fonctionnement automate. i. constitution d'un automate

94
FONCTIONNEMENT AUTOMATE

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Page 1: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

FONCTIONNEMENT AUTOMATE

Page 2: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

I. Constitution d'un automate

Page 3: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Les automates sont le souvent de type modulaire :- une unité centrale- des cartes E/S- et de communicationen fonction des besoins de chaque application

UNITE CENTRALE E/S COM

Page 4: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

UNITE CENTRALE E/S COM

Programme SystèmeImplanté par le constructeur, définit le mode de fonctionnement de l'automate

Programme SystèmeDonnées SystèmeImplantées par le constructeur, permettent d'accéder à certaines fonctions prédéfiniesEx : %S6 (changement d'état cadencé) %SW124 (type de défaut UC)

Programme SystèmeDonnées SystèmeProgramme UtilisateurRéalisé par l'utilisateur :modules de programme Chart, Post, SR,...

Programme SystèmeDonnées SystèmeProgramme UtilisateurDonnées UtilisateurGérées par l'utilisateur soit par programme soit directement par table d'animation, tableau des constantes,…Ex : %M0 (bit mémoire)%MW0 (mot mémoire)

Programme SystèmeDonnées SystèmeProgramme UtilisateurDonnées UtilisateurUnité Arithmétique et LogiqueRéalise les calculsEx : addition, fonction OU, ...

Programme SystèmeDonnées SystèmeProgramme UtilisateurDonnées UtilisateurUnité Arithmétique et LogiqueM.I.E. et M.I.S.mémoires imagesdes Entrées et des Sorties

Page 5: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

UNITE CENTRALE E/S COM

Programme SystèmeDonnées SystèmeProgramme UtilisateurDonnées UtilisateurUnité Arithm. et LogiqueM.I.E. et M.I.S.

Voyantset pré-actionneurs (distributeurs, contacteurs)

CartesSorties

Actionneurs (vérins, moteurs)

CartesEntrées

Boutonset capteurs

CartesEntrées

Boutonset capteurs

Page 6: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

UNITE CENTRALE E/S COM

Programme SystèmeDonnées SystèmeProgramme UtilisateurDonnées UtilisateurUnité Arithm. et LogiqueM.I.E. et M.I.S.

CartesSorties

CartesEntrées Interfaces de

communication

- Console de programmation- Console de maintenance- Autres automates- Autres équipement,...

Page 7: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

II. Les Entrées-Sorties physiques

Page 8: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

CARTEENTREES

E1

E2

E3

E4

24 V=

UNITE CENTRALE

0 V

0 V

0 V

0 V

Page 9: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

CARTEENTREES

E1

E2

E3

E4

24 V=

UNITE CENTRALE

24 V

0 V

24 V

0 V

Page 10: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

CARTESORTIES

24 V=

UNITE CENTRALE

M11

S11 : 0 V

Page 11: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

CARTESORTIES

24 V=

UNITE CENTRALE

M11

S11 : 24 V

Page 12: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

III. Les Différentes phases du fonctionnement

PHASE A : LECTURE DES ENTREES

III. Les Différentes phases du fonctionnement

Page 13: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

CARTEENTREES

E1

E2

E3

E4

UNITE CENTRALE

Mémoire Image des Entrées (MIE)

E1

E2

E3

E4

n°0

0

0

0

état

Automate en STOP

Page 14: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

CARTEENTREES

E1

E2

E3

E4

UNITE CENTRALE

Adaptation et filtrage des signaux

Mémoire Image des Entrées (MIE)

E1

E2

E3

E4

n°1

0

1

0

état

Passage de l'automate en RUN

Page 15: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

III. Les Différentes phases du fonctionnement

PHASE B : TEST DES ENTREES PAR LE PROGRAMME UTILISATEUR

Page 16: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

UNITE CENTRALE

MIE

E1

E2

E3

E4

n°1

0

1

0

état

Traitement des Entrées et évolutions possibles des grafcets

PROGRAMME

23

24

E1

Page 17: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

UNITE CENTRALE

MIE

E1

E2

E3

E4

n°1

0

1

0

état

Traitement des Entrées et évolutions possibles des grafcets

PROGRAMME

23

24

E1

Page 18: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

III. Les Différentes phases du fonctionnement

et ECRITURE DES SORTIES PAR LE PROGRAMME UTILISATEUR

Page 19: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

UNITE CENTRALE

MIS

S11

S12

S13

S14

n°0

0

0

0

état

Traitement des Sorties

PROGRAMME

S11%X24

Page 20: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

UNITE CENTRALE

MIS

S11

S12

S13

S14

n°1

0

0

0

état

Traitement des Sorties si %X24 est active

PROGRAMME

S11%X24

Page 21: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

III. Les Différentes phases du fonctionnement

PHASE C : AFFECTATION DES SORTIES

Page 22: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

MIS

S11

S12

S13

S14

n°1

0

0

0

état

Relayage des sorties et maintien en état

UNITE CENTRALE CARTESORTIES

S11

S12

S13

S14

Page 23: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

IV. Notion de scrutation

Page 24: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Les phases A, B et Cpeuvent être visualisées par un chronogramme

Caffectation

Sorties- lecture MIE- franchissement transitions- écriture MIS

Btraitement programme :A

lectureEntrées

STOP > RUN

Page 25: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Ce cycle A-B-C est répété :on parle de "scrutation cyclique du programme"

CBA CBA

Page 26: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

La durée d'une scrutation est d'environ 10 à 100 ms

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Page 27: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

V. Analyse des événements

Page 28: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

V. Analyse des événements

INCIDENCE SUR LA PRISE EN COMPTE DES ENTREES

Page 29: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Cas n°1

Page 30: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Le programme se déroule,il effectue le traitement de la scrutation (n-1)

Page 31: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Scrutation (n) : lors du traitement des entrées,l'image E1 reste à 0 puisque l'entrée physique E1 est absente

Page 32: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

L'entrée physique passe à l'état 1mais l'image E1 n'est pas réactualisée : elle reste à 0

Page 33: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Scrutation (n+1), traitement des entrées :l'entrée E1 étant toujours présente, l'image E1 passe à l'état 1et sera maintenue pendant toute la durée de cette scrutation

Page 34: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Un test de E1 est demandé par le programme utilisateur :l'image de E1 étant à l'état 1, c'est cet état qui est pris en compte (état 1)

1

2

E1

Page 35: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Un test de E1 est demandé une seconde fois par le programme utilisateur :l'image de E1 étant à l'état 1, c'est cet état qui est pris en compte (état 1)bien que l'entrée physique E1 ne soit plus présente

Ainsi : on obtient la stabilité des entrées lors d'une scrutation donnée

1

2

E18

9

E1

Page 36: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Traitement des entrées pour la scrutation (n+2) :l'entrée physique E1 ayant disparu, l'image de E1 est remise à 0

Page 37: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

L'image de E1 conserve cet état durant toute la scrutation suivante ...

Page 38: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

… même si E1 passe à l'état 1

Page 39: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Cas n°2

Page 40: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Soit l'entrée E1 : elle s'active en cours de scrutation (n) ...

Page 41: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

… elle disparaît au cours de cette scrutation.

Page 42: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Lors du traitement des entrées en scrutation suivante,l'image E1 conserve son état à 0 puisque E1 a disparu

Page 43: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

La mémoire image E1 n'a été à l'état 1ni lors de la scrutation (n), ni lors de la scrutation (n+1)

Page 44: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Du point de vue du programme,le passage momentané de l'entrée E1 n'aura pas été pris en compte

Page 45: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Cas n°3

Page 46: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Soit l'entrée E1 : elle s'active en cours de scrutation (n) ...

Page 47: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

… elle est toujours active lors du traitement des entrées

Page 48: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

L'image E1 passe à l'état 1 ...

Page 49: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

… et conserve cet état pendant la scrutation suivantemême si E1 disparaît

Observation d'après les cas 2 et 3 :Selon le moment d'arrivée d'une entrée brève, elle sera prise en compte ou non

Page 50: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

V. Analyse des événements

INCIDENCE SUR L'ACTIVATION DES SORTIES

Page 51: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

Soit une instruction de programme qui consiste à activer la sortie S11

( )S11

Page 52: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

Lors de la scrutation (n-1), le programme ne demande pas à activer S11 :l'image S11 reste à l'état 0

( )S11

Page 53: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

Traitement des sorties :l'image S11 étant à 0, la sortie physique n'est pas activée

( )S11

Page 54: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

Le programme continue sa scrutation

( )S11

Page 55: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

les mêmes instructions sont à nouveau exécutées

( )S11

( )S11

Page 56: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

Si les conditions sont cette fois réunies pour obtenir S11...

( )S11

( )S11

Page 57: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

… l'image de S11 passe à l'état 1 ...

( )S11

( )S11

Page 58: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

… et est mémorisée

( )S11

( )S11

Page 59: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

Traitement des sorties :la sortie physique est activée ...

( )S11

( )S11

Page 60: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

… et mémorisée jusqu'au traitement des sorties de la prochaine scrutation

( )S11

( )S11

Page 61: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

Si lors de la scrutation (n+1) la sortie doit être maintenue,l'image S11 est remise à l'état 1

( )S11

( )S11

( )S11

Page 62: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

La sortie physique S11 garde son état sans interruptionpendant la scrutation suivante

( )S11

( )S11

( )S11

Page 63: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n+2)Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

Si lors de la scrutation (n+2) les conditions pour activer S11 ont disparu,l'image de S11 reste à l'état 0, mais la sortie S11 garde son état jusqu'en fin de scrutation

( )S11

( )S11

( )S11

( )S11

Page 64: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n+2)Scrutation (n+1)

Image S11

S11

Progr.

Lors de la prochaine mise à jour des sorties, S11 sera désactivée

( )S11

( )S11

( )S11

( )S11

Page 65: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

V. Analyse des événements

METHODE DE PROGRAMMATION DES SORTIES

Page 66: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

3

4

E1

S12 S11

S12

( )S11

? >%X3

Équation de la sortie S11 : S11 = X3

( )S12

? >%X3

%X4

Équation de la sortie S12 : S12 = X3 + X4

Equations et programmation

Page 67: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

3

4

E1

S12 S11

S12

( )S11%X3

( )S12%X3

%X4

Fonctionnement

Page 68: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

3

4

E1

S12 S11

S12

( )S11%X3

( )S12%X3

%X4

FonctionnementExemple : X3 active

Sens d'évolution du programme

Image S11 = 1

Image S12 = 1

S11 = 1S12 = 1

Fin de programme : affectation des sorties

Page 69: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

3

4

E1

S12 S11

S12

( )S11%X3

( )S12%X3

%X4

Sens d'évolution du programme

Image S11 = 0

FonctionnementExemple : X4 active

Image S12 = 1

S11 = 0S12 = 1

Fin de programme : affectation des sorties

Page 70: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate
Page 71: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

V. Analyse des événements

METHODE DE PROGRAMMATION DES SORTIES

Page 72: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

3

4

E1

S12 S11

S12Les étudiants programment souvent ceci :

( )S12%X3

( )S11

%X4

( )S12

Page 73: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

3

4

E1

S12 S11

S12

( )S12%X3

( )S11

%X4

( )S12

Soit par exemple :X3 active

Sens d'évolution du programme

Image S12 = 1

Image S11 = 1

Image S12 = 0

S12 = 0 !!!Fin de programme : affectation des sorties

Page 74: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate
Page 75: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

1. Ecrire les équations pour chaque sortie

2. Programmer une seule équation pour chaque sortie

Page 76: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

VI. Délai de réaction

Page 77: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

VI. Délai de réaction

Temps nécessaire entre l'apparition d'une entréeet l'activation d'une sortie

pour une équation logique : S11 = E1

Page 78: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Soit le module de programme : S11 = E1

( )S11E1 S11

Page 79: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Scrutation (n-1) de ce module : l'entrée E1 est à l'état 0

( )S11E1 S11

Page 80: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Traitement des sorties : S11 reste inactive

( )S11E1 S11

Page 81: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Scrutation (n) : apparition de l'entrée physique E1

( )S11E1 S11

Page 82: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

... traitement de l'équation S11=E1

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 83: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

L'équation réellement traitée est : image S11=image E1

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 84: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Traitement des sorties : image S11 = 0, donc S11 = 0

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 85: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Scrutation (n+1) : traitement des entréesimage E1 passe à 1 et reste à 1 pendant la scrutation

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 86: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Nouveau traitement de l'équation S11 = E1L'image S11 passe à l'état 1

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 87: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Traitement des sorties : l'image S11 étant à l'état 1, la sortie physique S11 est activée et maintenue durant la scrutation suivante

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 88: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

… l'image S11 est à l'état 1

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 89: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

… la sortie S11 est encore maintenue durant la prochaine scrutation

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 90: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Entre l'instant d'apparition de l'entrée physique E1 ...

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 91: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

… et l'instant de l'activation de la sortie physique S11 ...

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 92: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Il y a un délai de réaction !

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 93: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Au minimum : la durée d'une scrutation

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

Page 94: FONCTIONNEMENT AUTOMATE. I. Constitution d'un automate

Scrutation (n) Scrutation (n+1)

E1

Image E1

Progr.

S11

Image S11

Au maximum : la durée de 2 scrutations.

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11

( )S11E1 S11