Programmation d'un API

a/Programme

Un programme est l'unité logique de programmation qui décrit des opérations entre les variables de l'application. Un programme décrit des opérations séquentielles ou cycliques. Un programme cyclique est exécuté systématiquement à chaque cycle automate. L'exécution d'un programme séquentiel respecte les règles d'évolution du GRAFCET.

b/Déroulement d'un programme

Un programme doit assurer en permanence un cycle opératoire qui comporte trois types de tâches :

* L'acquisition de la valeur des entrées (lecture) ;

* Le traitement des données ;

* L'affectation de la valeur des sorties (écritures).

Le premier et le troisième point s'effectuent par mise en communication successive de chacune des voies d'entrée ou de sortie (scrutation).

Le temps de scrutation, qui sépare deux lancements successifs de la même portion du programme d'application, comprend non seulement le temps de traitement mais aussi le temps de mise à jour de la mémoire des E/S.

Le temps de réponse total (TRT) est le temps qui s'écoule entre le changement d'état d'une entrée et le changement d'état de la sortie correspondante.

c/Moyens de programmation Leur rôle consiste à :

* Écrire et modifier le programme de l'API ;

* Le stocker ;

* Le visualiser en temps réel via l'état des E/S et variables intermédiaires des algorithmes de commande ;

* Modifier certaines données ;

* Aider au diagnostic des défauts Activité

Réaliser l’activité pratique N°4 ou N°4Bis du TP-A41 dans le manuel d’activités

Il s'agit de traduire un GRAFCET codé automate en un programme liste d’instructions (LI) permettant de piloter un système de commande d’un moteur asynchrone dans les deux sens de marche.

Console Portable

Réglage/Maintenance (en Atelier)

Chapitre A4

Leçon A 4-1 Logique Programmée Ils se composent d'une partie matérielle (console ou ordinateur) et d'un logiciel de programmation.

Consoles de programmation : terminaux de poche, ces outils permettent, par connexion directe sur site, de modifier des valeurs de temporisation de compteurs, des bits ou des mots, parfois le programme lui-même. Elles sont dédiées à une marque d'appareils par exemple : T407, T607, FTX2000 Télémécanique

PG610, 630, 710, 730, 750, etc de la gamme Siemens

Micros ordinateurs équipés du logiciel de programmation propre à la gamme d'un constructeur.

Exemples : XTEL, PL7 Micro, PL7 Pro Télémécanique STEP7 pour les API SIEMENS

Atelier logicielindépendant de la marque au stade de l'élaboration fonctionnelle, suivi d'un " post-processeur " spécifique à l'automate.

Exemples : CADEPA, ISAGRAF d/Langages de programmation

La norme internationale CEI 1131-3 reprise dans la norme française EN 61131-3 définit cinq types de langage du monde industriel, à savoir :

**IL (Instruction List)ou liste d'instructions : ce langage textuel de bas niveau est un langage à une instruction par ligne. Il ressemble, dans certains aspects, au langage assembleur employé pour la programmation des microprocesseurs ;

** ST (Structured Text)ou texte structuré : ce langage est un langage textuel de haut niveau.

Il permet la programmation de tout type d'algorithme plus ou moins complexe;

** LD (Ladder Diagram) ou schéma à contacts : ce langage graphique est essentiellement dédié à la programmation d'équations booléennes (true/false) ;

** SFC (Sequential function Chart) :issu du langage GRAFCET, ce langage de haut niveau permet la programmation aisée de tous les procédés séquentiels ;

** FBD (Function Block Diagram) ou schéma par bloc : ce langage permet de programmer graphiquement à l'aide de blocs, représentant des variables, des opérateurs ou des fonctions.

IL permet de manipuler tous les types de variables.

Programmation en réseaux de contacts (Ladder)

Une section de programme écrite en langage à contacts se compose d'une suite de réseaux de contacts exécutés séquentiellement par l'automate.La représentation d'un réseau de contacts est proche de celle d'un schéma électrique.

Terminaux Industriels

Chapitre A4

Leçon A 4-1 Logique Programmée Description d'un réseau de contacts

Un réseau de contacts est composé d'un ensemble d'éléments graphiques disposés sur une grille organisée en lignes et colonnes.

Exemple :pour l’Automate TSX3721, on a :

– 16 lignes maximum et 11 colonnes (pour automates Premium), – 7 lignes maximum et 11 colonnes (pour automates Micro).

Il est réparti en deux zones :

– la zone test, dans laquelle figurent les conditions nécessaires à une action – la zone action, qui applique le résultat consécutif à un enchaînement de test.

Exemple d’application :

En se référant au dossier technique du TSX 3721, reprendre l’exemple traité en A et dont on a tracé le GRAFCET PC et écrire un programme Ladder qui permet de commander le système de tri de pièces.

Solution :

Il faut d’abord commencer par transformer le GRAFCET PC en GRAFCET codé Automate en respectant le tableau des affectations ci-contre :

Barres de potentiel

Zone test

Zone action

Chapitre A4

Leçon A 4-1 Logique Programmée

Les étapes sont programmées commes des bobines avec une mise à 1 et une remise à 0 :

* la mise à 1 (SET) est déduite de l’équation d’activation de l’étape.

* la mise à 0 (RESET) est déduite de l’équation de désactivation.

Ex : SET(M1)=M0.(I1.0) RESET(M1)=M2+M5

Activation Etapes Désactivation Etapes Sorties

Tableau des Affectations

Entrées système

Entrées TSX

Sorties système

Sorties TSX

Capteur

Présence pièce

v

^I1.0

Pièce type 1

s

₆ ^I1.1 -Pièce type 2

s

₇ ^I1.2 -Capteur sortie

Vérin C1

l

₁₁ ^I1.8

¹⁴

^M

¹

^Q2.0

Capteur retour

Vérin C1

l

₁₀ ^I1.7

¹²

^M

¹

^Q2.4

Capteur sortie

Vérin C2

l

₂₁ ^I1.3

¹⁴

^M

²

^Q2.5

Capteur retour

Vérin C2

l

₂₀ ^I15

¹²

^M

²

^Q2.2

Capteur sortie

Vérin C3

l

₃₁ ^I1.4

¹⁴

^M

³

^Q2.1

Capteur retour

Vérin C3

l

₃₀ ^I1.6

12

^M

3

^Q2.3

Chapitre A4

Leçon A 4-1 Logique Programmée Programmation en lignes d’instructions

Une section écrite en langage liste d'instructions se compose d'une suite d'instructions exécutées séquentiellement par l'automate.

L'illustration suivante présente un programme liste d'instructions PL7 et le détail d'une instruction.

Pour traduire un GRAFCET, codé Automate, en lignes d’instructions on passe par plusieurs étapes identiques à celles suivies précédemment dans l’élaboration des réseaux à contacts : – Les étapes sont programmées commes des bobines avec une mise à 1 et une remise à 0.

* la mise à 1 (S) est déduite de l’équation d’activation de l’étape.

* la remise à 0 (R) est déduite de l’équation de désactivation.

Ex :avec le TSX 3721, la programmation de la mémoire étape1 est la suivante :

LD %M0

AND %I1 .0

S %M1

LD %M2

R %M1

– Les sorties sont prises par équivalence avec les étapes.

Ex : avec le TSX 3721, la programmation de l’action associée à l’étape1 est la suivante : LD %M1

ST %Q2.1

Exemple d’application :

En se référant au dossier technique du TSX 3721, reprendre l’exemple traité sur le système de tri de pièces et écrire un programme liste d’instructions qui permet de gérer sa commande.

LD %I 1.0

Code Opérande instruction

! %L0,

LD %I1.0

ANDN %M12

OR( %T4.Q

AND %M17

)

AND %I1.7

ST %Q2.5

! %L2,

LD %I1.5

Chapitre A4

Leçon A 4-1 Logique Programmée Solution :

On garde les affectations des entrées/sorties choisies dans l’exemple, ainsi que le fonction-nement. Le programme tel qu’il est saisi sur le logiciel PL7 est le suivant :

LD %M4

Etape0Etape1Etape2Etape3 Etape5Etape6

Etape4 14M114M212M212M114M312M3

Chapitre A4

Leçon A 4-1 Logique Programmée Programmation en langage GRAFCET

Le langage GRAFCET n’est pas utilisé avec tous les types d’Automates Programmables disponibles dans l’industrie. Il est développé dans ce chapitre à cause des exercices traités autour du TSX 3721 de Télémécanique.

Le logiciel PL7 dispose :

– d’objets bits associés aux étapes (1=étape active)

%Xi Etat de l'étape i du Grafcet principal(i de 0 à n, n dépend du processeur) – de bits système spécifiques

%S21 Provoque l'initialisation du Grafcet

%S22 Provoque la remise à zéro générale du Grafcet

%S23 Provoque le figeage du Grafcet Exemple d’application :

En se référant au dossier technique du TSX 3721, reprendre l’exemple traité avec le langage liste d’instructions et écrire un programme GRAFCET qui permet de commander le système de tri de pièces.

Solution :Construction du GRAFCET Activité

Réaliser l’activité N°5 du TP-A41 dans le manuel d’activités

Il s'agit de traduire un GRAFCET codé automate en un programme langage GRAFCET permettant de piloter un système de commande d’un moteur asynchrone dans les deux sens de marche.

Chapitre A4

Leçon A 4-1 Logique Programmée Construction des receptivités

Programmation des actions associées

Chapitre A4

Leçon A 4-1 Logique Programmée

D- RESUMÉ :

E- EXERCICES D’APPLICATION :

Dans le document GÉNIE ELECTRIQUE (Page 78-86)