Supervision d'automates Avec Modbus TCP
L'objectif de cette série de TP est d’appréhender le protocole Modbus TCP dans le cadre de la supervision d'API. Sa mise en œuvre se fera grâce à une bibliothèque logicielle fournie (à télécharger ici) par national instruments pour Labview, lequel nous permettra de créer une IHM afin de superviser différents systèmes automatisés via un API Wago de la série 750.
1.Chaîne de bouchonnage
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Présentation
➔Partie opérative :
La partie opérative simule un processus de bouchonnage de bouteille. Les bouteilles sont représentées par des pièces en aluminium alors que les bouchons sont en plastique.
Les bouchons et les bouteilles sont amenés dans un ordre indifférent par un convoyeur à chaîne. Ils atteignent ensuite une zone de tri, dans laquelle les bouchons sont séparés des bouteilles.
Sur le convoyeur à bande on trouve une zone d’assemblage permettant de réaliser le bouchonnage.
Les pièces arrivent ensuite dans la zone de vérification. Dans cette zone sont repérés les bouchons isolés, ainsi que les bouteilles non bouchées. La zone d’éjection a alors pour rôle de ne laisse passer que les bouteilles bouchées, c'est à dire qu'elle doit éjecter les bouteilles seules ou les bouchons seuls.
Les bouchons ou bouteille seules seront éjectées à l’aide du solénoïde d’éjection alors que les bouteilles correctement bouchées seront stockées dans la caissette située en bout du convoyeur à bande.
Enfin, la zone d’éjection ne laisse passer que les bouteilles bouchées.
Sur un pupitre on trouve les boutons de Marche, Arrêt et Arrêt d’urgence.
➔Partie Commande :
- API : Wago 750-849 (adresse IP : 192.168.0.161) - Carte 8 sorties TOR : 750-530
- Carte 8 entrées TOR : 750-430 - Carte 4 entrées TOR : 750-432
➔Sorties du système :
Désignations Sorties API Symboles
Convoyeur à chaîne %QX0.0 Convchaine
Convoyeur à bande %QX0.1 Convbande
Solénoïde d'éjection %QX0.2 Soleject
Solénoïde de tri %QX0.3 Soltri
➔Entrées du système :
Désignations Entrées API Symboles Fonctionnement
Capteurs Zone tri :
Présence Bouteille (Induction) Présence bouchon ou bouteille (IR) Retour Solénoïde tri
%IX0.0
%IX0.1
%IX0.2
Pbzt Pbbzt
Rszt
24v si bouteille
24v si bouchon ou bouteille 24v si retour vérin
Capteurs Zone assemblage :
Présence bouchon (IR) %IX0.3 Pbza 24v si pièc
B.P pupitre : Marche (contact) Arrêt (contact)
%IX0.9
%IX0.10
Marche Arret
24v si marche enfoncé 0v si arrêt enfoncé Capteur Zone Vérification :
Détection bouteille bouchée (Capacitif) %IX0.4 Dbbzv 0v si assemblage correct Capteurs Zone éjection :
Détection pièce (IR) Retour Solénoïde
%IX0.7
%IX0.8
Dpze Rsze
24v si bouchon ou bouteille 24v si retour vérin
➔Variables internes / réseau :
Désignation Adresse
Pilotage distant convoyeur chaine %IX256.0
Pilotage distant convoyeur bande %IX256.1
Remise à zéro des compteurs %IX256.2
Nombre de bouchons stockés dans le magasin %MW0
Comptage des bouteilles assemblées %MW1
Comptage des pièces au rebus %MW2
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Cahier des charges
La supervision à réaliser devra permettre :
- de piloter à distance les deux convoyeur (afin de lancer ou d’arrêter la production) - d'afficher le nombre de pièces produites, au rebut et dans le magasin
- de remettre à zéro les trois compteurs ci-dessus
- d'afficher l’état de l’ensemble des détecteurs, ainsi que des sorties du système
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Préparation
Définir les trames Modbus (Code Fct + données) permettant d'émettre les requêtes nécessaires à la supervision précédemment décrite.
2.Tracker Solaire
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Présentation
➔Partie opérative :
Le système à commander est basé sur le principe du « tracker solaire » qui consiste à optimiser la récupération du
rayonnement solaire par des panneaux photovoltaïques en suivant la course du solaire au cours de la journée.
Diverses technologies existent (1 ou 2 axes de rotation, suivi en boucle ouverte ou boucle fermée...). La quantité d'énergie récupérée peut ainsi être nettement supérieure à celle obtenue avec un panneau fixe (gains de l'ordre de 20 à 30%).
On étudiera à travers ce TP un module destiné à fournir une alimentation autonome avec stockage 24Vcc à une installation électrique TBTS (type éclairage par exemple). L'énergie est donc produite à partir d'un panneau photovoltaïque qui est connecté à un régulateur permettant la charge de batteries.
➔Partie Commande :
Désignation : Référence : Rôle :
API 750-841 (..FW12) exécute le programme d'automatisation et assure la supervision du système. Adresse IP : 192.168.0.168 Carte 4 entrées TOR 750-432 fournit au programme l'état des détecteurs présents
sur la P.O
Carte 8 sorties TOR 750-530 Permet de commander l'éclairage, le choix de la mesure de batterie, le basculement de l'alimentation Carte de commande moteur 750-636 Pilote le moteur afin de positionner l'axe du panneau
solaire entre -60° et +60°. Réalise également une mesure de position via un codeur incrémental.
Carte 2 entrées analogiques 0-5A 750-475/0020-0000 Assure la mesure du courant de charge des batteries, ainsi que le courant consommé par le dispositif d'éclairage.
Carte 2 entrées analogiques 0-30V 750-483 Permet de mesurer la tension aux bornes des batteries ainsi que la tension délivrée par le capteur
➔Variables :
Mnémonique : Adresse : Fonction :
FC_EST %QX256.0 Fin de course : axe en butée Ouest (variable réseau) FC_OUEST %QX256.1 Fin de course : axe en butée Est (variable réseau)
Sel_bat %QX3.0 Commande du relais de sélection de la batterie à mesurer (tension) Sel_source %QX3.1 Commande du relais de sélection de la source d'énergie à utiliser pour
l'éclairage (batteries ou réseau) L1 %QX3.2 Commande de la lampe 1 L2 %QX3.3 Commande de la lampe 2
Depl_OUEST %QX0.0 Mise en rotation du moteur : déplacement du panneau vers l'OUEST Depl_EST %QX0.1 Mise en rotation du moteur : déplacement du panneau vers l'EST
V_bat %IW5 Mesure de la tension aux bornes des batteries
V_pos %IW6 Mesure de la tension aux bornes du potentiomètre de position.
Imot %IW3 Mesure du courant consommé parle moteur
Iecl %IW4 Mesure du courant consommé par l'éclairage
Codeur %IW1 Comptabilise les impulsions du codeur (env +/- 1 par degré)
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Cahier des charges
La supervision à réaliser devra permettre :
- d'afficher le courant consommé par le moteurs sur un graphe déroulant - d'afficher la position angulaire du panneau sur un vu-mètre
- d'afficher l’état des Entrées/sorties TOR sur des voyants - d'afficher les niveaux de tension des batteries sur des jauges
- de déclencher une alarme sonore si les deux batteries ont un niveaux de tension inférieur à 12V
- d'activer un voyant d'alarme si l'écart de mesure entre le codeur et le capteur potentiométrique de position dépasse 5 %
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Préparation
Définir les trames Modbus (Code Fct + données) permettant d'émettre les requêtes nécessaires à la supervision précédemment décrite.
