Le Grafcet
Les automatismes sont réalisés en vue d’apporter des solutions à des problèmes de nature technique, économique ou humaineEliminer les tâches dangereuses et pénibles, en faisant exécuter par la machine les tâches humaines complexes ou indésirables
Améliorer la productivité en asservissant la machine à des critères de production, de rendement ou de qualité
Piloter une production variable, en facilitant le passage d’une production à une autre. Renforcer la sécurité en surveillant et contrôlant les installations et machines
On distingue dans tout système automatisé la machine ou l’installation et la partie commande constituée par l’appareillage d’automatisme. Cette partie commande est assurée par des constituants répondant schématiquement à quatre fonctions de base
L’acquisition des données -
Le traitement des données -
La commande de puissance -
Le dialogue homme machine -
: Structure fonctionnelle de l’automate
L’automate programmable industriel est un appareil qui traite les informations selon un programme préétabli. Son fonctionnement est basé sur l’emploi d’un microprocesseur et de mémoires
(voir figure 1-1)
1- Interface d’entrée
Elles permettent d’isoler électroniquement le circuit externe (saisie de l’information) du circuit de traitement
2- L’unité centrale
: cœur de l’automate, elle est constituée
d’un processeur qui exécute le programme
de mémoires qui, non seulement contiennent ce programme, mais aussi des informations de données : durée d’une temporisation, contenu d’un compteur
Les types de mémoires
: Mémoires vives*
RAM – Random Access Memory ( Mémoire à accès aléatoires) Ce sont des mémoires volatiles lues et écrites par le processeur
: Mémoires mortes*
ROM – Read only memory
PROM – ROM programmable NE PEUVENT PAS ETRE EFFACES
REPROM – effacement par UV
EEPROM – effacement électrique
3- Interface de sortie
Elles permettent de commander les sorties toute ou rien (TOR) telle que : les contacteurs, les moteurs pas à pas, les électrovannes et ainsi des sorties analogiques : boucle de régulation débit température et variateur de vitesse
4- Communication et dialogue
Elle est réalisée avec l’opérateur par un pupitre de dialogue ou par l’intermédiaire d’un ordinateur et avec les autres automates pour un réseau informatique local
Par ailleurs, le type modulaire est adaptable à toutes situations. Selon le besoin, des modules d’entrées/sorties analogiques sont disponibles en plus de modules spécialisés tels: PID, BASIC et Langage C, etc. La modularité des API permet un dépannage rapide et une plus grande flexibilité
: L’automate TSX 37-08 comprend
Un bac à 3 emplacements
Un bloc de visualisation centralisé
Une prise terminal repérée TER
- Une trappe d’accès aux bornes d’alimentation
Deux modules à 16 entrées et 12 sorties « Tout ou Rien » positionnés dans le premier et le deuxième emplacements (positions 1, 2, 3 et 4)
Une trappe d’accès à la pile optionnelle
Un emplacement disponible
Un bouton de réinitialisation
Les applications de l’automate
Les automates trouvent leur application en milieu industriel, domestiques. On cite quelques exemples courants
Description
On règle la circulation d’un carrefour de deux voies A et B par des feux tricolores : Rouges, orange, vert
Interfaces d’entrée / sorties analogiques
Les entrees
Les sorties
: Pour raccorder un automate, il est recommandé
De suivre les spécifications du fabricant
De suivre la technique de raccordement
De vérifier si les modules sont dans leurs embases respectives. Vérifier le type, le numéro du modèle et le diagramme de câblage. Vérifier l’emplacement des embases dans le document pour l’assignation des adresses d’E/S.
• De localiser le paquet de fils correspondant à chaque module et le diriger à travers le conduit à l’emplacement du module. Identifier chacun des fils dans le paquet et s’assurer qu’ils correspondent à ce module en particulier.
• En commençant avec le premier module, repérer le fil dans le paquée qui se branche à la borne la plus basse. Au point où le fil arrive à la même hauteur que le point de terminaison, plie le fil à angle droit vers la borne
• De couper le fil pour qu’il dépasse de 6 mm du côté de la vis de la borne. Dégainer l’isolant du fil à approximativement 9 mm. Insérer le fil sous la plaque de la borne et serrer la vis
Si deux modules ou plus utilisent la même source d’alimentation, on peut utiliser du cavalier «jumpers » pour le câblage de la source d’alimentation d’un module à l’autre
Si le câble blindé est utilisé, en brancher seulement un bout à la mise à la terre, préférablement au châssis. Ce branchement évitera toutes boucles possibles de retour de masse. L’autre bout doit être coupé et non branché
De répéter la procédure de câblage pour chaque fil du paquet jusqu’à ce que le câblage du module soit complété. Après que tous les fils auraient été branchés, tirer doucement sur chacun pour s’assurer d’avoir un bon branchement
De répéter la procédure de câblage jusqu’à ce que tous les modules soient terminés
: Structure d’un programme
Un programme en langage à contacts est composé d’une suite de réseaux de contacts exécutée de façon séquentielle par l’automate : Dessiné entre deux barres de potentiel, un réseau est un ensemble d’éléments graphiques représentant
les entrées/sorties de l’automate : boutons-poussoirs, détecteurs, relais, voyants..
des fonctions d’automatismes : temporisateurs, compteurs...
des opérations arithmétiques, logiques et spécifiques,
Les variables internes de l’automate. Ces éléments graphiques sont reliés entre eux par des connexions horizontales et verticales.
: Example
: Langage GRAFCET
Le GRAFCET est une représentation graphique qui permet la transcription du fonctionnement d’un système automatique. Il prend en compte les entrées et les sorties, et définit le comportement séquentiel du système. L’étape correspond à une situation élémentaire ayant un comportement stable. Une transition indique la possibilité d’évolution d’une étape à l’étape suivante. A chaque transition, on associe une, ou des conditions logiques qui traduisent la notion de réceptivité
: Les instructions de base
Généralités
Comme en langage à contacts, les instructions sont organisées en séquence d'instructions (équivalent à un réseau de contacts) appelée phrase. Chaque phrase se compose d'une à plusieurs instructions de test, le résultat de ces instructions étant appliqué à une ou plusieurs instructions d'action.
Une instruction occupe une ligne maximum. Chaque phrase commence par un point d'exclamation (généré automatiquement), elle peut comporter un commentaire et être repérée par une étiquette.
! (*Attente de séchage*)
%L2: LD
%I0.1 AND
%M10 ST
%Q2.5
Commentaire
Le commentaire peut être intégré au début d'une phrase et peut occuper 3 lignes maximum (soit 222 caractères alphanumériques), encadrés de part et d'autre par les caractères (* et *). Il facilite l’interprétation de la phrase à laquelle elle est affectée, mais n’est pas obligatoire.
Les commentaires s’affichent uniquement à partir de la première ligne de la phrase. En cas de suppression d’une phrase, le commentaire qui lui est associé est également supprimé.
Les commentaires sont mémorisés dans l’automate et sont accessibles à tout moment par l’utilisateur. A ce titre, ils consomment de la mémoire programme
Étiquette
L’étiquette permet de repérer une phrase dans une entité de programme (programme principal, sous-programme,...) mais n’est pas obligatoire
Cette étiquette a la syntaxe suivante : %Li avec i compris entre 0 et 999 et se positionne en début d’une phrase
Un repère d’étiquette ne peut être affecté qu’à une seule phrase au sein d’une même entité de programme
Par contre il est nécessaire d’étiqueter une phrase afin de permettre un branchement après un saut de programme.
L’ordre des repères des étiquettes est quelconque, c’est l’ordre de saisie des phrases qui est prise en compte par le système lors de la scrutation
Utilisation des parenthèses
Les instructions AND et OR peuvent utiliser des parenthèses. Ces parenthèses permettent de réaliser des schémas à contacts de façon simple. L'ouverture de parenthèses est associée à l'instruction AND ou OR. La fermeture de parenthèse est une instruction, elle est obligatoire pour chaque parenthèse ouverte
: Aux parenthèses peuvent être associées les modificateurs
N négation, ex : AND(N ou OR(N
F front descendant (Falling edge), ex : AND(F ou OR(F
R front montant (Rising edge), ex : AND(R ou OR(R
[ comparaison
Imbrication de parenthèses
Il est possible d'imbriquer jusqu'à 8 niveaux de parenthèses
: Exemple
: Note
• Chaque parenthèse ouverte doit être impérativement refermée
• Les étiquettes %Li: ne doivent pas être placées dans des expressions entre parenthèses, ainsi que les instructions de saut JMP et d'appel à sous programme SRi,
• Les instructions d'affectation ST, STN, S et R ne doivent pas être programmées entre parenthèses
: Programmer une instruction
Les automates TSX sont programmables en langage LIST : listes d’instructions ou LADDER : langage à contacts
Instruction « AND » (« ET ») : transcription de deux ou plusieurs contacts en série
Instruction « ANDN » (« ET NON »)
Instruction « OR » («OU»)
Instruction « ORN » («OU NON»)
: résument dans ce tableau
Ce tableau récapitulatif donne le logiciel et le type d’automate conforme à ce dernier. L’opérateur peut communiquer avec l’automate soit à travers un P.C portable, fixe ou avec la console . On lie l’automate au PC (ou à la console) par un câble (RS232
: Pour pouvoir utiliser le logiciel
1) Il faut d’abord commencer par l’installation du logiciel de programmation, pour cela on met le CD ROM dans le lecteur de CD ROM et suivre les démarches habituelles d’installation soit sous Windows ou sous dos (Exécuter, Parcourir, etc.…
2) Configurer le matériel c’est à dire spécifier l’automate avec lequel on va travailler en donnant sa référence
3) On choisit le mode de programmation en choisissant l’éditeur approprie : Ladder (à contact) ; (LD) langage structurée (LS), ou GRAFCET : CHART
4) Le mode en ligne consiste à passer l’application pour que l’automate l’exécute. Pour cela le logiciel offre cette possibilité qui permet de passer du Mode local en mode connecté en appuyant sur l’icône Connecter, puis Transférer
Le logiciel doit permettre de sélectionner la position et le format du module (format standard, demi-format) à configurer soit par clic sur la souris ou en manipulant les touches flèches du clavier. La configuration logicielle permet de définir pour l’application
Le nombre des différents types de blocs de fonctions -
Le nombre de mots registres -
Le nombre de bits internes °/°Mi -
Le nombre de mots internes °/° MW -
Le nombre de constantes °/° KW -
La méthode proposée vous permet de programmer, tester, mettre au point et sauvegarder votre programme
Étape 1 : Configuration de l’application
Nom de l’application, valeurs des constantes, horodateur, paramètre des compteurs, temporisateurs
Étape 2 : Saisie des symboles
Saisie des noms de Symboles pour chaque repère utilisé dans votre programme automate (contacts, bobines…)
Étape 3 : Saisie du programme
Et validation des saisies
Étape 4 : Sauvegarde régulière du programme
En cours de saisie –PC vers disque
Étape 5 : Transfert du programme dans l’automate
Étape 6 : Mise en RUN et teste du programme
Étape 7: Mise au point du programme Éditeur de données
Étape 8 : Sauvegarde du programme
Après mise au point – Automate ➝ disque
Étape 9 : création du dossier de l’application
Ou on ne dispose pas matériellement des entrées ou sorties. : absence d’un bouton poussoir pour la mise en marche d’un engin, absence d’un contacteur…
On veut déceler les défauts provenant des E/S
- On veut voir l’évolution de la programmation du processus automatisme avant de passer au câblage
Le forçage est prioritaire, il est conseillé de l’utiliser avec précaution car il présente certains dangers
Exemple 1
Lorsqu’on force à 1 une sortie automate qui commande l’ouverture d’une vanne évacuant de l’air chaud, celle-ci peut brûler les travailleurs, endommager le matériel autour
Exemple 2
Le forçage d’une entrée commandant la fermeture, automatisée de l’issue de secours ou la sortie d’un vérin. Ajoutons que le verrouillage par logiciel s’avère insuffisant comme moyens de sécurité. Il est indispensable de procéder à un verrouillage matériel ainsi qu’a la procédure de cadenassage parfois car il est plus sécuritaire
L’essai d’un automatisme simple
On doit confirmer qu’un automatisme commandé par automate est fonctionnel, après avoir lancé l’exécution et vérifier que
L’ensemble fonctionne pendant une durée assez suffisante permettant d’atteindre les températures de fonctionnement afin de s’assurer que le système est fonctionnel et qu’il ne va pas tomber en panne à cause d’une dérive thermique de composants
Si on effectue un essai après avoir changé un ou plusieurs composants défectueux, on vérifie que tout entre en action après le changement effectué
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