Transcript Document 7404659

FONCTIONNEMENT AUTOMATE
IUT MULHOUSE
dépt. GMP
Bernard REEB
http://lab.grafcet.free.fr
[email protected]
I. Constitution d'un automate
UNITE CENTRALE
E/S
COM
Les automates sont le souvent de type modulaire :
- une unité centrale
- des cartes E/S
- et de communication
en fonction des besoins de chaque application
UNITE CENTRALE
Programme Système
Implanté par
Données
Système
le
constructeur,
Implantées
Programme
par
Utilisateur
définit
le le
mode depar
constructeur,
Réalisé
Données
fonctionnement
Utilisateur
l'utilisateur
permettent:
de l'automate
d'accéder
modules
Gérées
Unité
Arithmétique
par
de
à l'utilisateur
certaines
programme
et Logique
fonctions
Chart,
soit
Réalise
M.I.E.
parPost,
et
les
programme
prédéfinies
M.I.S.
calculs
SR,... soit
Ex
: addition,
%S6 (changement
fonction
OU,
d'état
...cadencé)
directement
mémoires
images
par
table
%SW124 (type de défaut UC)
d'animation,
des
Entrées ettableau
des Sorties
des
constantes,…
Ex : %M0 (bit mémoire)
%MW0 (mot mémoire)
E/S
COM
UNITE CENTRALE
Programme Système
Données Système
Programme Utilisateur
Données Utilisateur
Unité Arithm. et Logique
M.I.E. et M.I.S.
Boutons
et capteurs
E/S
COM
Cartes
Entrées
Cartes
Sorties
Voyants
et pré-actionneurs (distributeurs, contacteurs)
Actionneurs (vérins, moteurs)
UNITE CENTRALE
Programme Système
Données Système
Programme Utilisateur
Données Utilisateur
Unité Arithm. et Logique
M.I.E. et M.I.S.
E/S
Cartes
Entrées
Cartes
Sorties
- Console de programmation
- Console de maintenance
- Autres automates
- Autres équipement,...
COM
Interfaces de
communication
II. Les Entrées-Sorties physiques
CARTE
ENTREES
24 V=
UNITE
CENTRALE
E1
0V
E2
0V
E3
0V
E4
0V
CARTE
ENTREES
24 V=
UNITE
CENTRALE
E1
24 V
E2
0V
E3
24 V
E4
0V
UNITE
CENTRALE
CARTE
SORTIES
S11 : 0 V
M11
24 V=
UNITE
CENTRALE
CARTE
SORTIES
S11 : 24 V
M11
24 V=
III. Les Différentes phases du fonctionnement
PHASE A : LECTURE DES ENTREES
CARTE
ENTREES
E1
E2
E3
E4
UNITE CENTRALE
Mémoire Image des Entrées (MIE)
n° état
E1
0
E2
0
E3
0
E4
0
Automate en STOP
CARTE
ENTREES
E1
E2
E3
E4
UNITE CENTRALE
Mémoire Image des Entrées (MIE)
n° état
E1
1
E2
0
E3
1
E4
0
Adaptation et filtrage des signaux
Passage de l'automate en RUN
III. Les Différentes phases du fonctionnement
PHASE B : TEST DES ENTREES PAR LE PROGRAMME UTILISATEUR
UNITE CENTRALE
MIE
n°
état
E1
1
E2
0
E3
1
E4
0
PROGRAMME
23
E1
24
Traitement des Entrées et évolutions possibles des grafcets
UNITE CENTRALE
MIE
n°
état
E1
1
E2
0
E3
1
E4
0
PROGRAMME
23
E1
24
Traitement des Entrées et évolutions possibles des grafcets
III. Les Différentes phases du fonctionnement
et ECRITURE DES SORTIES PAR LE PROGRAMME UTILISATEUR
UNITE CENTRALE
PROGRAMME
%X24
S11
Traitement des Sorties
MIS
n° état
S11
0
S12
0
S13
0
S14
0
UNITE CENTRALE
PROGRAMME
%X24
S11
MIS
n° état
S11
1
S12
0
S13
0
S14
0
Traitement des Sorties si %X24 est active
III. Les Différentes phases du fonctionnement
PHASE C : AFFECTATION DES SORTIES
UNITE CENTRALE
MIS
n°
état
S11
1
S12
0
S13
0
S14
0
CARTE
SORTIES
S11
S12
S13
S14
Relayage des sorties et maintien en état
IV. Notion de scrutation
Les phases A, B et C
peuvent être visualisées par un chronogramme
STOP > RUN
B
A
lecture
Entrées
traitement programme :
C
affectation
- lecture MIE
Sorties
- franchissement transitions
- écriture MIS
Ce cycle A-B-C est répété :
on parle de "scrutation cyclique du programme"
A
B
C
A
B
C
La durée d'une scrutation est d'environ 10 à 100 ms
Scrutation (n)
Scrutation (n+1)
V. Analyse des événements
V. Analyse des événements
INCIDENCE SUR LA PRISE EN COMPTE DES ENTREES
Cas n°1
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
Le programme se déroule,
il effectue le traitement de la scrutation (n-1)
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
Scrutation (n) : lors du traitement des entrées,
l'image E1 reste à 0 puisque l'entrée physique E1 est absente
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
L'entrée physique passe à l'état 1
mais l'image E1 n'est pas réactualisée : elle reste à 0
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
Scrutation (n+1), traitement des entrées :
l'entrée E1 étant toujours présente, l'image E1 passe à l'état 1
et sera maintenue pendant toute la durée de cette scrutation
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
1
E1
2
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)
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
1
E1
2
8
E1
9
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
Scrutation (n)
Scrutation (n+1)
E1
Image E1
Ainsi : on obtient la stabilité des entrées lors d'une scrutation donnée
Traitement des entrées pour la scrutation (n+2) :
l'entrée physique E1 ayant disparu, l'image de E1 est remise à 0
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
L'image de E1 conserve cet état durant toute la scrutation suivante ...
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
… même si E1 passe à l'état 1
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
Cas n°2
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
Soit l'entrée E1 : elle s'active en cours de scrutation (n) ...
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
… elle disparaît au cours de cette scrutation.
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
Lors du traitement des entrées en scrutation suivante,
l'image E1 conserve son état à 0 puisque E1 a disparu
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
La mémoire image E1 n'a été à l'état 1
ni lors de la scrutation (n), ni lors de la scrutation (n+1)
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
Du point de vue du programme,
le passage momentané de l'entrée E1 n'aura pas été pris en compte
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
Cas n°3
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
Soit l'entrée E1 : elle s'active en cours de scrutation (n) ...
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
… elle est toujours active lors du traitement des entrées
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
L'image E1 passe à l'état 1 ...
Scrutation (n)
E1
Image E1
Scrutation (n+1)
… et conserve cet état pendant la scrutation suivante
même si E1 disparaît
Scrutation (n)
Scrutation (n+1)
E1
Image E1
Observation d'après les cas 2 et 3 :
Selon le moment d'arrivée d'une entrée brève, elle sera prise en compte ou non
V. Analyse des événements
INCIDENCE SUR L'ACTIVATION DES SORTIES
Soit une instruction de programme qui consiste à activer la sortie S11
Scrutation (n)
Progr.
S11
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
Lors de la scrutation (n-1), le programme ne demande pas à activer S11 :
l'image S11 reste à l'état 0
Scrutation (n)
Progr.
S11
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
Traitement des sorties :
l'image S11 étant à 0, la sortie physique n'est pas activée
Scrutation (n)
Progr.
S11
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
Le programme continue sa scrutation
Scrutation (n)
Progr.
S11
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
les mêmes instructions sont à nouveau exécutées
Scrutation (n)
Progr.
S11
S11
( )
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
Si les conditions sont cette fois réunies pour obtenir S11...
Scrutation (n)
Progr.
S11
S11
( )
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
… l'image de S11 passe à l'état 1 ...
Scrutation (n)
Progr.
S11
S11
( )
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
… et est mémorisée
Scrutation (n)
Progr.
S11
S11
( )
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
Traitement des sorties :
la sortie physique est activée ...
Scrutation (n)
Progr.
S11
S11
( )
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
… et mémorisée jusqu'au traitement des sorties de la prochaine scrutation
Scrutation (n)
Progr.
S11
S11
( )
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
Si lors de la scrutation (n+1) la sortie doit être maintenue,
l'image S11 est remise à l'état 1
Scrutation (n)
Progr.
S11
S11
S11
( )
( )
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
La sortie physique S11 garde son état sans interruption
pendant la scrutation suivante
Scrutation (n)
Progr.
S11
S11
S11
( )
( )
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+1)
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
Scrutation (n+1)
Scrutation (n+2)
Progr.
S11
S11
S11
S11
( )
( )
( )
( )
Image S11
S11
Lors de la prochaine mise à jour des sorties, S11 sera désactivée
Scrutation (n+1)
Progr.
S11
S11
S11
S11
( )
( )
( )
( )
Image S11
S11
Scrutation (n+2)
V. Analyse des événements
METHODE DE PROGRAMMATION DES SORTIES
3
Equations et programmation
S12 S11
E1
4
S11 = X3
Équation de la sortie S12 : S12 = X3 + X4
Équation de la sortie S11 :
S12
%X3
?>
%X3
?>
%X4
S11
( )
S12
( )
3
Fonctionnement
S12 S11
E1
4
S12
%X3
S11
( )
%X3
S12
( )
%X4
3
Fonctionnement
Exemple : X3 active
S12 S11
E1
4
S12
Sens d'évolution du programme
%X3
S11
( )
%X3
Image S11 = 1
S12
( )
Image S12 = 1
%X4
Fin de programme : affectation des sorties
S11 = 1
S12 = 1
3
Fonctionnement
Exemple : X4 active
S12 S11
E1
4
S12
Sens d'évolution du programme
%X3
S11
( )
%X3
Image S11 = 0
S12
( )
Image S12 = 1
%X4
Fin de programme : affectation des sorties
S11 = 0
S12 = 1
V. Analyse des événements
METHODE DE PROGRAMMATION DES SORTIES
3
S12 S11
E1
4
S12
Les étudiants programment souvent ceci :
%X3
S12
( )
S11
( )
%X4
S12
( )
3
Soit par exemple :
X3 active
S12 S11
E1
4
S12
Sens d'évolution du programme
%X3
S12
( )
Image S12 = 1
S11
( )
%X4
Image S11 = 1
S12
( )
Fin de programme : affectation des sorties
Image S12 = 0
S12 = 0 !!!
1. Ecrire les équations pour chaque sortie
2. Programmer une seule équation pour chaque sortie
VI. Délai de réaction
VI. Délai de réaction
Temps nécessaire entre l'apparition d'une entrée
et l'activation d'une sortie
pour une équation logique : S11 = E1
Soit le module de programme : S11 = E1
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
Scrutation (n+1)
Scrutation (n-1) de ce module : l'entrée E1 est à l'état 0
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
Scrutation (n+1)
Traitement des sorties : S11 reste inactive
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
Scrutation (n+1)
Scrutation (n) : apparition de l'entrée physique E1
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
Scrutation (n+1)
... traitement de l'équation S11=E1
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
L'équation réellement traitée est : image S11=image E1
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
Traitement des sorties : image S11 = 0, donc S11 = 0
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
Scrutation (n+1) : traitement des entrées
image E1 passe à 1 et reste à 1 pendant la scrutation
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
Nouveau traitement de l'équation S11 = E1
L'image S11 passe à l'état 1
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
E1
S11
( )
Traitement des sorties : l'image S11 étant à l'état 1, la sortie physique S11
est activée et maintenue durant la scrutation suivante
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
E1
S11
( )
… l'image S11 est à l'état 1
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
E1
S11
( )
E1
S11
( )
… la sortie S11 est encore maintenue durant la prochaine scrutation
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
E1
S11
( )
E1
S11
( )
Entre l'instant d'apparition de l'entrée physique E1 ...
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
E1
S11
( )
E1
S11
( )
… et l'instant de l'activation de la sortie physique S11 ...
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
E1
S11
( )
E1
S11
( )
Il y a un délai de réaction !
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
E1
S11
( )
E1
S11
( )
Au minimum : la durée d'une scrutation
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
E1
S11
( )
E1
S11
( )
Au maximum : la durée de 2 scrutations.
Scrutation (n)
Progr.
E1
E1
Image E1
Image S11
S11
S11
( )
E1
S11
( )
Scrutation (n+1)
E1
S11
( )
E1
S11
( )
http://lab.grafcet.free.fr
[email protected]