ENSA–Tanger

4éme

GSEA

Automate Programmable Industriel

Prof : A. HADDI

Travaux pratiques des API

Dans le cadre d’apprendir le savoir-faire de nos futur ingénieurs, on se propose d’explorer l’Automate

Programmable Siemens S7-300. Ceci par réalisation de quelques exemples de programmation

permettant d’avoir un fonctionnement optimal et selon des spécifications définis par le cahier des

charges des applications dont on dispose :

Machine à laver,

Tunnel,

Feu tricolor,

Système d’alarme,

Système démarrage étoile /triangle,

Coffre fort.

Le travail demandé pour chaque application consiste en premier lieu à proposer un cahier de charge

pour l’application à réliser, de faire une configuration materiel, de proposer un programme convenable,

de réaliser le cablage entre automate et la carte d’application et de tester le comportement après

l’envoie du programme.

Machine à laver

Le système à étudier comporte les entrées et sorties suivantes :

Inputs

o N : Switch représentent le niveau de l’eau choisi N(en bas) =0 (machine à moitié remplie) N(en haut)

=1 (remplissage normal de la machine).

o H1 : Capteur détectant la fin de course du niveau 1 de l’eau remplie.

o H2 : Capteur détectant la fin de course du niveau 2 de l’eau remplie.

o ON : Switch responsable de mettre le système en service ON(en haut) =1 (système mis en service)

ON(en bas) =0 (système mis hors service).

o P30° : Switch responsable de régler la température P30°=0 (la température égale à 30°), P30°=1 (la

température égale à 60°).

o S30° : Capteur de fin de course indiquant que la température 30° est atteinte.

o S60° : Capteur de fin de course indiquant que la température 60° est atteinte.

Outputs

o H : La sortie qui agit sur l’augmentation de la température jusqu’à ce qu’elle atteigne la température

sélectionnée

o IN : La sortie indiquant que la vanne responsable du remplissage de l’eau est ouverte lorsque IN=1.

o N1 : c’est la sortie indiquant la vitesse du moteur lors du lavage.

o N2 : c’est la sortie indiquant la vitesse du moteur lors de l’essorage.

o RL : c’est la sortie indiquant le sens de rotation du moteur si on suppose que lorsque le moteur

tourne à gauche RL=1 alors lorsque le moteur tourne dans le sens inverse RL=0.

o OUT : c’est la sortie indiquant que la vanne responsable de l’évacuation de l’eau est ouverte.

Exemple de cahier de charges :

Le fonctionnement de la machine nécessite de fixer le niveau de l’eau (N machine plienne ou F

machine à moitié plienne), la température avec laquelle on souhaite laver la lessive (30° ou 60°) et

d’ouvrir la vanne pour remplir l’eau en suite.

Suite à cette action la Led indiquant que la vanne est ouverte s’allume, ainsi que les Leds définissant le

niveau de l’eau et la température s’allument si le niveau de l’eau et la température choisis sont atteints.

Notons que si la température choisie est 60° la sortie H responsable de cette augmentation de

température ne doit pas être remise à 0 que si la température 60° est atteinte, la même chose pour le

niveau haut s’il est choisi la sortie IN responsable du remplissage de la machine avec l’eau ne doit être

remise à 0 que si ce niveau haut soit atteint.

Après cela on met le moteur en marche ce dernier doit tourner lors du lavage à une vitesse n1 (une Led

rouge indique si ceci est réalisé) tout en alternant le sens de rotation c'est-à-dire il doit tourner pour une

temporisation T1 dans le sens1 puis il alternera au sens2 pour une temporisation T2, avant de revenir

au sens1.

Une fois la lessive est lavée on doit ouvrir la vanne pour évacuer l’eau une Led rouge s’allume

indiquant cette action après une temporisation de T3, l’essorage commence.

Le moteur tourne donc avec une vitesse n2 tout en alternant le sens de rotation c'est-à-dire il doit

tourner pour une temporisation T4 dans le sens1 puis il alternera au sens2 pour la même temporisation

T4 avant de revenir au sens1.

Tunnel

Exemple de cahier des charges :

I1, I2, I3, I4 représentent 4 capteurs de détection de passage d’une voiture au sein du tunelle étudié et

I5 représente la barrière qui monte et descend après une temporisation. L1, L2 et L3 sont

respectivement les leds vertes (pour le passage des voitures), orange (pour la temporisation) et rouge

pour l’arrêt du passage. Les moteurs M1, M2 et M3 représentent des moteurs de ventilations dans la

tunnel.

Feu tricolor

Exemple de cahier des charges :

L’objectif de cette application consiste à la gestion des feux tricolors entre une route principale et une

autre secondaire avec un passage de piéton, ce carrefour passe principalement par 4 modes de

fonctionnement :

1. Par défaut : circulation des véhicules dans la route principale avec un feu rouge sur la route

secondaire et sans présence des piétons.

2. Présence de piéton appuie sur la le bouton pour demander la permutation des feux, le feu jaune

s’allume alors avec une temporisation permettant aux véhicules de diminuer leurs vitesse puis le feu

rouge s’allume, les feu passent au mode par défaut après une temporisation pour le passage du piéton .

3. Présence voiture sur la voix secondaire : même principe

Système d’alarme

Exemple de cahier des charges :

Le système d’alarme s’active par un commutateur principal .Il existe deux autres commutateurs pour

les fenêtres et un pour la porte. Pour détecter la présence d’une personne il existe un capteur derrière à

cote de la maison qui s’allume en cas de présence de quelqu’un.

La présence d’une personne est détectée par un capteur de présence situé derrière la maison. En cas de

présence d’une personne l’alarme déclenche un son.

Système de démarrage étoile triangle

Exemple de cahier des charges :

Le fonctionnent de ce système de commande consiste en premier lieu au pilotage du démarrage d’un

moteur asynchrone triphasé étoile triangle et en second lieu à la gestion de la rotation du moteur dans

les deux sens.

Les E/S du système :

Inputs : 3 boutons de commande sens droite, gauche et bouton de stop.

Outputs : 4 interrupteurs accompagnés par des leds pour la vérification

KM1 : assure la rotation droite

KM2 : assure la rotation gauche

KM3 : assure le démarrage triangle

KM4 : assure le démarrage étoile

Fonctionnement détaillé :

Suite à l’appuie sur l’interrupteur de marche, le moteur démarre par un couplage étoile dans le sens

gauche qui dure le temps d’une temporisation de 5s. En suite, le couplage se permute en triangle. La

commande du sens de rotation s’effectue par les deux boutons poussoirs qui lui en dédiés.

Coffre fort

Description du fonctionnement :

Entrées de l’automate : A, B : représentent les Ship select du multiplexeur permettant de choisir la voie voulu de l’ensemble

(S0, S1, S2, S3). Par exemple si A, B prennent la valeur 0, 1 on se retrouve avec la voie S1.

Y0, Y1, Y2, Y3 : représentent l’information binaire qu’on veut afficher sur le 7 segments.

Sorties de l’automate :

a0, b0, c0, d0, e0, f0, g0 : constituent les éléments du premier afficheur 7 segments.

a1, b1, c1, d1, e1, f1, g1 : constituent les éléments du deuxième afficheur 7 segments.