule information pour les fins de course « haut » et « bas » ainsi que pour« gauche » et « droit » .

• FB2 (GRAPH) : Permet de mémoriser l'appui les demandes de marche/arrêt.• FB3 (GRAPH) : Décrit le cycle normal décrit ci-dessus dans la présentation du système.


IHM Adresse Profibus : 3

E/S déportéesAdresse Profibus : 4CPU (315F-2PN/DP)

Adresse Profibus : 2 (Maître) E/S déportéesAdresse Profibus : 4

IHM Adresse Profibus : 3

• OB1 (LOG): Tâche principale. Réalise l'appel des différents sous programmes précédents (et instancie lesblocs de données associés).

☑ Créez un projet TIA Portal. Définissez le matériel conformément au poste de TP.

☑ Programmez ces différents blocs fonctionnels et testez leur fonctionnement. Pour FB2, bous devrez mettreen œuvre un compteur dans le GRAPH. Pour cela, consultez l'aide de s7-graph pour connaître la syntaxepermettant de programmer une fonction de comptage dans une action.

➢ Module d'E/S déporté Profibus :

Un pupitre opérateur est relié à ce module. Il doit permettre à un opérateur distant du système de savoir dans quelbain est le pièce en cours de traitement. Le pupitre dispose donc d'un voyant par bain (H1, H2, H3 et H4). Lorsque lapièce est dans un bain, le voyant correspondant doit clignoter à une fréquence de 2 Hz.

☑ Dans « appareils & Réseaux », ajoutez le module d'E/S déportées IM 151-1 HF avec les cartescorrespondantes :

☑ Paramétrez la liaison profibus suivante dans « appareils & réseaux » . Créez un réseau profibus DP. Cliquezsur les ports de communication MPI/DP et configurez-les en DP, puis reliez-les entre eux :

☑ Réglez les adresses et débits donnés dans la présentation. Définissez la CPU comme maître sur la liaison.

☑ Vérifiez que les adresses CEI des variables Bac_1 à Bac_4 correspondent bien à un module de sortie dumodule IM 151.

☑ Programmez un bloc répondant au fonctionnement ci-dessus et testez son fonctionnement. Vous utiliserezl'octet de « memento de cadence » (cf aide du logiciel) pour créer une base de temps de 2Hz.

➢ Alarme :

Step 7 offre la possibilité de programmer différents types de routines d'interruptions via les blocs d'organisation. On peut par exemple provoquer le lancement d'un programme chaque minute/heure/jour/mois/année. Cela peutêtre utilisé pour planifier des opérations de maintenances par exemples. Pour adapter la fréquence dedéclenchement à la durée du TP, nous allons déclencher toute les minutes une interruption grâce au bloc OB10.

Les blocs de programme suivants vont être créés dans cette partie :


• OB10 (SCL): Bloc d'alarme horaire

• FB3 (CONT) : Traitement de l'interruption

☑ Validez l'alarme horaire dans la configuration matérielle de la CPU, et configurez-là toute les minutes :

Créez et programmez le bloc OB10 en langage SCL. Celui-ci aura pour seul rôle d'activer la sortie ALARME poursignaler le passage dans OB1.

Un second bloc fonctionnel sera chargé de traiter cette interruption, de façon à répondre au fonctionnement suivant :- Au bout de 10s d'activation, l'alarme provoque l'arrêt du grafcet- L'opérateur peut désactiver l'alarme en maintenant dcy enfoncé pendant 2s

☑ Programmez le fonctionnement demandé en créant FB4.

4 Programmation de l'IHM Programmation de l'IHM➢ Cahier des Charges:

L'interface tactile disposera des pages suivantes :- Vue 1 : Page d'accueil. Permet la navigation vers les vues «tempos » et «superv ».

- Vue 2 : « tempos ». Permet le réglage de la durée des 4 bains, entre 1s et 30s à l'aide de 4 curseurs.


- Vue 3 : « superv ». Affiche l'état des détecteurs du système ainsi que la durée écoulée dans le bain en cours.

☑ Ajoutez l'IHM à votre projet (« Appareils & Réseaux ») et configurez sa liaison profibus conformément auxdonnées de la présentation.

☑ Utilisez l'assistant afin de définir l'arborescence de vos vues (Clic-Droit sur le pupitre opérateur puis« Démarrer l'assistant Pupitres Opérateurs »…


☑ Programmez la vue « tempos » puis compilez et testez son fonctionnement.

→ Aide : Pour créer un curseur lié à une variable, dans la fenêtre de droite « accessoires », partie « éléments » faireglisser un « curseur » sur votre vue, puis cliquez dessus :

☑ Programmez la vue « superv» puis compilez et testez son fonctionnement.

→ Aide : Pour lier la couleur d'un objet à un booléen, dans la fenêtre de droite « accessoires », partie « Objets debase » faire glisser un « cercle » sur votre vue, puis cliquez dessus :



TP D : Torréfacteur Industriel 1 Présentation du système

◦ Partie opérativeLa partie opérative à automatiser consisté en une machine à torréfier le café, reproduisant à échelle réduite, unfonctionnement industriel :

fig.1 :

Synoptique

Le système comporte une cuve au sein de laquelle vont se dérouler le chauffage et le brassage du café. Un couverclemotorisé permet le chargement des grains par le haut.Une pale rotative commandée en vitesse variable permet de réaliser le brassage de la matière d’œuvre, tandis qu'unerésistance chauffante à ailette disposée sous la cuve assure son chauffage.

fig.2 : vue de profil du malaxeurLes éléments mis en jeu au niveau de la P.O sont synthétisés dans le tableau suivant :

Désignation Repère Rôle Fonction

Moteur Triphasé M1 Mise en rotation des pales du malaxeur actionneur

Moteur Triphasé M2 Montée descente du couvercle actionneur

Résistance Triphasée R Chauffage de la cuve actionneur

Machine à torréfierMachine à torréfier

- Choix recette

- Chauffage

- Brassage

- Chargement / évacuation

Grains de Café Verts

Café torréfié

Ailettes Diffusion de la chaleur produite par la résistance effecteur

Couvercle Isolation du contenu de la cuve effecteur

Pâle Brassage des grains effecteur

Sonde PT 100 PT100 Mesure de la température de chauffe capteur

Fin de course FDC Haut Détection de la butée haute du couvercle détecteur

Fin de course FDC Bas Détection de la butée basse du couvercle détecteur

Fin de course FDC Haut Détection de la butée haute du couvercle détecteur

Cellule photo électrique Cellule Niveau Détection « niveau plein » atteint dans la cuve détecteur

Capteur inductif Position pâle Détection de la position de la pâle permettant l'ouverture du couvercle

détecteur

→ Le schéma électrique de la partie puissance est disponible en annexe. 1

◦ Partie commande

La P.C est bâtie autour d'un API M340 avec la configuration suivante :• Rack 4 emplacements : XBP 0400• Alimentation DC 24V / 0,45A : CPS2000• CPU Modbus/ethernet : P 34 2020 v2.10 – Adresse IP : 192.168.0.180• Carte 16 e TOR DC 24V : DDI 1602• Carte 16 S TOR à Relais : DRA 1605• Carte 2E analogiques universelles / AMI 0410

◦ Partie RelationLe pupitre opérateur regroupe :

• un ensemble de commandes et signalisation (voyants, B.P et Inter). Ceux-ci permettent le pilotage manuelde chaque actionneur (lorsque le mode manuel est sélectionné) et la visualisation rapide des détecteurs dusystème

• Une IHM tactile Magelis STU655 (IP : 198.168.0.181) : Cette interface permet à l'opérateur le choix du modede fonctionnement : Manuel ou Automatique. Dans ce dernier cas, l'utilisateur peut choisir entre 3 recettesprédéfinies. Le mode manuel duplique les commandes et signalisations du pupitre et permet de visualiser latempérature de chauffe ainsi que la vitesse de rotation de la pâle.

→ Les pages disponibles sur l'IHM sont données en annexe 2.


fig.3: Pupitre de commande

L'implantation électrique des équipements mis en jeu est faite dans deux armoires distinctes : l’armoire « P.O » etl'armoire « P.C/P.R ».Deux paires de connecteurs DB9 et DB15 reliées par une nappe de fils permettent de relier la P.O à la P.C.Le lien entre l'IHM et la P.C est assuré par le réseau ethernet selon un protocole Modbus TCP.

2 Cahier des chargesLe système prend en charge deux modes de fonctionnement : manuel et automatique.

◦ Mode manuel :En sélectionnant ce mode avec la touche adéquate de l'IHM, l'utilisateur peut :

- Piloter la montée/descente du couvercle via les touches correspondantes sur l'IHM, les deux boutonspoussoirs du pupitre ou encore les deux boutons poussoirs de la P.O (Si le sélecteur « Maintenance » estactivé).- Activer la rotation de la pâle en petite, moyenne ou grande vitesse grâce au sélecteur 4 positions du pupitre.- Observer la température de chauffe ainsi que la vitesse de rotation de la pâle.- Visualiser l'état des détecteurs .

◦ Mode automatique :

En sélectionnant ce mode avec la touche adéquate de l'IHM, l'utilisateur peut choisir entre quatre recettes ayant lescaractéristiques résumées dans le tableau suivant :

Recette Durée de chauffe Température de chauffe Vitesse de brassage

Mocha 3 mn 55 °C MV

Arabica 4 mn 30 s 60 °C PV

Robusta 2 mn 75 °C GV


Une fois la recette choisie, la séquence opérée est la suivante :- L'opérateur appuie sur « BP_Malaxeur_On », la régulation de température est alors enclenchée- Une fois la température de consigne atteinte , le couvercle s'ouvre- Le système attend que la cuve soit remplie et que l'opérateur appuie sur le B.P de fermeture du pupitre- Le couvercle est refermé- La pâle est mise en rotation pendant la durée définie- La régulation est stoppée et la pâle arrêtée dans une position rendant possible l'ouverture du couvercle.- Le système attend que la température soit redescendue en dessous de 40°C pour pouvoir débuter unnouveau cycle

A tout moment, le passage en mode manuel ou l'appui sur un arrêt d'urgence provoque la réinitialisation du grafcetgérant le mode automatique.

3 Préparation☑ Sur la partie puissance du schéma électrique du système fournis en annexe, relevez les différents

préactionneurs de ce système et indiquez pour chacun : leur désignation, leur rôle et leur fonctionnement.

☑ Repérez les arrêts d'urgence du système. Sur quelles parties du système agissent-ils ? Indiquez tous leséquipements concernés.

☑ D'après la présentation de la P.O précédente et les schémas électriques donnés en annexe, expliquezquelles sont les sécurités mises en œuvre lors de la montée/descente du couvercle ?

☑ A l'aide du schéma, donnez les équations logiques des contacteurs correspondants en fonction de cessécurités et des sorties de l'API %Q0.2.8 (« monter couvercle ») et %Q0.2.10 (« descendre couvercle »).

☑ Établir le grafcet correspondant au fonctionnement automatique de ce système, en utilisant la syntaxe SFCet les noms de variables proposés en annexe 3.


4 Travail à réaliserL'application à réaliser comprendra 5 sections de programme :

Nom Langage Tâche Description

Sorties LD MAST . Gère le pilotage des différentes sorties. Chaque sortie est le résultat d'une équation logique dépendant :

- du mode de fonctionnement (Auto ou Manu)- Des B.P du pupitre et des bits de l'IHM (mode manu)- Des ordres de commande du grafcet (si mode auto actif)

. Gère le positionnement d'un bit « Auto_Manu » ('1' si mode automatique, '0' sinon)

GPN SFC MAST . Gère le grafcet de production normale. Il s'agit d'un grafcet linéaire correspondant à la séquence décrite dans le cahier des charges. Les paramètres de recette sont mémorisés à la sortie de l'étape initiale.Ce programme pilote des bits internes qui seront utilisés par « Sorties » pour activer les sorties correspondantes lorsque le mode « Auto » est actif.

Secu FBD MAST . Bloc chargé de réinitialiser GPN en cas d'arrêt d'urgence

Regul ST FAST(100ms)

. Assure une régulation de température TOR par hystérésis à ± 0,3°C autour de la consigne, lorsque le bit « régulation de température » est activé dans GPN. La sortie de ce bloc est un bit interne qui sera utilisé par « Sorties » pour piloter la résistance chauffante.

Calc ST MAST . Calcule la température en degrés (variable « temperature ») et lavitesse en Tr/mn (variable « info_vitesse_pale ») à afficher dans l'IHM.


Annexe 1 : Schémas électriques (1)

Transmetteur PT100 :

0,1 V / °C

Annexe 2 : Écrans de l'IHM


Écran d'Accueil Cycle Automatique

Mode manuel

Annexe 3 : Variables• Entrées :

• Sorties :

• Internes (Liens avec IHM) :



TP E : Xylophone Automatisé• → Programmation en SFC, FBD, ST et LD• → Communications industrielles : Gestion d'un réseau CANopen• → Commande d’axe par motovariateur brushless• → Mise en œuvre d’une IHM

1 Présentation du système◦ Partie opérative :

• La partie opérative à automatiser est un xylophone composé de 11 lames métalliques (correspondant aux notesLA, SI, DO, RE, MI, FA, SOL, LA, SI, DO, RE) pouvant être frappées par un percuteur (actionné par unélectroaimant) monté sur un chariot mu par un ensemble « moteur brushless + variateur + codeur +réducteur/roue dentée/courroie » permettant de sélectionnée la note devant être jouée.

•

• Fig 1 : Maquette pédagogique « Xylophonis »

2 Préparation• Note : en fonction de votre cursus, cette partie pourra être réalisée en effectuant des recherches sur internet.

☑ Donnez les principales caractéristiques du moteur brushless (couple, accélération, type de pilotage,avantages/inconvénients, principaux domaines d'application)

☑ Donnez la relation entre la vitesse de rotation Nmot (exprimée en tr/mn) en sortie de l'arbre moteur, et lavitesse de déplacement linéaire (exprimée en m/s) du chariot.

☑ A l'instant t=0s, le chariot est en position d'origine (x=0m – face à la note LA). Donnez la relation entre la position x(t) du chariot et la vitesse linéaire de déplacement v(t) de celui-ci.

☑ Déduire des deux questions précédentes la relation entre Nmot(t) et x(t).

☑ Le servomoteur utilisé est équipé d'un codeur incrémental de résolution 15875 points par tour. Calculez larelation entre la variable de l'automate « CPT_POS » (de type DINT) servant à compter les impulsions

délivrées par le codeur, et la position x du chariot exprimée en cm.

☑ En déduire le programme ST permettant le calcul de la position du chariot.

3 Étude du dossier technique.Le dossier technique du système est téléchargeable sur le lien suivant. La partie « dossier électrique » de la versionM340 est à étudier pour répondre aux questions ci-dessous.

☑ Faire le bilan des entrées sorties de l’API utilisé : type (E/S, TOR/Ana), désignation, rôle, adresse CEI.

☑ Prendre connaissance de la documentation du variateur de vitesse utilisé en cliquant sur le lien.

☑ Faire le bilan des entrées sorties du variateur de vitesse utilisé : type (E/S, TOR/Ana), désignation, rôle.

☑ Lister les organes de sécurité du système (rôle, repère et désignation). (pour l’équipement repéré A6,cliquez sur le lien).

☑ Indiquer quelles sont les E/S de l’API et du variateur impactés par les organes de sécurité de la maquette.

☑ Indiquer quels sont les actionneurs directement (c’est à dire électriquement) impactés par les organes desécurité de la maquette.

•

4 Caractéristiques de l'entraînement.☑ D’après la note d’applications suivante, expliquez la différence entre un codeur incrémental et un codeur

SinCos.

☑ Quel type de codeur est utilisé sur le xylophone automatisé ? Quels sont ses avantages ?

☑ En prenant en considération la référence du variateur utilisé, indiquez, pour le moteur brushless utilisé :

• - la puissance de sortie nominale• - le couple nominal• - le couple crête d’arrêt• - la vitesse nominale

☑ Déduire de cette dernière donnée la vitesse de déplacement linéaire nominale du percuteur du xylophone.

☑ En considérant que la transmission se fait sans pertes, calculez la masse maximale que peut peser lechariot pour un déplacement à vitesse nominale et à puissance nominale.


https://download.sew-eurodrive.com/download/pdf/16742036.pdf

http://download.schneider-electric.com/files?p_Reference=S1A28731&p_EnDocType=Instruction%20sheet&p_File_Id=8637525983&p_File_Name=S1A28731_00.pdf

http://pdf.schneider-electric.nu/files/partnumbers/LXM32MU90M2_document.pdf

http://neanne.univ-tln.fr/IMG/pdf/MD1AD961_Xylophonis_NT_FR_IE03.pdf

5 Analyse & Modification du programme de l’ API.Les projets Unity Pro et Vijeo Designer (pour l’IHM) sont téléchargeables sur neanne.univ-tln.fr, rubrique « LPSARII→Automatismes » : lien de téléchargement.

☑ Ouvrir le projet Unity à compléter et vérifier :

• La configuration de l’API (CPU, E/S …)• La configuration du/des réseau(x) utilisé(s)• La définition du variateur utilisé

☑ D'après le bilan des E/S établi en préparation, complétez les sous programmes « input » et « outputs » duprojet fourni.

☑ Complétez le programme « info_real_time » permettant le calcul de la position du chariot à partir del'information délivrée par le codeur.

☑ Ouvrir le projet vijeo designer fourni et relevez les adresses des variables affectées par les touches« montée » et « descente » de la page 7 de l’IHM

☑ Recherchez dans la configuration de l’entraînement, le nom de la « variable d’axe » permettant d’identifierl’entraînement dans le projet Unity lors de l’utilisation des blocs fonction dédiés.

☑ Recherchez dans l'aide d'unity la fonction « MC_JOG », et utilisez cette dernière pour programmer ledéplacement en mode « manuel » dans le sous-programme « mod_jog» :

• touches « montée » et « descente » de la page 7 de l’IHM pour gérer le déplacement• vitesse lente=100, vitesse rapide=1000

☑ Chargez votre projet et testez le mode manuel (vérifiez en même temps le programme « info_real_time »).

☑ Positionnez le percuteur face à la première lame du xylophone (note la plus grave) et relevez la positioncorrespondante dans la variable « reg_codeur ».

☑ Dans « Variables élémentaires », complétez les valeurs du tableau « table_position » en fonction descalculs effectués dans la préparation. (les 11 premières cases de ce tableau correspondent aux 11 lames duxylophone, espacées de 3cm chacune)

☑ Recherchez dans l'aide d'Unity la fonction « MC_Writeparameters », et utilisez cette dernière pour gérer lasortie DQ0 du variateur dans le sous-programme « alarmes » , conformément aux commentaires indiqués dansce dernier.

☑ Complétez le sous programme « commande_percuteur », conformément aux commentaires indiqués dansce dernier.

☑ Recherchez dans l'aide d'unity la fonction « MC_Home ». Expliquez alors le rôle du programme« mode_pom ». Ajoutez des commentaires à ce programme.

☑ En analysant les actions S_1_2a et S_1_9a du programme « Chart », définir le rôle des variables suivante,en précisant leur type :

• tables_notes• notes_mel_usine• pos_note_a_jouer• duree_note_a_jouer• note_a_jouer


http://neanne.univ-tln.fr/IMG/zip/Prog_Xylo_Etud.zip

6 Modification de l'IHM☑ Compléter la page 24 de l’IHM, afin d’afficher les notes jouées par le xylophone. Pour cela, on représentera

les 11 lames du xylophone, et seule la lame frappée devra être rendue visible.

7 bus CANOPEN (1h30)◦ Préparation

☑ Quelle couche physique est utilisée sur le bus CanOpen ?

☑ Quel est le débit maximal possible ?

☑ Comment appelle-t-on le mode d'accès au media de communication ? Quels sont ses avantages ?

☑ Combien de nœuds peuvent être reliés sur un réseau Canopen ?

☑ Quel est le rôle du gestionnaire de bus ?

☑ Définir les termes suivants : PDO, node-guarding, bit stuffing

◦ Travail à réaliser

☑ Relevez l'adresse topologique de la variable « valeur_codeur » dans le projet Unity. En vous aidant del'aide logicielle, expliquez comment est réalisé l'adressage de cette donnée.

☑ Quels sont les PDO utilisés dans le projet Unity ? A quoi correspondent-ils ?



TP F : TGBT supervisé 1 Présentation.On se propose à travers ce TP de mettre en œuvre un écran tactile Schneider HMISTU655 qui permettra de superviser une armoire électrique.Les équipements de cette armoire et l’écran tactile sont reliés à un réseau Modbus RTU.Il s'agira au cours du TP de paramétrer la liaison entre ces appareils, de définir les communications à établir entre les équipements, puis à travers le logiciels associé à l’IHM (Vijeo Designer) de créer des vues permettant de visualiser l’état des équipements du TGBT et d’agir sur ceux-ci.

• Le synoptique du TGBT considéré est le suivant :

Il permet de gérer une installation électrique comportant 4 départs, équipés chacun d’un disjoncteur avec contact auxiliaire et d’un contacteur (relais) de commande. Une centrale de mesure permet de récolter l’ensemble des paramètres électriques de l’installation, tandis qu’un module de sous-comptage permet de mesurer l’énergie consommépar un des départs.

L’IHM permettra de superviser l’état de l’installation (état des disjoncteurs, mesures des paramètres électriques) et de la piloter (commande des relais, mise en place de délestages).

• Schéma (partie commande) :

• Schéma (partie puissance) :


2 Préparation : Définition des échanges ModbusNous allons dans cette partie définir les fonctions Modbus à utiliser (codes fonction, adresses, données…) afin depermettre à notre IHM (Schneider HMI STU655*) de communiquer avec la centrale de mesure Schneider PM9C* et lemodule Schneider smartlink Acti9 A9XMSB11*.

*Cliquez sur le lien pour obtenir la documentation du produit correspondant.

Ces équipements seront, sur le réseau modbus :• IHM : Maître• Centrale de Mesure : Esclave 1• Module smartlink : Esclave 2

☑ Justifiez le choix d’une liaison RS-485 pour la couche physique du réseau Modbus dans la présenteapplication (TGBT).

☑ Relevez, sur les documentations des deux esclaves, quels sont les paramétrages possibles de la liaison RS-485 (débit, parité, bits de stop).

☑ En déduire le paramétrage qui devrait être défini au niveau de la liaison maître si les valeurs par défautsont conservées.

☑ Relevez, sur la documentation de la centrale de mesure, les adresses Modbus permettant de lire :

◦ la tension V1◦ la puissance active consommée◦ le facteur de puissance◦ le courant I1

☑ Avec quelle fonction Modbus peut-on lire ces données ?

☑ Écrire la trame Modbus RTU complète (hors CRC) permettant de lire le courant dans la phase 1.

➢ Relevez, sur la documentation du module smartlink, les adresses Modbus permettant de lire :

• l’état des contacts auxiliaires des 4 disjoncteurs (reliées aux entrées I1 des canaux 2 à 5)• l’état des contacteurs (reliées aux sorties Q des canaux 2 à 5)• la valeur du sous-compteur d’énergie (relié à l’entrée I1 du canal 1)

☑ Relevez, sur la documentation du module smartlink, les adresses Modbus permettant de commander lesrelais reliées aux sorties Q des canaux 2 à 5.

☑ Indiquez les valeurs à écrire sur ces adresses pour piloter l’ouverture et la fermeture.


http://download.schneider-electric.com/files?p_Reference=DOCA0004EN&p_EnDocType=User%20guide&p_File_Id=7840477074&p_File_Name=DOCA0004EN-06.pdf

http://download.schneider-electric.com/files?p_Reference=GHE12248AC&p_EnDocType=Instruction%20sheet&p_File_Id=682144621&p_File_Name=GHE12248AC.pdf

https://www.schneider-electric.fr/fr/product/download-pdf/HMISTU655

3 Configuration de l'IHM☑ Ouvrez Vijeo Designer et créez un nouveau projet :

☑ Choisissez la cible à programmer :

☑ Rentrez la configuration IP suivante : adresse IP : « 192.168.0.182 », Masque : « 255.255.255.0 ».

L'arborescence du projet se présente sous la forme suivantes :


→ (1) Permet de créer de nouveaux écran. Des images et du texte peuvent être insérés, et surtout des objets dynamiquement liés aux variables du(des) équipement(s) esclave(s) :

Commutateur - Voyant - Afficheur/saisie Numérique - message - compteur - graphique

→ (2) Sert à déclarer les variables à lire/écrire dans le(s) équipement(s) scruté(s). Une variable est accessible grâce à son adresse CEI.

→ (3) Permet de définir le(s) équipement(s) scruté(s) par l'IHM.

☑ Dans le gestionnaire d'Entrées/Sorties, définir un nouveau pilote « Modbus (RTU) » configuréconformément aux indications figurant sur le synoptique de la page 1.

☑ Créez un écran d'accueil permettant de naviguer vers 4 autres écrans au moyen de 4 commutateurs :

• états des disjoncteurs• commande des relais• mesures PM9C• délestage


Définition des différentes vues qui composent l'IHM (1)

Déclaration des variables de l'automate en lien avec l'IHM (2)

Définition des équipements vus par l'IHM (3)

4 Communication avec la centrale de mesure.☑ Déclarer un nouvel équipement sur la ligne créée, nommé par exemple « PM9C », d'adresse Modbus « 1 » :

☑ Déclarez les différentes variables à lire dans la centrale, avec les adresses correspondantes à celles définiedans la préparation. Respectez les types indiqués.

➢ Créez l’écran « Mesures» permettant d'afficher les paramètres électriques de l’installation, et en lier leséléments de la page aux variables correspondantes :


Exemple de création de variable : bit d’adresse 1 de l’esclave 1

Permet d'utiliser les adresses CEI (%I,%M,%Q) pour définir les variables échangées avec l'automate, plutôt que les adresses Modbus.

• Exemple : affichage de la fréquence :

☑ Chargez votre projet et testez les différents affichages.


5 Communication avec le module « Smart Link Acti9 ».

➢ Déclarer un nouvel équipement sur la ligne créée, nommé par exemple « Acti9 », d'adresse Modbus « 2 ».

➢ Déclarez les différentes variables à lire dans la centrale, avec les adresses correspondantes à celles définie dansla préparation. Respectez les types indiqués.

➢ Créez l’écran « etat_disj » permettant d'afficher l'état des contacts auxiliaires des disjoncteurs, en plaçant desvoyants sur la page « entrées TOR » et en liant ceux-ci aux variables correspondantes :

➢ Créez l’écran permettant de piloter les voyants de la platine en plaçant huit commutateurs sur la page« Relais ». On associera à chaque relais 2 commutateurs de couleurs différentes, un pour l’allumage et l’autre pourl’extinction.

L’appui sur un commutateur doit provoquer l’écriture de la valeur adéquate dans le bit mémoire du module smartlinkacti9, afin d’assurer la fermeture ou l’ouverture du relais correspondant.

➢ Pour cela, définir une opération sur « bit » de type « affecter » dans l’onglet « général », à l’appui sur chaquecommutateur.

➢ Chargez votre projet et validez la commutation avec le smartlink.

6 DélestageOn souhaite délester une partie de l’installation (départ n°2) lorsque la puissance instantanée dépasse 50W.

☑ Créez une action (Clic-droit sur « Actions » dans le navigateur) à déclenchement périodique (toutes les 1s).

☑ Rentrez le test correspondant au dépassement de 50W dans la case correspondante.

☑ Enfin, lorsque l’écran « paramètres d’actions » apparaît, affectez au bit relatif au relais n°2 la valeurcorrespondant à l’ouverture de celui-ci.


Exemple : affichage de l'état de la variable fdc_b

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