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LES AUTOMATES PROGRAMMABLES INDUSTRIELS
Nous allons étudier sommairement l'Automate Programmable Industriel ( A.P.I. ) de manière à ce qu'il n'y ait aucune équivoque quant à son application, surtout vis à vis des micro-ordinateurs personnels.
HISTORIQUE
Les automates programmables sont apparus aux USA vers 1969, ils étaient destinés à l'origine à automatiser les chaînes de montages automobiles. C'est en 1971 Qu'ils firent leur apparition en France, ils sont de plus en plus employés dans toutes les industries.
ROLE ET EMPLOI
Comme son nom l'indique c'est un appareil que l'on programme pour effectuer des opérations cycliques, il reçoit des données par ses entrées, celles-ci sont ensuite traitées par un programme défini, le résultat obtenu étant délivré par ses sorties.
NOTA
Il ne faut pas confondre automate programmable et micro ordinateur, ces derniers bien que de plus en plus puissants sont plutôt réservés aux calculs et graphismes, ils peuvent néanmoins commander des appareillages par adjonction de cartes spécifiques dites Entrées/Sorties, mais ils ne sont pas aussi souples d'emploi que les A.P.I. spécialement étudiés pour un emploi bien spécifique.
ENTREES
Elles sont de plusieurs sortes à savoir :
- Contacts secs : Contacts, relais, fin de course, pressostats, thermostats……
- Analogiques en courant : 0 -20mA, 4 -20mA (mesures)
- Analogiques en tension : 0 -2,5V, 0 -5V, 0 -10V (mesures)
- Cartes dialogues : avec PC ou A.P.I.
SORTIES
Elles sont de plusieurs sortes à savoir :
- Contacts secs : Contacts ou triacs
- Analogiques en courant : 0 -20mA, 4 -20mA (régulation)
- Analogiques en tension : 0 -2,5V, 0 -5V, 0 -10V (régulation)
UNITE CENTRALE ou U.C.
L'U.C. c'est le "cerveau" qui gère l'automate, elle est constituée d'un microprocesseur, de mémoire, ainsi que divers composants. Son rôle consiste à recevoir, mémoriser et traiter les informations reçues aux entrées et détermine l'état des sorties en fonction du programme établi.
CAPACITE D'UN AUTOMATE
Elle est déterminée par le nombre de ses entrées, de ses sorties, ainsi que sa capacité mémoire nécessaire à stocker le programme dans l'Unité Centrale.
Le tout détermine bien évidemment son prix qui peut varier d'environ 80 euros pour un modèle 8 entrées/4 sorties à plus de 15 000 euros pour un de 1000 entrées/sorties. Ci dessous deux petits A.P.I. le Crouzet (8e/4s) qui est compact et le Schneider composé de cartes enfichables qui permet de personnaliser sa configuration.
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Automate CROUZET Millénium II |
Automate SCHNEIDER Micro |
PROGRAMMATION
Elle peut s'effectuer de trois manières différentes :
- Sur l'A.P.I. lui-même à l'aide de touches.
- Avec une console de programmation reliée par un câble spécifique à l'A.P.I.
- Avec un PC et un logiciel approprié.
Les langages utilisés pour la programmation sont :
- Le LADDER qui utilise des symboles électriques qui assemblés forment le programme. Ce type de programmation à l'avantage de pouvoir être utilisé par du personnel électricien ou ayant une connaissance de la schématique électrique sans pour autant apprendre un langage spécifique.
- L'ASSEMBLEUR ou littéral qui utilise un langage semblable au basic (Si, Et, Ou, Saut, Alors, Sinon, Cas de…)
- Le GRAFCET qui est un séquenceur.
La plupart des A.P.I. utilisent ces trois types de langages.
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Langage LADDER |
Langage GRAFCET |
LE GRAFCET
Afin de simplifier la programmation des A.P.I. on à recours à un système d'écriture par organigramme spécialisé appelé GRAFCET : Graphe de Commande Etape/Transition.
Celui-ci est particulièrement adapté pour la programmation des A.P.I.
Il se compose de cases correspondantes aux diverses opérations, elles sont reliées entre elles par des traits indiquant le sens de déroulement des opérations. Le passage d'une case à l'autre ne s'effectuant que si l'étape précédente est active et la transition valide.
Ce système très fonctionnel comporte un nombre restreint de symboles conventionnels et permet la correction d'une partie de séquence sans remettre en cause les autres, facilitant ainsi les modifications. De plus ce système étant conventionnel à l'avantage d'être facilement interprété par n'importe qu'elle personne le connaissant.
Des variantes de programmation peuvent intervenir dans le sens de la réflexion propre à chaque individu, comme pour tout autre langage informatisé, qu'il s'agisse d'automates ou d'ordinateurs
DEMONSTRATION
Soit une gare comportant deux voies parallèles sur lesquelles démarrent et s'arrêtent alternativement deux trains, chacun sur sa voie respective et ceci pour un cycle complet..
ORGANIGRAMME
Voici l'organigramme qui faudra "entrer" dans l'A.P.I pour réaliser les séquences de la démonstration ci-dessus.
RESUME
L'A.P.I. est un équipement spécialement conçu pour l'industrie et destiné à piloter des chaînes de montages, productions, manutentions, robots industriels, machines outils…
Au point de vue modélisme ferroviaire c'est un appareil parfait pour qui veut automatiser même partiellement un réseau.
Par contre il ne faut pas oublier qu'à l'instar d'un réseau réel, un grand nombre d'entrées/sorties seront nécessaires. La petite démonstration ci-dessus ne demande pas moins de 4 entrées et 5 sorties.
AVANTAGES
- Simplification du câblage.
- Modifications du programme faciles à effectuer par rapport à une logique câblée.
- Enormes possibilités d'exploitation.
- Fiabilité professionnelle.
INCONVENIENTS
- En cas de "plantage" (très rare heureusement), c'est une belle pagaille…
- Son prix qui comme nous l'avons vu plus haut ne le met pas à la portée de toutes les bourses. Mais ces équipements évoluant rapidement fait que l'on peut en récupérer quelquefois pour pas trop cher.
http://alain.canduro.free.fr/API.htm
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