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1 Automatisation, automate programmable. Automate programmable considéré comme un ordinateur industriel spécialisé; Remplace les systèmes logiques basés sur les relais; Autres fonctions disponibles: temporisateur (timer), compteur (count), mémoire, fonctions mathématiques, communication et autres fonctions.

Module 2, Automate Programmable Sans Video

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Automatisation, automate programmable.

Automate programmable considéré comme un ordinateur industriel spécialisé;

Remplace les systèmes logiques basés sur les relais;

Autres fonctions disponibles: temporisateur (timer), compteur (count), mémoire, fonctions mathématiques, communication et autres fonctions.

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Automate programmable. Principales composantes

Automate programmable. Principales composantes

Modularity—Modular processors, power supplies, I/O, memory options, and communication interfaces allow for a configurable and expandable system. You configure your system for the number of I/O, the amount of memory, and the communication networks you need. Later, when you want to expand the system, you can add I/O or communication interfaces.

Fast delivery of messages —Between networks, between links within networks, and between modules across the backplane.

Industrially hardened product—Designed to withstand the vibrations, thermal extremes, and electrical noise associated with harsh industrial environments.

Compact design—Fits in limited panel space.

Many network options—Take advantage of distributed processing by connecting processors across Ethernet, ControlNet, DeviceNet, DH+, and DH-485 networks.

More I/O choices—Distributed I/O at locations remote from the processor can be connected across ControlNet, DeviceNet, and Universal Remote I/O links.

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Automate programmable. Ordre séquentiel d’analyse

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Automate programmable Temps de cycle (scan time)

1 milliseconde par 1000 instructions; 1 instruction = 1 élément sur une ligne de

programmation; Temps de réponse moyen: entre 50 a 80

millisecondes; Fonction disponible pour mesurer le temps

de cycle; Carte spécialisée: high speed counter.

Utilisée pour mesurer des vitesses de rotation (capteur ou encodeur).

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Automate programmable Entrées / sorties (input/output (I/O))

Digitale ou discrète, nombre binaire 0 ou 1; Analogique, exprimée en terme de 4 a 20

milliampère. Convertie en nombre digitale, elle prend la forme d’un mot de 16 bits (bytes);

Constitué de relais électroniques et de borner; 1 carte I/O peut contenir de 4 a 32

entrées/sorties; Permet l’alimentation électrique des périphéries

(basse puissance) avec un voltage de 24 et 120 volts;

Possède un voyant lumineux (LED, light emetting diode) qui indique l’état des I/O, active=1, non active=0.

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Automate programmable Entrées / sorties (input/output (I/O))

Nombre d’entrées/sorties que l’on peut raccorder a un automate est d’environ 960 réparties sur 30 cartes électroniques;

Il est possible, pour diminuer le câblage, de déporter les I/O près des périphéries (remote I/O);

Un câble de communication spécialisé relie l’automate aux I/O déportées (notion de réseau);

Chaque I/O possède un code d’identification (adresse).

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Automate programmable Device net

Réseau de communication avec protocole spécialisé développé par la compagnie Allen Bradley;

Autres systèmes comparables: profibus (Simens), modbus (modicon);

Device net permet la communication entre les périphéries et l’automate a partir d’un réseau de communication (1 câble);

Vitesse de communication disponible: 125, 250 et 500 K bits/sec.;

Basé sur la technologie CAN (controler area network) = temps de réponse très élevé.

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Automate programmable Device net: comprend;

Carte électronique de communication spécialisée;

Un câble de communication qui constitue le réseau;

Des périphéries (capteurs, démarreurs de moteur, encodeur et autres) qui sont spécialement conçus pour device net;

Chaque périphérie comporte une adresse unique;

Des accessoires permettant de raccorder tous les éléments du réseaux.

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Device net exemple d’un réseau.

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Device net Raccordement des périphéries.

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Device net autre exemple d’un réseau.

Peut contenir 64 nœuds logiques, 2048 éléments (devices).

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Programmation - deux langages.

Échelle (ladder) ou Grafcet (européen); Échelle: similitude avec une échelle; Les deux montants verticaux = bornes électriques; Montants horizontaux = instructions du programme; Entrées d’un PLC représentées a gauche; Sorties d’un PLC représentées a droite.

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Programmation - type de circuit

Circuit ouvert, le courant/voltage ne circule pas.

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Programmation - type de circuit

Circuit fermé, le courant / voltage circule d’un montant (borne) a un autre et active une sortie.

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Programmation - représentation symbolique d’une sortie.

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Programmation - fonctions disponibles.

DIV = division; ADD = addition; SOU = soustraction; MUL = multiplication; MOV = déplacement de données (move); CTU = compteur (count); TON = temporisateur (timer); COP = copie (copy); EQU = égale (equal); NEQ = pas égale a (not equal to); FILL = mise en mémoire (fill file); MSG = message.

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Exemple de programmation

Transfert d’un fluide du réservoir no 1 au réservoir no 2;

Utilise une pompe centrifuge; Deux vannes de contrôle assurent

l’étanchéité des deux réservoirs; Sélecteurs (boutons poussoirs)

permet le démarrage, l’arrêt et l’arrêt d’urgence de la pompe.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, exemple.

Example programmation

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Automatisation, automate programmable. Programmation, conditions d’opération.

Première étape, programmation des verrouillages;

Verrouillage de sécurité: VERR_S; Verrouillage d’équipement:

VERR_EQ; Verrouillage de procédé.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, verrouillage de sécurité (par

programmation).

PB_EMERGENCY pas activé, permet la circulation du courant, active le relais VERR_S.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, exemple d’un relais électrique.

Électro-aimant alimenté par un voltage/ampérage de basse puissance (PLC);

Circuit a base de contact permettant le passage de voltage/ampérage de haute puissance;

Dans certains cas, les relais sont internes au PLC (relais électronique).

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Automatisation, automate programmable. Programmation, verrouillage équipement.

CAP_A: détecteur de niveau bas, réservoir no 1;

CAP_D: détecteur de niveau haut, réservoir no 2;

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Automatisation, automate programmable. Programmation, deux conditions possibles.

Niveau bas atteint: CAP_A, arrête la pompe; Niveau haut atteint: CAP_D, arrête la pompe; Dans les deux cas, le courant ne passera plus.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, verrouillage procédé.

Vérifie l’état des deux vannes de contrôle DO1 Et DO3; DO1 = position ouverte; DO3 = position fermée; Hydraulique= contraire a électrique: vanne ouverte = fluide

circule, vanne fermée= fluide ne circule pas.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, résultat.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, note.

Bouton PB_START enclenché, pompe démarre. Pour éviter de maintenir le bouton enclenché, on active un relais.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, note.

Après le démarrage, bouton relâché.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, conditions logiques.

Condition du type ET = série; Condition du type OU = parallèle.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, logiciels spécialisés.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet.

Liaison: flèche orientée qui ne peut être parcourue que dans un sens;

Verticale ou horizontale; A une extrémité, étape; A l’autre extrémité, transition.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet.

Étape = phase ou l’on effectue une action; Cette action est stable, même action durant toute

l’étape; Inaction = étape d’attente. Exemple: scellage par fusion.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet.

Représentation graphique d’une étape = carré; Rajoute un rectangle a droite pour décrire

l’étape; Étape identifiée par un chiffre.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet.

Plusieurs liaisons peuvent déboucher sur une seule étape;

Reliées par une barre horizontale.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet.

Une étape est dite active lorsqu’il action est accomplie (démarrage d’un moteur ou autres actions)

Représentée par un point.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet, transition.

Transition = condition de passage d’une étape a une autre;

Dite logique dans le sens de VRAI ou FAUX Sans notion de durée (temps).

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet.

Plusieurs liaisons peuvent converger vers une transition

Point de départ d’un

cycle représenté par deux carrés.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet, exemple.

Un chariot se déplace du point G au point D sur un rail;

Point de départ localisé au point G; Les capteurs de position G et D délimitent

le déplacement du chariot.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet, exemple.

Bouton de départ activé, autorise le déplacement du chariot.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet,

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Automatisation, automate programmable. Programmation, langage Grafcet, exemple des deux réservoirs.

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Automatisation, automate programmable. Programmation, réseau de communication.

Permet l’échange d’information entre différentes unités de contrôle (exemple).

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Automatisation, automate programmable. Programmation, réseau de communication.

Généralement utilisé pour échanger de l’information a l’intérieur d’une même usine;

Peut aussi échanger de l’information entre plusieurs bâtiments.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication, définition.

Réseau: ensemble d’unités de contrôle reliés physiquement entre eux. Communique selon un protocole;

Nœud de communication: jonction entre unité de contrôle et le réseau;

Data highway +: réseau de communication (Allen Bradley) basé sur le principe TOKEN PASS. Permet des vitesses de communication de 56.4 et 230.6 Kbauds;

Profibus: réseau similaire a data highway + mais développé par la compagnie Simens;

Modbus: réseau similaire aux deux premiers mais développé par la compagnie Modicon.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication, définition.

Device net: réseau spécialisé sert d’interface entre les entrées/sorties d’un automate et ses périphéries. Utilise des périphéries spécialement conçus pour device net.

Control net: réseau de communication (Allen Bradley) considéré comme prédictif. Contrôle sur la période et la durée d’un message. Utilisé lorsque le temps de réponse est critique;

Ethernet: réseau de communication a haute vitesse compris entre 10 Mbauds (Ethernet IP (industrial protocol)) et 100 Mbauds;

RS-232 C: protocole de communication a faible débit 9600 bauds, distance maximale de 50 pieds

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication, définition.

Baud: unité de mesure utilisé pour calculer la vitesse de communication. Un baud = un byte/sec;

Byte (octet): série de 8 éléments binaires (0,1). Sert principalement a coder un chiffre ou une lettre (00010110);

Gateway: bridge ou pont permettant de relier plusieurs réseaux de communication qui peuvent avoir des protocoles de communication différents;

Mot: assemblage de 8, 16 ou 32 bytes. Correspond a une instruction incluse dans un message. Peut être digitale ou discrète (0,1) ou analogique (4 a 20 milliampère.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication, définition.

Message: comprend un ou plusieurs mots qui circulent sur le réseau. C’est l’équivalent d’une enveloppe comportant l’adresse du destinataire et l’adresse de l’unité de contrôle qui envoie le message;

Token pass (jeton): système de communication qui permet un échange ordonné des messages. Donne l’autorisation de communiquer a un seul unité de contrôle a la fois. Les autres unités se placent en mode écoute. Une fois ses messages envoyés, l’unité de contrôle passe le TOKEN (jeton) a son voisin et se place en mode écoute. A l’exception d’un signal de réception des autres unités qui sont a l’écoute, la communication s’effectue a sens unique.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication, temps de réponse.

Paramètres qui influencent le temps de réponse:

Nombre de nœuds sur le réseau; Nombre de mots inclus dans les

messages; Overhead du réseau (adresses); Temps de cycle des PLC; Nombre de message qui circule sur le

réseau; Vitesse de communication du réseau.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication, temps de réponse.

TT: transmission time = (.28) * (nombre de mot); OH: overhead (adresse) = 20 milliseconde; TP: TOKEN PASS = (1.5) * (1+nombre de

nœuds); P: temps de cycle (scan time) = entre 50 et 80

milliseconde; + 8 * (nombre de message); Valide pour un réseau opérant a 56.4 Kbauds; Référence data highway + Allen Bradley.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication, temps de réponse.

TT: transmission time = (.07) * (nombre de mot);

OH: overhead (adresse) = 20 milliseconde; TP: TOKEN PASS = (1.5) * (1+nombre de

nœuds); P: temps de cycle (scan time) = entre 50 et 80

milliseconde; + 2 * (nombre de message); Valide pour un réseau opérant a 230.4 Kbauds; Référence data highway + Allen Bradley.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs

segments, exemples.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs

segments, exemples.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs

segments, exemples.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs segments,

exemples de calcul, temps de réponse.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs segments,

exemples de calcul, temps de réponse.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs segments,

exemples de calcul, temps de réponse.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs segments,

exemples de calcul, temps de réponse.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs segments,

exemples de calcul, temps de réponse.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs segments,

exemples de calcul, temps de réponse.

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Automatisation, automate programmable. réseau de communication a plusieurs segments,

exemples de calcul, temps de réponse.

Un segment a 230.4 kbauds = 3.3 plus rapide qu’a 56.4 kbauds;

Deux segments a 230.4 Kbauds = 2.9 plus rapide qu’a 56.4 Kbauds;

Quatre segments a 230.4 kbauds = 2.6 plus rapide qu’a 56.4 kbauds;

Plusieurs segments permet d’optimiser le temps de réponse des automates appartenants au même segment.