PROGRAMMABLE INDUSTRIEL (API) <\/strong><\/p>\nLors de sa cr\u00e9ation, les capacit\u00e9s de l’API se limitaient au remplacement des relais de commande industriels. \u00c9videmment, il offrait d\u00e9j\u00e0 des avantages aux utilisateurs. Il prenait moins de place que les armoires de commandes conventionnelles et consommait moins d\u2019\u00e9nergie. Il \u00e9tait programmable et \u00e9tait muni d’indicateurs d’\u00e9tat, facilitant la v\u00e9rification de son bon fonctionnement et l’identification des probl\u00e8mes.<\/p>\n
De nos jours, tout en continuant \u00e0 remplacer les relais de commande, l’API peut effectuer des op\u00e9rations math\u00e9matiques, contr\u00f4ler et r\u00e9gulariser des proc\u00e9d\u00e9s industriels, commander la vitesse et le positionnement des moteurs et la plupart des caract\u00e9ristiques essentielles li\u00e9s aux \u00e9quipements industriels.<\/p>\n
I.2.4.1. ARCHITECTURE D\u2019UN AUTOMATE PROGRAMMABLE<\/p>\n
Imaginons une \u00abbo\u00eete noire\u00bb \u00e0 l’int\u00e9rieur de laquelle on peut r\u00e9aliser diverses liaisons entre, d’une part, les dispositifs de commande (boutons poussoirs, contacts auxiliaires) et d’autre part, les dispositifs command\u00e9s (bobines de contacteurs, lampes t\u00e9moins).<\/p>\n
<\/p>\n
<\/p>\n
A<\/p>\n
B<\/p>\n
F<\/p>\n
R<\/p>\n
Ax<\/p>\n
2<\/p>\n
L<\/p>\n
Ax<\/p>\n
1<\/p>\n
Bx<\/p>\n
2<\/p>\n
Bx<\/p>\n
1<\/p>\n
Marche<\/p>\n
Arr\u00eat<\/p>\n
B<\/p>\n
A<\/p>\n
Boite de connexion<\/p>\n
Borne d<\/p>\n
entr\u00e9e<\/p>\n
Borne de sortie<\/p>\n
Dispositifs de commande<\/p>\n
Dispositifs de commande<\/p>\n
<\/p>\n
A<\/p>\n
B<\/p>\n
F<\/p>\n
R<\/p>\n
Ax<\/p>\n
2<\/p>\n
L<\/p>\n
Ax<\/p>\n
1<\/p>\n
Bx<\/p>\n
2<\/p>\n
Bx<\/p>\n
1<\/p>\n
Marche<\/p>\n
Arr\u00eat<\/p>\n
B<\/p>\n
A<\/p>\n
Boite de connexion<\/p>\n
Borne d<\/p>\n
entr\u00e9e<\/p>\n
Borne de sortie<\/p>\n
Dispositifs de commande<\/p>\n
Dispositifs de commande<\/p>\n
<\/p>\n
Figure.22 – Connexions des dispositifs d’un API<\/p>\n
Les dispositifs de commande sont raccord\u00e9s aux bornes d’entr\u00e9e de la bo\u00eete des connexions.<\/p>\n
De m\u00eame, les dispositifs command\u00e9s (bobines de maintien A et B) sont branch\u00e9s aux bornes de sortie.<\/p>\n
En consid\u00e9rant que la bo\u00eete de connexions est un ordinateur ; Ses capacit\u00e9s \u00e0 simuler les connexions requises, de m\u00eame que l’action des contacts et des bobines de relais ; ouvre la possibilit\u00e9 de cr\u00e9er des milliers de contacts et de bobines, dans la mesure o\u00f9 la m\u00e9moire de l’ordinateur est suffisante.<\/p>\n
Le syst\u00e8me de commande peut donc prendre 5 parties, qui sont<\/p>\n
repr\u00e9sent\u00e9es de la mani\u00e8re suivante :<\/p>\n
<\/p>\n
<\/p>\n
<\/p>\n
<\/p>\n
UCT unit\u00e9<\/p>\n
centrale de<\/p>\n
traitement<\/p>\n
Module<\/p>\n
de sortie<\/p>\n
Dispositifs d<\/p>\n
entr\u00e9e<\/p>\n
Module<\/p>\n
d<\/p>\n
entr\u00e9e<\/p>\n
Unit\u00e9 de<\/p>\n
programmation<\/p>\n
Dispositifs de sortie<\/p>\n
Bloc d<\/p>\n
alimentation<\/p>\n
<\/p>\n
<\/p>\n
<\/p>\n
UCT unit\u00e9<\/p>\n
centrale de<\/p>\n
traitement<\/p>\n
Module<\/p>\n
de sortie<\/p>\n
Dispositifs d<\/p>\n
entr\u00e9e<\/p>\n
Module<\/p>\n
d<\/p>\n
entr\u00e9e<\/p>\n
Unit\u00e9 de<\/p>\n
programmation<\/p>\n
Dispositifs de sortie<\/p>\n
Bloc d<\/p>\n
alimentation<\/p>\n
Figure.23 – Constitution d’un API<\/p>\n
L\u2019automate programmable sert \u00e0 r\u00e9guler les processus, par rapport aux donn\u00e9es fournies par le capteur \u00e0 la carte d\u2019entr\u00e9e et la r\u00e9action de la machine selon une commande transmise par la CPU par l\u2019interm\u00e9diaire de la carte de sortie.<\/p>\n
Le signal transmis par le capteur est un signal \u00e9lectrique le plus souvent en<\/p>\n
24 V. lorsque la distance s\u00e9parant le capteur de l\u2019automate est consid\u00e9rable, la tension du signal varie de 110 \u00e0 220 V.<\/p>\n
La carte d\u2019entr\u00e9e ne sert pas seulement \u00e0 transmettre les informations des capteurs mais \u00e9galement \u00e0 actionner les dispositifs de commande.<\/p>\n
\uf076 Un automate programmable est <\/strong>compos\u00e9<\/strong> :<\/p>\nD\u2019une alimentation<\/p>\n
Elle fournit la puissance requise par la CPU, par l’unit\u00e9 de programmation et par les cartes d’entr\u00e9e et de sortie.<\/p>\n
D\u2019une CPU (unit\u00e9 centrale de traitement)<\/p>\n
Une unit\u00e9 centrale de traitement (UCT), soit un ordinateur pouvant simuler les contacts et les bobines de relais requis, ainsi que les interconnexions.<\/p>\n
D\u2019une console de programmation<\/p>\n
C\u2019est un ordinateur sur lequel on installe le logiciel correspondant \u00e0 l\u2019automate. Ce logiciel est utilis\u00e9 pour programmer la CPU.<\/p>\n
Cela permet de choisir les diff\u00e9rents types de relais et de contacts que la CPU doit simuler, ainsi que la fa\u00e7on de relier ces composants.<\/p>\n
Des <\/strong>cartes<\/strong> d\u2019entr\u00e9es<\/strong><\/p>\nElles servent d’interface entre les dispositifs de commande et l’unit\u00e9 centrale de traitement<\/p>\n
Des <\/strong>cartes<\/strong> de sorties<\/strong><\/p>\nElles servent d’interface entre les dispositifs command\u00e9s et l’unit\u00e9 centrale de traitement.<\/p>\n
<\/p>\n
Ceci constituent les composantes principales mais selon le besoins on peut ajouter d\u2019autres cartes: cartes de communication, carte r\u00e9seau, etc.<\/p>\n
I.2.4.2. CATEGORIE DES SIGNAUX EN AUTOMATISME<\/p>\n
Les signaux \u00e9lectriques se trouvant aux entr\u00e9es et sorties des automates peuvent \u00eatre fondamentalement divis\u00e9s en deux groupes distincts :<\/p>\n
a. Signaux binaires<\/em><\/p>\nLes signaux binaires peuvent seulement prendre deux \u00e9tats.<\/p>\n
Il s\u2019agit de :<\/p>\n
Etat de signal 1 = Tension disponible = par ex. Interrupteur ferm\u00e9 ;<\/p>\n
Etat de signal 0 = Tension indisponible = par ex. Interrupteur ouvert.<\/p>\n
En technique de commande, on utilisera souvent une tension continue de 24V<\/strong> comme tension de commande. Un niveau de tension de + 24V<\/strong> sur une borne d\u2019entr\u00e9e correspond ainsi \u00e0 l\u2019\u00e9tat de signal 1 pour cette entr\u00e9e. De la m\u00eame mani\u00e8re, 0V correspond \u00e0 l\u2019\u00e9tat du signal 0.<\/p>\n\uf0a7 Cases <\/strong>binaires<\/strong> :<\/p>\nUn signal binaire peut donc prendre seulement les deux valeurs (\u00e9tats de signal) 0 ou 1. Un tel signal est aussi d\u00e9sign\u00e9 sous le nom de binaire num\u00e9rique et prend le nom de \u00ab bit \u00bb en langage technique.<\/p>\n
Plusieurs signaux binaires regroup\u00e9s engendrent un signal num\u00e9rique suivant un ordre d\u00e9fini, alors qu\u2019un signal binaire permet seulement la prise en compte d\u2019une grandeur \u00e0 deux valeurs, et l\u2019on peut, par la repr\u00e9sentation de cases binaires, construire par exemple un nombre ou un chiffre comme information num\u00e9rique. Notons que le regroupement de n cases binaires permet la repr\u00e9sentation de 2n combinaisons diff\u00e9rentes.<\/p>\n
b. Signaux analogiques<\/em><\/p>\nContrairement \u00e0 un signal binaire, qui peut seulement prendre les deux \u00e9tats de signal Tension disponible +24V et Tension indisponible 0V les signaux analogiques peuvent prendre de nombreuses valeurs \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur d\u2019un domaine donn\u00e9.<\/p>\n
Exemples de grandeurs analogiques en technique des r\u00e9gulations :<\/p>\n
Temp\u00e9rature -50 … +150\u00b0C<\/p>\n
D\u00e9bit 0 … 200l\/min<\/p>\n
Nombre de tours 500 … 1500 U\/min<\/p>\n
etc.<\/p>\n
Ces caract\u00e9ristiques physiques sont converties en tensions \u00e9lectriques,<\/p>\n
courants ou r\u00e9sistances \u00e0 l\u2019aide d\u2019un convertisseur de mesure. Si l\u2019on doit d\u00e9terminer par exemple un nombre de tours, on peut convertir un domaine de nombre de tours de 500 \u00e0 1500 tours\/min dans un domaine de tension de 0 a +10V par un convertisseur de mesure. Si l\u2019on mesure un nombre de tours de 865 tours\/min, le convertisseur de mesure nous donne ainsi une tension de + 3,65 V. Si des donn\u00e9es analogiques sont trait\u00e9es par un API, la valeur de tension\/courant\/imp\u00e9dance lue doit \u00eatre convertie en une information num\u00e9rique. Cette conversion est connue sous le nom de conversion analogique\/num\u00e9rique (CAN (A\/D)). Ceci signifie qu\u2019une valeur de tension valant par exemple 3,65V doit \u00eatre traduite dans une s\u00e9rie de chiffres binaires comme information. Plus on utilise de chiffres binaires pour la repr\u00e9sentation num\u00e9rique, meilleure est la r\u00e9solution. Si on avait par exemple un seul bit \u00e0 disposition pour le domaine de tension 0 … +10V, on pourrait seulement dire que la tension mesur\u00e9e se trouve dans le domaine 0 … +5V ou dans +5V … +10V.<\/p>\n
Avec 2 bits, on pourrait d\u00e9j\u00e0 diviser le domaine en 4 sous domaines individuels, soit 0 … 2,5 \/ 2,5 … 5 \/ 5 … 7,5 \/ 7,5 … 10V. Les convertisseurs A\/N (A\/D) usuels convertissent avec 8 ou 11 bits en technique des r\u00e9gulations.<\/p>\n
Les convertisseurs 8 bits ont 256 domaines \u00e9l\u00e9mentaires et les 11 bits<\/p>\n
une r\u00e9solution de 2048 domaines \u00e9l\u00e9mentaires.<\/p>\n
I.2.4.3. LES AUTOMATES PROGRAMMABLES INDUSTRIELS SIMATIC S7<\/em>. <\/em><\/strong><\/strong><\/p>\nIl existe plusieurs firmes qui fabriquent les automates programmables : Siemens, ABB, etc.<\/p>\n
Les caract\u00e9ristiques des automates varient selon l\u2019\u00e9volution de la technologie et poss\u00e8dent donc des caract\u00e9ristiques diff\u00e9rentes les uns des autres.<\/p>\n
Dans notre travail, nous utilisons les automates SIMATIC S7.<\/p>\n
SIMATIC est une d\u00e9signation des produits de l\u2019entreprise SIEMENS qui signifie SIEMENS AUTOMATIC et s\u2019applique pour la s\u00e9rie actuelle des automates \u00e0 m\u00e9moire programmable.<\/p>\n
Les anciens automates SIMATIC portaient la d\u00e9signation S5. Actuellement,<\/p>\n
ils ont \u00e9volu\u00e9s jusqu\u2019\u00e0 atteindre la d\u00e9signation S7<\/p>\n
Les automates SIMATIC S7 sont cat\u00e9goris\u00e9s en plusieurs familles, \u00e0 savoir<\/p>\n
:<\/p>\n
La famille S7-200 est constitu\u00e9e de micro-automates programmables utilisables dans des applications d\u2019automatisation vari\u00e9es. Sa forme compacte, son faible prix et son important jeu d\u2019op\u00e9rations en font une solution id\u00e9ale pour la commande de petites applications.<\/p>\n
Les familles S7-300, S7-400 : leur champ d\u2019action est beaucoup plus grand et ils peuvent contr\u00f4ler un tr\u00e8s grand nombre d\u2019\u00e9quipement.<\/p>\n
STEP 7 est le progiciel de base pour la configuration et la programmation de syst\u00e8mes d’automatisation SIMATIC. Il fait partie de l’industrie logicielle SIMATIC. Le progiciel de base<\/p>\n
STEP 7 existe en plusieurs versions :<\/p>\n
STEP 7-Micro\/DOS et STEP 7-Micro\/Win pour des applications autonomes simples sur SIMATIC S7 – 200.<\/p>\n
STEP 7 pour des applications sur SIMATIC S7-300\/400, et SIMATIC C7 pr\u00e9sentant des fonctionnalit\u00e9s suppl\u00e9mentaires :<\/p>\n
Possibilit\u00e9 d’extension gr\u00e2ce aux applications propos\u00e9es par l’industrie logicielle SIMATIC (voir aussi Possibilit\u00e9s d’extension du logiciel de base STEP 7)<\/p>\n
Possibilit\u00e9 de param\u00e9trage de modules fonctionnels et de modules de communication<\/p>\n
For\u00e7age et fonctionnement multiprocesseur<\/p>\n
Communication par donn\u00e9es globales<\/p>\n
Transfert de donn\u00e9es command\u00e9 par \u00e9v\u00e9nement \u00e0 l’aide de blocs de communication et de blocs fonctionnels \uf0b7 Configuration de liaisons.<\/p>\n
<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
I.2. AUTOMATISME L’automatisation de la production consiste \u00e0 transf\u00e9rer tout ou une partie des t\u00e2ches de coordination, auparavant ex\u00e9cut\u00e9es par des op\u00e9rateurs humains, dans un ensemble d’objets techniques appel\u00e9 partie commande. 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