Chapitre 2 -api

1. Chapitre II:
Architecture et Langages de programmation
Architecture et Langages de programmation
des Automates Programmable Industriel

2. Introduction
Avant : utilisation de relais et de systèmes pneumatiques pour la
réalisation des parties commandes
⇒ logiquecâblée
⇒
Solution : utilisation de systèmes à base de microprocesseurs
permettant une modification aisée des systèmes automatisés
⇒ logiqueprogrammée

3. l'Automate Programmable Industriel (API) est un
appareil électronique programmable, adapté à
l'environnement industriel, qui réalise des fonctions
d'automatisme pour assurer la commande de système à
partir d'informations logique, analogique ou numérique.
Définition
partir d'informations logique, analogique ou numérique.
Les automates peuvent être de type:
• Compact
• modulaire

4. Compact :
Il intègre le processeur, l'alimentation, les entrées et les
sorties en une seule unité. Ces automates de fonctionnement
simple, sont généralement destinés à la commande de petits
automatismes.

5. Modulaire :
Le processeur, l'alimentation et les interfaces d'entrées / sorties
résident dans des unités séparées (modules) et sont fixées sur un
ou plusieurs racks.
Ces automates sont intégrés dans les automatismes complexes ,
la capacité de traitement et flexibilité sont nécessaires.

6. La structure interne d’un automate programmable industriel (API)
est assez voisine de celle d’un système informatique simple.
Structure interne d’un API
Ces parties sont reliés entre elles par des bus(ensemble câblé autorisant le
passage de l’information entre ces secteurs de l’API).

7. L’alimentation
Le module d’alimentation est indispensable puisqu’elle
convertit une tension alternative en une basse tension
continue (5V) nécessaire au processeur et aux modules
d’entrées-sorties.

8. Unité centrale
L'unité centrale de traitement (CPU) régit toutes les
activités de l'API.
L’unité centrale comprend:
1. Un Processeur
8
1. Un Processeur
2. Une Mémoire

9. Processeur
Gestion du fonctionnement de l’API et organisation des
différentes relations entre la mémoire et les interfaces
d‘E/S
Exécution des instructions du programme.
9
Le processeur réalise toutes les fonctions logiques,
arithmétiques et de traitement numérique

10. •Mémoire Système
Stocke le système d'exploitation
• Mémoire de Données
Lecture-écriture des données pendant le fonctionnement
Mémoire
10
Lecture-écriture des données pendant le fonctionnement
Stocke les variables d’entrées, de sorties et les variables
internes
•Mémoire Programme
Contient les programmes utilisateurs (à exécuter).

11. Cartes Entrées/Sorties
La nature des informations traitées par l’API peuvent être de
type :
Tout ou rien(T.O.R): l’information ne peut prendre que
deux valeur (vrai ou faux ,0 ou 1).
Analogique : l’information est continue et peut prendre une
valeur comprise dans une plage bien déterminé

12. Bus Interne

13. Bus Interne
Le BUS de l’API est constitué de lignes d’adresse, de
lignes de données et de lignes de contrôle.
A l’aide des lignes d’adresse, le système adresse les
différents modules
A l’aide du bus de données, le système transfère les
13
données. Par exemple des modules d’entrées vers les
modules de sorties.
A l’aide du bus de commande, le système transfère les
signaux de commande et de surveillance du cycle de
fonctionnement au sein de l’API.

14. Chaque automate se programme via une console de programmation
ou par un ordinateur équipé du logiciel spécifique.
La norme CEI 1131-3(Commission Électronique Internationale)
définit cinq langages de programmation:
•Langage Ladder (LD) ;
Langage de programmations des API
•Liste d'instructions (IL) ;
•Texte structuré (ST) ;
•Boîtes fonctionnelles (FBD), sous forme de diagramme
• Langage Grafcet ;

15. Structure d'un réseau de contacts
zone test zone action
commentaire (facultatif ) de 222 caractères maxi
%L
étiquette
7 lignes
11 colonnes

16. Exemple 1:
Soit le circuit de commande
électrique suivant:
Programme équivalent en ladder
circuit de commande électrique

17. Exemple 2:
Soit le circuit de commande
électrique suivant:
circuit de commande électrique
Programme équivalent en ladder

18. Éléments de base d’un réseau Ladder

19. contacts et bobines
Adressage:
Les entrées (contacts) sont désignés par la lettre E.
Les sorties (bobines) sont désignés par la lettreA.
Les bits mémoires (mémento) sont désignés par la lettre M.
Remarque: on appelle table des mnémoniques , l’adressage d’un programme
sous step7.

20. Exemple
1:
Retour automatique d’un vérin double effets
Programme en ladder
table des mnémoniques

21. Exemple 2:
Commande d’un vérin simple effet par un distributeur monostable
Circuit de puissance
Circuits de commande
table des mnémoniques
Programme équivalent en ladder

22. ---|NOT|--- Inverser RLG
Cette opération inverse le bit de résultat logique (RLG).
Exemple
La sortieA4.0 est à 0 si l'entrée E 0.0 est 1
La sortieA4.0 est à 1 si l'entrée E 0.0 est 0

23. Le « ET logique »
Dans le cas de « ET logique » la bobine n’est active que si les
contacts E0.0 et E0.1 sont simultanément fermés.
Les deux contacts sont placés en séries.
Le « OU logique »
Le « OU logique »
Dans le cas de « OU logique » la bobine est active soit par un
appuie sur le contact E0.0, soit par un appuie sur le contact E0.1.
Les deux contacts sont placés en parallèle.

24. XOR (Combinaison OU exclusif)
Cette opération génère un RLG égal à 1 si l'état de signal
des deux bits précisés est différent.
Exemple
La sortieA4.0 est mise à 1 si
(E 0.0 égale 0 ET E 0.1 égale 1) OU
(E 0.0 égale 1 ET E0.1 égale 0).

25. Application:
Cahier des charges:
Un tapis roulant pouvant être mis en marche par un moteur
électrique. Deux boutons poussoirs S1 pour marche et S2 pour
arrêt, se situent au début de tapis, et deux autres boutons poussoirs
S3 pour marche et S4 pour arrêt, se situent à la fin du tapis. Il est
donc possible de commander le tapis par deux possibilités.
Question:
en utilisant un automate S7-300, donne le programme de
commande en ladder du système.

26. Solution:

27. RS Bascule mise à 0, mise à 1
Cette opération exécute la mise à 0
si l'état de signal est 1 à l'entrée R
et 0 à l'entrée S.
Si l'état de signal est 0 à l'entrée R
et 1 à l'entrée S,
la bascule est mise à 1.

28. Application:
Le diagramme fonctionnel
Circuit de puissance
Fonctionnement:
par un appui sur le bouton poussoir bp le vérin sort. Dès qu’il touche le capteur
A1, il rentre d’une manière automatique.
• liste les différentes entrées/ sorties du système.
•en utilisant un automate S7-300, propose une solution programmée pour ce
fonctionnement.

29. Solution:
1. entrées/ sorties
Les entrées Les sorties
- Bouton poussoir bp
- Capteur A0.
-capteur A1
-Electrovanne EV1
-Electrovanne EV2
2. Le programme en ladder:

31. 2.5 Opérations de temporisation
Vue d'ensemble des opérations de temporisation
Description
Vous trouverez des informations sur le réglage et la sélection de la bonne temporisation
sous "Adresse
d´une temporisation en mémoire et composants d´une temporisation".
Vous disposez des opérations de temporisations suivantes :
• S_IMPULS Paramétrer et démarrer temporisation sous forme d'impulsion
• S_VIMP Paramétrer et démarrer temporisation sous forme d'impulsion prolongée
• S_EVERZ Paramétrer et démarrer temporisation sous forme de retard à la montée
• S_EVERZ Paramétrer et démarrer temporisation sous forme de retard à la montée
•S_SEVERZ Paramétrer et démarrer temporisation sous forme de retard à la montée
mémorisé
• S_AVERZ Paramétrer et démarrer temporisation sous forme de retard à la retombée
• ---( SI ) Démarrer temporisation sous forme d'impulsion
• ---( SV ) Démarrer temporisation sous forme d'impulsion prolongée
• ---( SE ) Démarrer temporisation sous forme de retard à la montée
• ---( SS ) Démarrer temporisation sous forme de retard à la montée mémorisé
• ---( SA ) Démarrer temporisation sous forme de retard à la retombée

32. ---( SE ) Démarrer temporisation sous forme de retard à la montée
Apres 4s A4.0 est mise à 1

33. Application
Soit le circuit de puissance d’un vérin double effet donné comme suit:
Circuit de puissance
Le diagramme fonctionnel
En utilisant un automate S7-300, propose une solution programmée pour ce
fonctionnement.

34. Solution:
Le programme en ladder:

35. Opérations de comparaison
Description
Les opérations de comparaison comparent les entrées IN1 et IN2
selon les types de comparaison suivants :
== IN1 égal à IN2
<> IN1 différent de IN2
> IN1 supérieur à IN2
< IN1 inférieur à IN2
>= IN1 supérieur ou égal à IN2
>= IN1 supérieur ou égal à IN2
<= IN1 inférieur ou égal à IN2
Si la comparaison est vraie, le résultat logique (RLG) est 1.
Vous disposez des opérations de comparaison suivantes :
• CMP ? I Comparer entiers de 16 bits (16 Bit)
• CMP ? D Comparer entiers de 32 bits (32 Bit)
• CMP ? R Comparer réels

36. CMP ? I Comparer entiers de 16 bits

37. Exemple: Comparer entiers de 16 bits
IN1=10
IN2=101
IN2=101
IN1=111
IN2=101