L'Automate Programmable Industriel

L'Automate Programmable Industriel

I. Structure des automates :

Unité centrale : elle gère l'ensemble du processus, elle contient le processeur, les mémoires vives et des mémoires mortes pour une taille débutant à 40 koctets. Elle est programmable directement par console ou par le biais d'une liaison série et d'un logiciel adapté. Cette CPU peut être en RUN (elle exécute le programme), en STOP (toutes les sorties sont au repos, contacts ouverts).

Configuration : elle contient les paramètres liés à la structure de l'API et à la structure du réseau informatique.

Fonctions Internes : ce sont des fonctions pré-programmées livrées avec l'API qui permettent par exemple d'assurer des temporisations, des régulations… Ces fonctions peuvent être résidentes dans l'automate ou disponible dans le logiciel de programmation.

Programme Utilisateur : c'est la loi de commande, il assure la gestion des sorties en fonction de l'état des entrées et éventuellement du temps. Ce programme est exécuté sous forme cyclique par l'API, le temps de cycle est bien sûr dépendant de la taille du programme et ne doit pas excéder la centaine de millisecondes.

Supervision : c'est un ordinateur standard. Il contient le logiciel de programmation (Orphée pour April et Step7 pour Siemens). Ce logiciel permet d'écrire le programme, de le compiler et de le transférer à l'automate. L'ordinateur peut également servir de poste opérateur pour assurer la conduite de l'unité. Un autre logiciel est alors nécessaire pour assurer le dialogue avec l'automate et une interface opérateur conviviale. Si la liaison entre le PC et la CPU est rompue, l'API continue de dérouler son programme.

Interfaces : elles assurent le lien avec le procédé. Ces interfaces peuvent alimenter les boucles d'entrées ou de sorties, dans ce cas, l'automate sera dotée d'une alimentation 24V continue. Elles peuvent être garnies de contacts secs, dans ce cas, une alimentation extérieure devra être intégrée aux boucles d'entrée et de sortie (Voir Chapitre I).

II. Interfaces d'entrées et de sorties :

On trouve comme interfaces des cartes d'entrées logiques (ou analogiques), des cartes de sortie logiques (ou analogiques). Le coût d'une carte varie entre 1500 et 4000 francs en fonction du constructeur.

Cartes d'entrées logiques : elles assurent la connexion de capteurs logiques. Une carte standard assure jusqu'à 32 connections. Une carte en Exi (sécurité intrinsèque) assure jusqu'à 16 connections. Les cartes Exi assurent une isolation électronique (barrière Zener) entre le process en zone ADF et la zone électrique standard.

Cartes d'entrées analogiques : elles assurent la connexion des capteurs analogiques (4-20 mA). Une carte standard assure jusqu'à 8 connections. Une carte en Exi (sécurité intrinsèque) assure jusqu'à 4 connections.

Cartes de sorties logiques : elles assurent la connexion des actionneurs logiques. Une carte standard assure jusqu'à 16 connections. Une carte en Exi (sécurité intrinsèque) assure jusqu'à 8 connections.

Cartes de sorties analogiques : elles assurent la connexion des capteurs analogiques (4-20 mA). Une carte standard assure jusqu'à 4 connections. Une carte en Exi (sécurité intrinsèque) assure également jusqu'à 4 connections.

Il existe d'autres types d'interfaces (entrées et sorties logiques, régulateurs entrées et sorties analogiques,…). Chaque capteur ou actionneur cablé possède une adresse dont la description varie d'un type d'automate à l'autre. Cette adresse peut être très proche de l'adresse mémoire machine.

III. Exemple:

Cet automate de type April 2000 dispose de 5 emplacements de cartes. A l'emplacement 0, on trouve l'unité centrale. Aux emplacements 1 et 2, deux cartes d'entrées logiques (32 voies). A l'emplacement 3, une carte de sortie logique (16 voies). Il n'y a pas de carte d'alimentation, les contacts de l'automates sont donc secs. On cable un capteur sur la première carte d'entrée (voie 12) et un actionneur sur la carte de sortie (voie 3).

Adresse du capteur :

Adresse Actionneur :

Cet adressage est simple mais beaucoup d'automates ont un adressage qui fait référence à la localisation en mémoire de la variable associée à l'entrée ou à la sortie ; un bit pour une E/S logique, un mot soit 2 octets pour une E/S analogique.