08 Automates Programmables

MEC-743 Instrumentation et contrle de procds industriels 08 Automates programmables

MEC-743, cours n8Automates programmables

Bsata, Instrumentation et automation, chap. 12.5

MEC743 - Martin Viens, prof.Dpartement de gnie mcaniqueProgramme de baccalaurat

Le gnie pour l'industrie

Objectifs de la sance

Introduction aux diffrents types de contrleursnumriques et circuits lectroniques programmables

Survol de la structure interne des automatesprogrammables. Particularits des modules dentres /sorties.

Introduction au langage de programmation ladder (LadderLogic Diagrams - LLD) spcialis dans le contrle deprocessus logiques squentiels et combinatoires.



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Contrleur numriqueContrleur numrique programmable



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Processeurs programmables

Fonction:Saisi, traite et transmet des donnes numriques suivantdes instructions enregistrs en mmoire

Type: Microordinateur / microprocesseur (PC) Microcontrleur Automate programmable (PLC: Programmable Logic

Controller)



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Architecture typiqueConsole de programmation et/ou interface oprateur

Lien rseau

Co-processeur

Interface decommunication Interface

Processeur

Capteur

Rception dinformation



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Mmoire Interface Actuateur

Envoie de commandes

Systme microprocesseur Les microprocesseurs sont des composantes lectro-

niques miniaturises la base des microordinateurs. Ilssont donc conus pour excuter des instructionssont donc conus pour excuter des instructionsprogrammes dans le cadre d'applications gnrales.



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Pour agir dans des applications de contrle, lesmicroordinateurs doivent tre interfacs grce descartes d'acquisition spcialises.

Systme microprocesseur



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Microcontrleur

Un microcontrleur est un circuit intgr rassemblant,dans un mme botier, un processeur central (CPU),plusieurs types de mmoires et des priphriques decommunication (Entres Sorties).



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Architecture dun microcontrleur

Port de communication

Interface usager

CPUCircuitrie de lhorloge

RAM

Mmoire flash

(programme)

ALURegistre

Unit de contrle

ADC DACPWM



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Temporisateur ADC DACPWM Comparateur

Ports dentre/sortie analogiques et numriques

Ex.: Camra automatique



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Ex.: Moteur combustion



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Ex.: Laveuse linge



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Automate programmable

Systme numrique spcialis, conu pour contrler,dans un environnement industriel, divers type deypmachines ou de procds

Possde des entres et des sorties analogiques et numriques Effectue des oprations logiques, arithmtiques, squentielles,

de comptage et de temporisation Effectue ces oprations suivant des instructions sauvegardes

dans une mmoire programmable



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Automate programmable



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Architecture et fonctionnementArchitecture et fonctionnement dun automate



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Fonctions de lautomate

partir des informations que lui fournissent les capteurset, suivant un algorithme dtermin par programmation,labore les commandes transmises aux actionneurs.

Assure la communication avec loprateur (interface aveclusager) et les autres processeurs qui grent laproduction ou qui interviennent dans le mme procd.



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Slection d'un automate

Automate non-modulaire nombre rduit dE/S capacits dextension limites solution adapte des tches

Automate modulaire sur un rail ou dans un bti possibilit d'ajouter une grande

varit de modules spcialiss(solution adapte aux besoins)

grand nombre dE/S plus dispendieux



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solution adapte des tchesde contrle simples

peu dispendieux

Structure interneConsole de programmation et/ou interface oprateur

Lien rseau

R ti di f ti

Interface de communication

Interface en entre

Processeur

CapteurBouton

Rception dinformation

Unit dentres /

sorties



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Mmoire Interface de sortie

ActionneurVoyant

Indicateur

Envoie de commandes

Processeur

Effectue les oprations logiques et arithmtiques suivant unesquence dicte par les instructions stockes en mmoire

Gre le trafic des donnes sur le bus interne (transfert enmmoire)

Procdure dauto-diagnostique (mesure pour sassurer dubon fonctionnement de toutes les composantes delautomate)

Un des critres de performance dun processeur est son



temps de cycle (le temps pris par lautomate pour interrogerles ports dentre, excuter le programme, et mettre jourles ports de sortie). Ce temps varie de 0.1 50 ms/ko.

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Module d'entres/sorties

Les modules dentres traduisent lessignaux industriels (tension, courant, i t l ti ) i f tirsistance, pulsation, ) en information

logique ou numrique interprtable par leprocesseur.

Inversement, les modules de sortiestraduisent les commandes du processeuren des signaux industriels.

Ces modules comportent 1 4 8 16 ou



Ces modules comportent 1, 4, 8, 16 ou32 voies (ports) dentre et/ou de sortie.

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Module d'entre analogique

Mesure une tension ou un courant lectrique et leconvertit en une valeur numrique (ADC).

Adapt des capteurs de temprature, de pression ouautres variables continues.

Les valeurs d'entre typiques sont 4-20 mA ou 1-5 VDC.



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Module d'entre logique

Mesure un signal binaire (deux tats).

Adapt des interrupteurs de fin de course des capteurs Adapt des interrupteurs de fin de course, des capteursde proximit, des dtecteurs photolectriques ou d'autresinterrupteurs (manuels ou non).

Gnralement, pour chaque entre logique, l'automatepossde une DEL qui indique l'tat de l'entrecorrespondante.



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Valeurs typiques (entre logique)

Tension continue: 5 (TTL), 12, 24 ou 48 VDC

Tension alternative: 24 48 110 ou 220 VAC Tension alternative: 24, 48, 110 ou 220 VAC

Capteur NPN (sinking): pousse lentre la masselorsquactiv (principalement utilise en Amrique)

Capteur PNP (sourcing): pousse lentre une source detension positive lorsquactiv (principalement utilise enEurope)



)

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Port d'entre en tension

Gnralement, llectronique de lautomate est lectriquement isole dela tension entrante par un optocoupleur (sparation galvanique). Lecouplage s'effectue par un signal lumineux qui peut tre visible oucouplage s effectue par un signal lumineux qui peut tre visible ouinvisible (infrarouge).

Permet de commuter lentre dun automate partir de signaux ayantdes tensions leves (jusqu 1000 V) et ce, autant en DC qu'en AC.



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Capteur NPN

Puisque le capteur fournit une masse (sinking output),l'entre commune de l'automate est mise sous tension( )(sourcing input)

Capteur NPN (sinking)

VCC

Tension compatible

INxx



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COM

compatible

-

+

Capteur PNP

Puisque le capteur fournit une tension (sourcing output),l'entre commune de l'automate est mise la masse (sinking

)input)



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Protection anti-rebond

Lorsquun interrupteur est activ (ou dsactiv), le contactrebondit mcaniquement sur sa nouvelle position avant de

Cse stabiliser. Ce rebondissement apparat comme deschangements dtat rapide la transition.



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Interrupteur en configuration pull-up

Signaux typiques Circuit de conditionnement

Module de sortie analogique

Gnre une tension ou un courant lectriqueproportionnel une valeur numrique (DAC).

Adapt aux moteurs (AC et DC), aux valves continues,

Les plages de sortie typiques sont 4 20 mA ou 0 10 VDC. D'autres plages sont galement disponibles (-5 +5 VDC, -10 +10 VDC, 0 +5 VDC, )



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Module de sortie logique Gnre un signal de contrle binaire (deux tats).

Adapt aux lampes tmoin, aux valves actionnes par solnode, auxp p , p ,systmes de verrouillage de porte,

Les tensions commutes vont de 5 240 V avec des courants allantjusqu 5 A.

Les ports de sortie sont configurs en sinking ou en source: Sinking: commute la masse de la charge (elle est branche

l'alimentation en permanence) Source: commute l'alimentation de la charge (la charge est branche



g ( gla masse en permanence)

Ces modules utilisent des interrupteurs lectroniques (transistors outriac). Lorsque la charge est trop importante, ces interrupteurscontrlent un relais lectromagntique.

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Port de sortie transistor

Adapt aux applications DC seulement Permet des courants moins intenses que les relais Plus rapide et plus durable que les sorties relais Une diode Zener protge le port contre les tensions induites

inverses provoques par des charges inductives (moteur,solnode, relais, )



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Diode Zener



Page 31

Port de sortie triac

Solution de choix pour les applications AC

Plus rapide et plus durable que les sorties relaisPlus rapide et plus durable que les sorties relais

Une attention particulire doit tre porte aux courants defuite afin qu'ils n'activent pas inopinment la sortie



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Triac TRIAC: Triode for Alternating Current

Lorsqu'amorc par un courant sur la gchette (G), permet de conduirel d l d di i ( h i bidi i l) L ile courant dans les deux directions (thyristor bidirectionnel). Le triacreste "passant" tant que l'intensit de ce courant ne baisse pas en-ded'un seuil appel courant de maintien et ce, quel que soit le courant degchette.

En AC, le courant revient 0 tous les demi-cycles. Ainsi, s'il n'y aplus de courant inject dans la gchette, le triac devrait passer enmode "bloqu" (ne plus conduire le courant). Toutefois, lorsque lacharge contrle est inductive, la coupure du courant provoque une



impulsion de tension qui peut tre suffisamment intense pourramorcer le triac et maintenir la conduction.

Ce problme est habituellement rgl par l'ajout d'un circuit RC(snubber) qui rduit le taux de variation de la tension aux bornes dutriac.

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Varistance

Composante lectronique, compose d'oxydes mtalliquesou de carbure de silicium, et rpondant une relation

f (courant-tension fortement non-linaire (similaire celle d'unediode).

L'intensit des courants pouvantcirculer dans une varistance estcependant suprieure celle d'unediode.



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Limite des applications bassesfrquences.

Port de sortie relais

Indpendant de la tension requise par l'actuateur

Permet des courants plus intenses que les transistorsPermet des courants plus intenses que les transistors

Dure de vie et vitesse limites par l'action mcanique ducontact

alimentation



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bit de contrle

Modules dE/S spcialiss

Module de contrle de moteurs: Moteur pas pas (compte le nombre dimpulsions envoyes au moteur)

M i ( l l i d li i d Moteur courant continu (contrle la tension dalimentation du moteursuivant un algorithme de commande de type PID)

Convertisseur de frquence et de signaux dhorloge en quadrature(lecture dun encodeur de position)

Module de mesure et de compensation (jonction froide) dethermocouple

Lecteur de codes barres



Etc.

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Mmoire

Emplacement o le programme est sauvegard Emplacement des variables de calcul (donnes

temporaires) Emplacement o le systme dexploitation est sauvegard Registres dans lesquels la valeur des entres est

temporairement sauvegarde lors de la scrutation de cesentres (image des entres)

Registres dans lesquels la valeur des sorties estt i t d tt d t i



temporairement sauvegarde en attendant quune mise jour de ces sorties ne soit faite par les modules de sortie(image des sorties).

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Types de mmoire

Volatile: Perd linformation en cas de panne delalimentation. Souvent suppl par une pile de secours RAM: Random Access Memory

Non volatile: EEPROM et mmoire Flash pour lasauvegarde du systme dexploitation ROM: Read Only Memory PROM: Programmable Read Only Memory (ne peut tre

utilise en criture qu'une seule fois)EPROM E bl P bl R d O l M



EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory(efface par rayons UV puis, rutilise en criture)

EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory (efface par signaux lectriques puis, rutilise encriture)

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Interface de communication

RS-232: communication srie (linforma-tion est communique, un bit lafois sur un seul fil) entre deuxfois, sur un seul fil) entre deuxdispositifs (un autre automate, uneimprimante, )

Rseau: lien de communicationpartag par plusieursdispositifs. Chacun deuxest identifi par uneadresse unique. La



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qcommunication se faitsuivant des protocolesdtermins (DeviceNet,Profibus, Ethernet, )

Langage Ladder oug gschma contacts

(Ladder Logic diagrams)



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Langage Ladder

Langage graphique trs populaire auprs desautomaticiens pour programmer les automatesprogrammables industriels (PLC).

Permet dcrire un programme de contrle sous laforme dun circuit lectrique comportant desinterrupteurs.

la diffrence dun programme sexcutant sur uni l LLD t



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microprocesseur, les programmes LLD sexcute enmode de balayages rpts.

Squence des oprations

Lecture des entres

Excution des instructions

Mise jour des sorties

X00 Y00

Les entres sont gauche

Les sorties sont droite

X01 X02 Y01

END

0 X00

0 X01

X02

0Y00

Y01

Y02

Cases mmoire lies aux entres

Cases mmoire lies aux sorties

X03

0

0

entres instructions des sorties

VCC

+-

COM



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PLC

24 V

X400

X401

X402

Y430

Y431

GND

Chien de garde (Watchdog)

Le chien de garde est un temporisateur qui est rarm audbut de chaque cycle d'excution. S'il n'est pas rarmavant l'expiration du dlai, l'automate tombe en situationde dfaut:

Arrt du programme Gnration de signaux de sortie scuritaires

Le chien de garde prvient des situations dans lesquellesl'automate serait embourb (erreur de programmation oumatriel dfectueux)



matriel dfectueux).

Il permet de sortir, par exemple, d'une boucle infinie quiempcherait l'excution normale des instructions duprogramme.

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Lecture des entres

Toutes les entres sont lies des cases mmoirespcifiques: Un bit par entre logique Un (ou plusieurs) octets (mots de 8 bits) par entre

analogique

Sil y a du courant qui passe par lentre Xxx, un "1"logique est crit dans la case mmoire attache cetteentre.



Sil ny a pas de courant qui passe par lentre Xxx, un "0"logique est crit dans la case mmoire attache cetteentre.

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Excution des instructions

Chaque chelon du programme est excut tour derle, de haut en bas et de gauche droite.

Les variables sont values partir de linformationcontenue dans les cases mmoire. Les variations dansles signaux dentre ne seront pris en compte que dans lecycle dexcution suivant.

Le rsultat des oprations est plac dans des casesmmoire attaches aux variables de sortie



correspondante.

Durant ltape dexcution, le programme nintervient nisur les entres, ni sur les sorties physiques du PLC.

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Mise jour des sorties

Toutes les sorties sont lies des cases mmoirespcifiques: Un bit par sortie logique Un (ou plusieurs) octets (mots de 8 bits) par sortie

analogique

Sil y a un "1" logique dans une case mmoire attache une sortie, le commutateur de cette sortie (transistor, triacou relais) est activ (on y permet le passage duncourant)



courant).

Sil y a un "0" logique dans une case mmoire attache une sortie, le commutateur de cette sortie est dsactiv(on y empche le passage dun courant).

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Temps de rponse

c

h

i

e

n

d

e

g

a

r

d

e

e

s

e

s

g

r

a

m

m

e

R

a

r

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e

m

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L

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E

x

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p

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r

e

m

e

n

t

d

t

a

t

u

r

l

a

s

o

r

t

i

e



Page 47

C

h

a

n

g

e

m

e

n

t

d

t

a

t

D

t

e

c

t

i

o

n

d

u

c

h

a

n

g

e

m

I

m

p

a

c

t

s

u

Opration contact Contact fermeture XIC: Examine if closed NO: Normally open contact

bit xx tat"0" False"1" True

Contact ouverture XIO: Examine if open NC: Normally closed contact

bit xx tat"0" True"1" False

Contact front montant Dtection de front positif

bit xx tatTrue



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DIFU: Differentiate up autre False

Contact front descendant Dtection de front ngatif DIFD: Differentiate down

bit xx tatTrue

autre False


Comportement des contacts



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Oprations relais Relais direct OTE: Output energize Normally de-energized coil

tat bit xxFalse "0"True "1"

Relais invers Outbar, Out not Normally energized coil

tat bit xxFalse "1"True "0"

Relais action set OTL: Output latch

tat bit xxFalse inchang



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SET True "1"

Relais action reset OTU: Output unlatch RES: Reset

tat bit xxFalse inchangTrue "0"

Comportement des relais



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Relais bascule



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Fonction logique - ET

X401 X402 Y4310 0 0

Y431 = X401 X402

0 0 00 1 01 0 01 1 1



Page 53

Fonction logique - OU

X401 Y431X401 X402 Y431

0 0 0

X402

END

Y431 = X401 X402

X401

0 0 00 1 11 0 11 1 1



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X402 Y431

Fonction logique - NON

NOTX401 Y431

0 1Y431

END

Y431 = X401

X401 0 11 0



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Y431X401

Proprits des oprations0 00

a a a aa a a a a commutativit

a b b aa b b a

0 11 1 1

a a a aa a a

associativit

distributivit

a b c a b c

a b c a b c

a b c a b a c

NON OU b b



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NONOU:

NONET:

XOU:

a b a b

a b a b

a b a b a b


Fonction logique NON-OU

X401 X402 Y4310 0 1

Y431 = X401 X402

0 0 10 1 01 0 01 1 0



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Fonction logique NON-ET

X401 Y431X401 X402 Y431

0 0 1

X401

X402

END

Y431 = X401 X402

0 0 10 1 11 0 11 1 0



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Y431X402

Fonction logique XOU

X401 Y431X402X401 X402 Y431

0 0 0

X401

END

Y431 = X401X402 X401X402

X402

X402X401

0 0 00 1 11 0 11 1 0



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Y431X401 X402

Carte de Karnaugh

Mthode graphique qui peut tre utilise pour identifierlexpression boolenne qui satisfait une table de vritdonne

A B Q

0 0 00 1 0 A

B B

AQ



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0 1 01 0 11 1 1 11A

AQ


Rgles dutilisation Un seul bit change la fois dans la squence des variables identifiants

les lignes et les colonnes de la carte. Indiquer toutes les combinaisons qui donnent un rsultat vrai par un 1.Indiquer toutes les combinaisons qui donnent un rsultat vrai par un 1. Indiquer toutes les combinaisons qui donnent un rsultat faux par un 0

ou labsence de caractre. Indiquer toutes les combinaisons qui ne sont pas utilises par le circuit

par un X. La carte est sphrique i.e. que le bas est juxtapos au haut et que la

gauche est juxtapose la droite. Regrouper un maximum de 1 et de X ensembles tout en gardant un

aspect symtrique par rapport au centre de la slection. Le nombre



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aspect symtrique par rapport au centre de la slection. Le nombredlments dans chacun des groupes doit tre une puissance de 2.

Tous les 1 doivent faire partie dau moins un regroupement. Aucun 0ne peut y figurer. Les X peuvent en tre carts.

Carte de Karnaugh



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Ex.: Affichage 7 segments



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Ex.: Affichage 7 segments

Code binaire Segment

A B C D a b c d e f gA B C D a b c d e f g

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0

2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1

6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1

7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0



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8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

9 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1


Exemple de segment

Segment e Segment f

1 11

x x1

x xx x

BA

BA BA BA

BA

BA BA BA

11 1 1x x1 1

x xx x



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B De

D

D

B

C

C

f

A

C D

B C D

B ADC

C

B

D

BA 1 1 x x

Logique squentielle

Ralisation dune fonction logique base nonseulement sur la combinaison de ltat actuelseulement sur la combinaison de l tat actueldes entres du circuit mais galement surlhistorique de ces tats.

Dpendance dans le tempsRequiert une certaine forme de mmoire



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Requiert une certaine forme de mmoire

Bascule Set-Reset

X401 Y431X402

Set Reset

X401 X402 Y4310 0 i h X401

Y431

Y431

END

X402

Y431 = X401+Y431 X402

0 0 inchang0 1 01 0 11 1 0



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Exemple d'application

Limite haute

Limite basse

Sortie Y

PompeY

Y

Dans l'animation, les contacts ouvrent lorsque l'eau atteint le niveau correspondant



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Dans le vido, les contacts ferment lorsque l'eau atteint le niveau

correspondant


Exemple dapplication (suite)



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Relais bascule

Circuit de verrouillage (seal-in)

Relais action Set et Reset



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Contact front montant

0000 1000

P

Lorsque le bouton 0000 est press, le contact 1000 devient True pour

1000

1000

10011001

1001

END

1001 0500



un seul cycle. Au cycle suivant, ce contact passera False mme si lebouton 0000 est toujours enfonc.

Lorsque le contact 1000 est True, ltat de la sortie 1001 est invers.

Lorsque le contact 1000 est False, ltat de la sortie 1001 est conserv.

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Zones de mmoire

I (Mmoire image des entres): Au dbut de chaque cycle, lesentres physiques du PLC sont copies dans la mmoire imagedes entresdes entres.

Q (Mmoire image des sorties): la fin de chaque cycle, lesvaleurs contenues dans la mmoire image des sorties sontcopies dans les sorties physiques du PLC.

V (Mmoire des variables): Mmoire utilise pour sauvegarder desrsultats intermdiaires d'oprations ou d'autres donnes.



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Ces mmoires sont accessibles par bit (ex.: V10.2), par octet (ex.: VB10), par mot (ex.: VW10) et par double mot (ex.: VD10)


Adresse des bits logiques



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Adresse des donnes numriques



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Entres/sorties analogiques

AI (Entres analogiques): Le PLC convertit une entre analogiqueen une valeur numrique de 16 bits (un mot). Cette valeur estaccessible l'adresse AIWx o x dsigne l'adresse de l'octet deaccessible l adresse AIWx, o x dsigne l adresse de l octet dedpart (octet pair). Seule la lecture des entres analogiques estpossible.ex.: AIW0, AIW2, AIW4,

AQ (Sorties analogiques): Le PLC convertit une valeur numriquede 16 bits (un mot) en un courant ou une tension proportionnelle la valeur numrique. Cette valeur est crite via l'adresseAQW d i l' d d l' t t d d t ( t t i )



AQWx, o x dsigne l'adresse de l'octet de dpart (octet pair).Seule l'criture des sorties analogiques est possible.ex.: AQW0, AQW2, AQW4,

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AccumulateursAC (Accumulateurs): Mmoires de 32 bits utilises pour sauvegarder des

valeurs intermdiaires utilises dans un calcul. Ces mmoires sontaccessibles par octet, par mot et par double mot.Cest lopration utilise pour accder laccumulateur qui dtermine lataille des donnes en accs.



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Dplacement de donnesLopration MOV permet le dplacement de valeurs numriques enmmoire. Ces donnes peuvent tre entires ou relles et codes dansdes formats de 8 (B: byte) 16 (W: word) ou de 32 (D: double) bitsdes formats de 8 (B: byte), 16 (W: word) ou de 32 (D: double) bits



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Lorsque le bouton 0000 est press, le contact 1000 devient True pour un cycleseulement.

Lopration LDA lit une donne et la conserve dans laccumulateur du processeur(mmoire de travail temporaire). Lopration STA crit cette donne enmmoire.

Dplacement de donnes

Transfrer un octet (8 bits)

Transfrer un mot (16 bits)

Transfrer un double mot (32 bits)

EN: ActivationIN: EntreOUT: Sortie



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Transfrer un double mot (32 bits)

Transfrer un rel (32 bits)

Oprations mathmatiques



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et autres.

Exemple

Remarque: VD100 contient VW100 et VW102



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Remarque: VD200 contient VW200 et VW202


Addition

Initialement, la mmoire DM102 contient la valeur 0000.

Lorsque le bouton 0000 est press, le contact 1000 devient True pour un cycle



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q p , p yseulement.

Lopration LDA lit la valeur contenue dans la mmoire DM100 (100) etl'additionne la valeur contenue dans la mmoire DM101 (200).

Lopration STA crit le rsultat (300) dans la mmoire DM102.

Compteur incrmental

Un compteur sert compter des impulsions et avertir leprogramme lorsquun nombre prdtermin dimpulsions ont treuesreues.



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Chaque fois que le bouton 0001 est press, le compteur incrmental(CTU: count up) est incrment de 1.

Lorsque le compteur atteint le nombre prdtermin (yyyy = 5), lecontact C000 devient True.

Lorsque le bouton 0002 est press, le compteur est remis 0.

CompteursC (Compteurs): Deux variables sont associes chaque compteur:

- la valeur en cours : nombre entier sign de 16 bits reprsentant letotal cumul ;

- le bit de compteur : ce bit est mis 1 lorsque le total cumul galeou excde la valeur prdfinie (valeur cible).

Ces deux variables sont accessibles la mme adresse: les oprations prenant des bits comme oprandes accdent au bit

de compteur les oprations prenant des mots comme oprandes accdent la

valeur en cours.



Page 83

Application



Page 84


Compteur dcrmental

Un compteur dcrmental (CTD: count down) quidcrmente le compteur chaque impulsion reue.

Un compteur incrmental/dcrmental (CTUD) quipossde deux entres (une pour incrmenter le compteur,lautre pour le dcrmenter).

CU: incrmente sur front montantCD: dcrmente sur front montant



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R: remise zro lorsque activPV: valeur cible*

* Le bit de compteur est activ lorsque la valeur courante gale ou excde PV

Chronogramme CTUD



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Compteur rapide

Un compteur rapide (HSC: high-speed counter) comptedes vnements dont la frquence est trop rapide pour lescompteurs ordinaires.

Ces compteurs reposent typiquement sur des circuitslectroniques ddis (les compteurs ordinaires reposentsur le traitement logiciel des impulsions). Ils fonctionnentindpendamment du temps de cycle du PLC.

La valeur en cours est nombre entier sign de 32 bits



(double mot) reprsentant le total cumul.

ex.: HC0, HC1, HC2,

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Application



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Temporisateur

Un temporisateur (timer) impose un dlai prdtermin entre unfront montant lentre et la sortie du temporisateur.



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Lorsque le bouton 0001 est press, le temporisateur de retard lamonte (TON: timer on-delay) dbute la mesure du dlai.

Lorsque le dlai prdtermin est expir (yyyy = 5), le contact T000devient True.

Lorsque le bouton 0001 est relch, le temporisateur est rinitialis.

TemporisationT (Temporisation): Deux variables sont associes chaque

temporisation :- la valeur en cours : nombre entier sign de 16 bits reprsentant la

dure comptabilise par la temporisation ;- le bit de temporisation : ce bit est mis 1 l'expiration du dlai et

ce, jusqu' la remise 0 du temporisateur.

Ces deux variables sont accessibles la mme adresse: les oprations prenant des bits comme oprandes accdent au bit

de temporisation les oprations prenant des mots comme oprandes accdent la

valeur en cours



valeur en cours.

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Chronogramme TON



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Temporisateur cumulatif

Un temporisateur cumulatif (TONR: retentive timer on-delay) se distinguedun temporisateur TON par sa raction ltat de lentre de validation(Enable) En effet lorsque Enable passe False le temporisateur TONR(Enable). En effet, lorsque Enable passe False, le temporisateur TONRsuspend la mesure du dlai mais conserve la valeur accumulejusqualors.



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Lorsque le bouton 0002 est press, le temporisateur cumulatif dbute la mesuredu dlai.

Lorsque le dlai prdtermin est expir (yyyy = 5), le contact T000 devient True. Lorsque le bouton 0001 est press, le temporisateur est rinitialis.


Chronogramme TONR



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Rsolution de la temporisation

Suivant le numro du temporisateur, le S7-200 (Siemens) valueles dlais selon des incrments de 1 ms, 10 ms ou 100 ms. Lavaleur en cours est donc un multiple de cette base de tempsvaleur en cours est donc un multiple de cette base de temps.

ex.: Si PT=50 pour T33, le dlai sera de 500 ms.



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Sommaire Siemens S7-200



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Registre dcalage

Un registre dcalage permet de sauvegarder lhistorique de ltat dun biten mmoire et de rcuprer cette information au besoin.

Qualit du cornet

tiquette du bit le plus rcent

tiquette du bit le plus vieux

Cadence du dplacement du convoyeur

Ajout dune boule de crme glace

Ajout darachides broyes

Ajout de ppites multicolores



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La qualit du cornet est dtecte par le capteur J000. Le rsultat de cetteinspection est disponible dans la variable 0000 (T: bon, F: bris).

chaque fois que la position du convoyeur est incrmente, une impulsion estenvoye sur lentre 0001.

Chaque bit conserv contrle lajout de valeur au produit.


Sortie dimpulsions rapides

Gnration de trains dimpulsions rapides avec un rapportcyclique (duty cycle) de 50% (PTO: pulse train output)

Gnration dimpulsions modules en largeur (PWM: pulsewidth modulation)

Le mode de fonctionnement dsir (les paramtres du traind'impulsions) est d'abord inscrit dans des zones prcises de lammoire SM

L'opration PLS active la gnration des impulsions sur la sortieQ0 x



Q0.x

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Programmation dun automate



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Langages usuels

Langages Graphiques LD (Ladder Diagram)

Diagramme en chelle SFC (Sequential Function Chart)

GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande tape/Transition) FBD (Function Block Diagram)

LogigrammeLangages textuels



IL (Instruction List) Liste d'instructions

ST (Structured Text) Texte structur

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FDB: Function Block Diagram



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SFC: Sequential Function Chart



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IL: Instruction List



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ST: Structured Text



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GRAFCET - Les liaisons

Relient les tapes entre-elles.

11

Toujours de haut en bas

11

12

LiaisonTransition



Sinon, mettre une flche...


Les transitions

Ce sont des barrires entre les tapes qui peuvent trefranchies selon certaines conditions.

Trait horizontal.

11LiaisonTransition



12

Les rceptivits

Ce sont les conditions qui doivent tre remplies pourfranchir la transition.

La rceptivit est inscrite la droite de la transition.

9M3.1 Rceptivit



10M3.2

M10.5 a.b.(c+/d)T_9

Rgle #1 - Linitialisation

Il existe toujours au moins une tape active lors dulancement de l'automatisme. Ces tapes actives lors du

S Slancement sont nommes TAPES INITIALES

1



1

Rgle #2 - La validation

Une transition est soit valide ou non valide.

Elle est valide lorsque TOUTES les tapesimmdiatement prcdentes sont actives.

Elle ne pourra tre franchie que lorsque qu'elle est valideET que la rceptivit associ est vraie.





Grafcet #1:tape active

10

11

a

Transition valide

tape inactive

Transition non valide



12

e


Grafcet #2:

t ti

10

tape active

a

21 33tape active

tape active



34 Transition valide

Rgle #3 - Le franchissement

Le franchissement d'une transition entrane l'activation deTOUTES les tapes immdiatement suivantes, et la

O Sdsactivation de TOUTES les tapes prcdentes.

10

tape active

a

Rceptivit vraie

Franchissement

10

tape activea

tape inactive

Transition non valide



11

12

e

Franchissement

AVANT

11

12

e

Transition valide

APRS


10

34

tape active

aRceptivit vraie

21 33tape active

tape active

Franchissement

10

34

a

21 33

tape active



AVANT APRS



Plusieurs transitions simultanment franchissables sontsimultanment franchies



Rgle #5

Si au cours du fonctionnement une mme tape doit tredsactive ou active simultanment, elle reste active.

Cohrence thorique interne au GRAFCET.



Documents

08 Automates Programmables