Grafcet D'un Ascenseur [PDF]

Zitiervorschau

Chapitre 02

Description de l’automate programmable S7-300, cahier des charges et modélisation par GRAFCET

Introduction : Dans ce chapitre nous avons procédé à l’étude des différents éléments et composants de l’ascenseur, à savoir les principes de fonctionnements et les différents blocs.

I.1) Description : Appareil élévateur installé à demeure,desservant des niveaux définis, comportant une cabine, dont les dimensions et la constitution permettent manifestement

l’accès des

personnes, se déplaçant au moins partiellement le long de guides verticaux, dont l’inclinaison sur la verticale est inférieur à 15 degrés . Il n’y pas de destination nette entre ce terme (ascenseur) et d’autre comme monte –charge ou élévateur, mais on le réserve souvent aux appareils destinés au transport vertical de personne dans les bâtiments à niveau multiples. Le terme désigne aussi couramment la cabine de l’ascenseur, qui n’est qu’un élément du dispositif. LEON EDOUX, ingénieur Français duXIXéme siècle est à l’origine du terme “Ascenseur“

Fig. I.1 : ascenseur Panoramique.

I.2) Les différant type d’ascenseur : 

Ascenseur



Monte charge



Monte malade



Monte plat



Monte documents



Monte voiture



Escalators mécanique….etc.

Remarque : La seule différence entre ces appareils est la vitesse de déplacement de la cabine.

I.3) Type de traction : Les ascenseurs modernes sont dotés actuellement de deux systèmes de traction : Le treuillage, qui consiste à déplacer l’ascenseur à l’aide de câble actionné par une machine que l’on appelle : “treuil“et en même temps le treuillage contient deux catégories de traction. Directe : le câble est directement relié à la cabine. Indirecte (moufle) : la cabine d’ascenseur est pendue dans la gaine au bout des câbles de traction. Ceux-ci passent sur une poulie de traction actionnée par le treuil et sont reliés à un contrepoids.

Traction direct

traction indirecte

Fig. I.2 : différent type de traction.

Pour le second principe c’est l’énergie hydraulique, qui consiste à pousser l’ascenseur vers le haut à l’aide d’un piston actionné par une centrale hydraulique.

Fig. I.3 : Ascenseur hydraulique. I.4) constitution d’un ascenseur : Un ascenseur se compose essentiellement : Amortisseur : Organe constituant une butée déformable en fin de course, comportant un système de freinage par fluide ou ressort (ou autre dispositif analogue). Boutons d'appels : On nomme boutons d'appels celles installés aux paliers. Boutons d'envois : Les boutons d'envois sont installés dans la cabine. Cabine d'ascenseur : Élément composé d'un plancher, de parois et d'un toit destiné à accueillir les personnes et les marchandises. (La partie visible de l'ascenseur) Cet élément est inséré et fixé dans un cadre appelé suspension cabine. Câbles de traction : Câbles, généralement en acier, destinés à suspendre la cabine au contrepoids et faire fonctionner l’ensemble. Charge nominale : Charge pour laquelle l’appareil a été construit. Elle s’exprime en kilogrammes et en nombre de personnes. Au-delà de cette capacité, le système de traction n'est plus en mesure de contrôler le déplacement, et l'arrêt correct de la cabine. Dans certains cas de

surcharge exagérée, des blocages intempestifs peuvent se produire. La charge est une indication qui doit obligatoirement figurer dans la cabine ! Clé de déverrouillage : Clé de secours destinée à procéder à l'ouverture manuelle d'une porte palière, si besoin est. Contrepoids : servant à équilibrer une action inverse et compensatrice. Cuvette : Partie de la gaine située en contrebas du niveau d’arrêt inférieur desservi par la cabine et contenant les poulies de renvoi et les amortisseurs. Fin de course : Contact de sécurité placé généralement en gaine et destiné à stopper l'ascenseur en cas de dépassement de sa course normale. Gaine : Volume dans lequel se déplacent la cabine et le contrepoids. Ce volume est matériellement délimité par le fond de la cuvette, les parois et le plafond. Guides : Profilés en acier, généralement en forme de T, destinés à guider la cabine et le contrepoids dans la gaine. Machinerie : Local généralement placé au-dessus de la gaine et destiné à contenir l'appareillage et le système de traction. Aussi appelé "salle des machines". Moteur de traction : Moteur équipant le treuil de l'ascenseur et placé dans la machinerie. Niveau : Palier desservi (sous-sol, rez-de-chaussée, étage). Parachute : Organe mécanique, commandé par un câble de limiteur de vitesse, destiné à arrêter et à maintenir à l’arrêt la cabine ou le contrepoids sur ses guides en cas de survitesse à la descente ou de rupture des organes de suspension. Lorsqu'en descente, le câble est bloqué par le limiteur de vitesse, il provoque la levée du parachute et le blocage de la cabine. Pèse-charge : Dispositif qui fait retentir l'alarme de surcharge lorsque la cabine est trop chargée. Porte(s) de cabine : Portes obturant les baies de cabine (donc embarquées), afin d’éviter les risques de coincement des usagers en leur interdisant tous contact avec les parties extérieures à la cabine. Portes palières : Portes obturant à chaque niveau (donc fixes) les ouvertures dans la gaine servant d’accès à la cabine d’ascenseur. Afin d’éviter les chutes de personnes dans la gaine, leur ouverture n’est possible qu’en présence de la cabine. Poulie de traction : Poulie équipée généralement de gorges taillées en forme de V de manière à agripper les câbles de traction. Cette poulie, solidaire du treuil, fait lors de sa rotation se déplacer l'ensemble cabine et contrepoids. Serrure : système de sécurité électromécanique verrouillant la porte palière.

Treuil : Machine composée d'un dispositif de freinage et d'un moteur et destinée à actionner les câbles de traction de l'ascenseur. Les machines à traction directe (sans boîte de vitesse) sont appelées Gearless. Ce sont les plus modernes et les plus performantes (Jusqu'à 15 m/s).

Eclairage Tableau d’arrivée du courant Ventilation

Crochet de manutention Coffre de télésurveillance

Armoire de commande

Crosse de rétablissement

Treuil, moteur

Trappe d’accès équilibré Rambarde

Limiteur de vitesse

Barre d’accrochage Echelle d’accès Serrure

Indicateur d’étage

Bouton d’appel

Contrepoids

Guide cabine Opérateur de porte Câble de suspension Eclairage de la gaine

Boite d’inspection Etrier (arcade)

Panneau de commande cabine

Coulissons cabine

Bouton d’alarme Came mobile Détecteur d’obstacle

Parachute Canalisations électriques fixe

Cellule photo-lectrique Chasse pied

Cordon souple (pendentif)

Guidage de contrepoids

Câble de limiteur de vitesse

Amortisseur

Interrupteur d’arrêt d’urgence en cuvette

Cuvette

Fig. I.4 : Ascenseur.

I.5) Principe de fonctionnement : Fonctionnement de l’ascenseur sous l’angle du déplacement de la cabine : Son déplacement Ce qui guide son déplacement Ce qui la fait déplacer Ce qui provoque ce mouvement L’aménagement de chaque niveau On commence par les deux guides qui sont situés le long de la course de la cabine, de part et d’autre. Une partie mobile : les coulisseaux sont situés à chaque coin de l’étrier (arcade), et sont en appuis sur les guides. Durant le déplacement de la cabine, ceux-ci glissent sur les guides. La transmission de mouvement de la cabine effectuée part des poulies entraînées par des moto-réducteurs électriques. Ceux-ci se trouvent en extrémité haute ou basse de la gaine. L’étrier est suspendu à plusieurs câbles puis contrebalancé par un contrepoids servant à équilibrer la charge, augmenter l’adhérence des câbles sur la poulie et permet aussi de diminuer la puissance nécessaire à l’entraînement de la cabine. Etude de l’ascenseur sous l’angle de la circulation des informations : Le dispositif de commande et de sécurité est relié à tous les boutons de la cabine et de chaque palier. Il peut ainsi recevoir des consignes provenant de plusieurs endroits. Il est aussi lié à plusieurs détecteurs donnant des informations sur l’ouverture ou la fermeture des portes, sur le positionnement de la cabine ou sur la sur charge éventuelle, etc. En fonction de ces informations, l’exécution des consignes enregistrées à partir des boutons de commande pourra être autorisée ou interdite.

I.6) Représentation de fonctionnement de l’ascenseur : Les mouvements des différents éléments

Moteur treuil

Ouverture porte Fermeture porte

Câble

Cabine

Contre poids

Fig. I.5 : Représentation et mouvement des différents éléments de l’ascenseur. Les fonctions techniques internes au produit et qui répondent à la fonction : Faire monter la cabine de l’ascenseur. Cette recherche peut se résumer au schéma blocs suivant : Fonction

faire monter la cabine de l’ascenseur

Faire monter la cabine

Effectuer une traction sur la cabine

Créer un mouvement vertical vers le haut

Transformer de l’énergie

Adapter l’énergie mécanique

Transmettre l’énergie mécanique

Fig. I.6 : schéma bloque de montée

Les fonctions techniques correspondants à la fonction : Faire descendre la cabine :

faire descendre la

Fonction

cabine de l’ascenseur

Faire descendre la cabine

Effectuer une traction sur la cabine

Créer un mouvement vertical vers le bas

Transformer de l’énergie

Adapter l’énergie mécanique

Transmettre l’énergie mécanique

Fig.I.7 : schéma bloque de la descente I.7) Le détecteur de positions : I.7.1) Définition : Les capteurs mécaniques de position, appelés aussi interrupteurs de position, sont surtout employés dans les systèmes automatisés pour assurer la fonction et détecter les positions, aussi appelé détecteurs de présence. Ils sont réalisés à base de microcontacts placés dans un corps de protection et muni d’un système de commande ou tête de commande.

I.7.2) Avantages :  Sécurité de fonctionnement élevée : fiabilité des contacts et manœuvre positive d’ouverture.  Bonne fiabilité sur les points d’enclenchement (jusqu’à 0,01mm).  séparation galvanique des circuits.

 Bonne aptitude à commuter les courants faibles, combinée à une grande endurance électrique.  Tension d’emploi élevée.  Mise en œuvre simple, fonctionnement visualisé.  Grande résistance aux ambiances industrielles. Détections Tout objet solide Technologie Deux fils

I.7.3) Utilisations : Les plus significatives se rencontrent dans la mécanique et la machine-outil (usinage, manutention, levage), dans l’agro-alimentaire et la chimie (conditionnement, emballage), sur des types d’applications relevant de : 

La détection de pièces machines (cames, butées, pignons)



La détection de balancelles, chariots, wagons



La détection directe d’objets

C’est un commutateur, commandé par le déplacement d’un organe de commande (corps d’épreuve). Lorsque le corps d’épreuve est actionné, il ouvre ou ferme le contact électrique. De nombreux modèles peuvent être associée au corps : tête à mouvement rectiligne, angulaire ou multi direction associée au différent dispositifs d’attaque (à poussoir, à levier, à tige). La tête de commande et le dispositif d’initiative sont déterminés à partir de : 

La forme de l’objet : came 30°, face plane, forme quelconque.



La trajectoire de l’objet : latérale, multidirectionnelle.



La précision de guidage.

Fig.I.8 : Gamme des interrupteurs de position.

I.7.4) les différents types de détecteurs : I.7.1) les détecteurs de proximité inductifs : Ce type de capteur est réservé à la détection sans contact d’objets métalliques. L’objet est donc à proximité du capteur mais pas en contact contrairement à un détecteur de position.

Fig. I.9 : Détecteurs de proximité inductives. I.7.2) les détecteurs de proximité capacitifs : Les détecteurs capacitifs présentent l’avantage de pouvoir détecter à courte distance la présence de tous types d’objets.

Fig. I.10 : Détecteurs de proximité capacitives.

I.7.3) Les détecteurs de proximité photo électriques : Un détecteur photoélectrique réalise la détection d’une cible, qui peut être un objet ou une personne, au moyen d’un faisceau lumineux.

Fig. I.11 : Détecteurs de proximité photo électriques. I.7.4) Les interrupteurs a lame souple : Un interrupteur à lame souple (I.L.S) est constitué d’un boîtier à l’intérieur duquel est placé un contact électrique métallique souple sensible aux champs magnitiques.

Fig. I.12 : Interrupteur a lame souple. I.7.5) Choix des détecteurs Parmi les principaux et nombreux facteurs qui interviennent dans le choix d’un détecteur, citons :

 L’environnement : température, humidité, poussières, projections diverses.  La source d’alimentation : alternative ou continue.  Le signal de sortie : électromécanique.  Le type de raccordement : câble, borner, connecteur.

I.8) Boite d’inspection : I.8.1) DESCRIPTION : La boîte d’inspection du toit de la cabine contient le module électronique sélectionné et les poussoirs d’arrêt de secours, mouvement en inspection et appel de secours, commutateur de marche normal/inspection, bouton de montée, bouton de descente et prise de courant.

Fonctionnement en révision Bouton de montée

Fonctionnement normal

Bouton d’arrêt d’urgence

Bouton de descente

Fig. I.13: boite d’inspection.

I.9) Limiteurs de Vitesse : I.9.1) DESCRIPTION : Ces limiteurs agissent quand les leviers s'ouvrent, sous l'effet de la force centrifuge, lorsqu'il y a une survitesse de la cabine autant en montée qu'en descente. Ce système d’actionnement garantit un fonctionnement totalement silencieux du limiteur car aucune pièce de frottement n’intervient sur ce type de dispositif. Ces limiteurs sont valides pour actionner des parachutes instantanés à rouleaux, instantanés avec effet amorti et progressifs.

Fig. I.14: Limiteurs de vitesse pour installation sur ascenseurs et montecharge.

I.10) Le Moteur treuil et moteur opérateur : I.10.1) Introduction : Comme le déplacement de l’ascenseur, la fermeture et l’ouverture sont assurés par des moteurs asynchrone, une petite étude leurs sera consacrée.

I.10.2) définition d’un moteur asynchrone : C’est une machine asynchrone, appelée également machine à induction, le moteur asynchrone est un convertisseur électromagnétique tournant transformant de l’énergie électrique en énergie mécanique.

I.10.3) Constitution d’un moteur asynchrone : Il comprend deux parties distinctes :

I.10.3.1) le stator (l’inducteur) : C’est la partie fixe du moteur ; il est constitué d’une carcasse, sur laquelle est fixée une couronne de tôle d’acier de qualité spéciale munie d’encoches. Des bobinages de section appropriée sont répartis dans ces dernières et forment un ensemble d’enroulement qui comporte autant de circuits qu’il y a de phases sur le réseau d’alimentation.

I.10.3.2) le rotor (l’induit) : C’est la partie mobile du moteur. Il est placé à l’intérieur du stator et constitué d’un empilage de tôles d’acier formant un cylindre claveté sur l’arbre du moteur. On distingue deux types de rotors : Et pour mieux positionner l’ascenseur à l’étage le moteur (treuil) est équipé d’un électrofrein.

Commande de Bras manDueescl rpipotuiorn de l’automate programmable S7-300, lc’aéhleicetrro- frein desserrerdels’éclheacrtgreos Chapitre 02

Moteur électrique Ressort de frein Electro-frein

Volant

Poulie

Fig. I.15: moteur (treuil) de l’ascenseur.

Fig. I.16: moteur opérateur des portes

I.11) Le démarrage progressif : La vitesse de rotation d’un moteur varie en fonction de la fréquence de la tension d’alimentation. Pour démarrer progressivement les moteurs asynchrones, la solution qui s’avère plus souvent moderne, économique, fiable, sans entretien et de recourir aux variateurs de vitesse. Un variateur ou un démarreur électronique est un convertisseur d’énergie dont le rôle consiste à moduler l’énergie électrique fournie au moteur. Les démarreurs électroniques sont exclusivement destinés aux moteurs asynchrones. Ils font partie de la famille des gradateurs de tension. Les variateurs de vitesse assurent une mise en vitesse et une décélération (ralentissement), progressives, ils permettent une adaptation précise de la vitesse aux conditions d’exploitation. Les variateurs destinés aux moteurs à courant alternatif sont des convertisseurs de fréquence. Les progrès de l’électronique de puissance et de la

Chapitre 02

Description de l’automate programmable S7-300, cahier des charges et modélisation par GRAFCET

microélectronique ont permis la réalisation de convertisseurs de fréquence fiables et économiques. Les convertisseurs de fréquence modernes permettent l’alimentation de moteurs asynchrones standard avec des performances analogues aux meilleurs variateurs de vitesse à courant continu.

I.10.3.3)

les principales fonctions des démarreurs et des variateurs de

vitesse électroniques : I.11.1.1) Accélération contrôlée : La mise en vitesse du moteur est contrôlée au moyen d’une rampe d’accélération linéaire ou en « S ». Cette rampe est généralement réglable et permet par conséquent de choisir le temps de mise en vitesse approprié à l’application.

I.11.1.2) Variation de vitesse : Un variateur de vitesse peut ne pas être en même temps régulateur. Dans ce cas, c’est un système, rudimentaire, qui possède une commande élaborée à partir des grandeurs électriques du moteur avec amplification de puissance, mais sans boucle de retour : il est dit« en boucle ouverte » .La vitesse du moteur est définie par une grandeur d’entrée (tension ou courant) appelée consigne ou référence. Pour une valeur donnée de la consigne, cette vitesse peut varier en fonction des perturbations (variations de tension d’alimentation, de la charge et de température). La plage de vitesse s’exprime en fonction de la vitesse nominale.

Fig. I.16: Les variateurs de fréquence.

Conclusion : Dans ce contexte nous avons appris à connaître l’utilité d’un ascenseur, et nous pourrons dire que les organes étudier dans ce chapitre occupent la majorité de nos systèmes industrielles qui font objet de plusieurs particularités, en même temps nous avons expliqué les différents principaux théoriques pour ces derniers avec une amélioration de nous aidés sur le domaine technique. En espérons que ce travail va être compatible avec la dernière partie (qui est la pratique).

CHAPITRE 02 DESCRIPTION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE S7-300 II.1)Introduction : Un automate programmable est une machine électrique spécialisée par la commande et la surveillance en temps réel de processus industriels. ElIe exécute une suite d’instruction introduite dans ses mémoires sous forme de programme, soit par une console de programmation ou un micro-ordinateur Actuellement, dans le marché mondial il existe plusieurs types d’automates programmable, qui se différent par des caractéristiques techniques. Parmi lesquels on cite : Schneider, Omron, PCD1, SIEMENS, Télémécanique….etc. Et comme notre travail s’effectue sur un automate programmable de type SIEMENS, donc une description lui sera consacrée.

II.2) Les automates programmables industriels (A.P.I) SIEMENS : SIEMENS est l’une des sociétés très connues dans le domaine de la fabrication des automates programmables, elle a développé plusieurs types des A.P.I, et les plus connus sont la famille S5 (Step 5) et la S7 (Step7). Parmi les S5, IL y a S5-90U, S5-95U, S5-100U, S5-115U, S5-135U et S5-155U. En ce qui concerne les S7, SIEMENS a développé d’autres nouvelles générations :

S7-200, S7-300 et S7-400 La figure (2-1) montre un automate programmable de la famille S7 qui est S7-300.

Fig. II.1 :L'automate programmable S7-300 II.3) Présentation des spécificités de L’A.P.I S7-300 : Le S7-300 est l’automate conçu pour des solutions dédiées au système manufacturier et constitue à ce titre une plate-forme d’automatisation universelle pour des applications avec des architectures centralisées et décentralisées. L’innovation est permanente et se manifeste par exemple dans le développement continu de la gamme des CPU avec entre autres des nouveaux modèles orientés sécurité, motion contrôle ou avec interface Ethernet/PROFInet intégrée. Le S7-300 trouve des applications dans des industries comme l’automobile, la construction OEM(Original Equipment Manifacturer), l’emballage, l’agro-alimentaire, la plasturgie. Il peut également s’intégrer dans des solutions compactes avec HMI (Interface Homme-Machine) ou dans des têtes de station pour traitement intelligent décentralisé.

II.3.1) Gamme de modules : Le SIMATIC S7-300 est un système d'automatisation modulaire offrant la gamme de modules représentés par la figure (1.2) suivantes : - Unités centrales (CPU) de capacités différentes, certaines avec d'entrées/sorties intégrées (ex : CPU314C) ou avec interface PROFIBUS intégrée (ex : CPU315-2DP) - Modules d'alimentation PS (Power Supply) avec 2A, 5A ou 10A - Modules de signaux SM pour entrées et sorties numériques et analogiques - Modules de fonction FM pour fonctions spéciales (ex : pilotage d’un moteur pas à pas) - Processeurs de communication CP pour la connexion au réseau.

PS : Alimentation en tension

CPU SM : Module de signaux

FM : Module de fonction

CP : Processeur de communication

Fig. II.2 : modules d’un API II.3.2) le module central CPU : Dans la CPU (Module central), le processeur traite le programme existant dans la mémoire et interroge les entrées de l’appareil pour savoir si elles délivrent de la tension ou pas. En fonction de cet état des entrées et du programme se trouvant en mémoire, le processeur ordonne le module de sortie de commuter sur le connecteur de la barrette de connexion correspondante. En fonction de l’état de tension sur les connecteurs des modules de sortie, les appareils à positionner et les lampes indicatrices sont connectés ou déconnectés.

000 UE 1.0 001 UE 1.1

Mémoire interne

Merker

Unité de contrôle Steuerwerk

002 = A 0.0

Tempos internes Interne Zeiten

003 OE 2.0 +1

Compteurs internes

Interne Zähler

509 OE 3.2 510 =A 4.0

Image du processus pourProzeßabbild les entrées/sorties für analogiques et numériques AnweisungsRegistre d’instructions digitale und

Register

analoge Einund Ausgänge

BE

Bus de périphérie (module de bus) Peripheriebus ( Busmodul )

Entrée num. et analogique

Eingabe digital und anlog

Sortie num. Ausgabe et und digital analogique analog

Modules temps - compteur - limite

Zeit-, Zählund Grenzwertbaugruppen

Fig. II.3 : Unité centrale (CPU) de l’API

II.4) LE PROGICIEL STEP7 : Le STEP 7 est le progiciel de base pour la configuration et la programmation de systèmes d'automatisation SIMATIC. Il fait partie de l'industrie logicielle SIMATIC. Le progiciel de base de STEP 7 existe selon plusieurs versions : · STEP 7-Micro/DOS et STEP 7-Micro/Win pour des applications autonomes simples sur SIMATIC S7 - 200. · STEP 7 pour des applications sur SIMATIC S7-300/400, SIMATIC M7-300/400 et SIMATIC C7 présentant des fonctionnalités supplémentaires :

- Possibilité d'extension grâce aux applications proposées par l'industrie logicielle SIMATIC (voir aussi Possibilités d'extension du logiciel de base STEP 7). - Possibilité de paramétrage de modules fonctionnels et de modules de communication - Forçage et fonctionnement multiprocesseur. - Communication par données globales. - Transfert de données commandé par événement à l'aide des blocs de communication et des blocs fonctionnels. - Configuration de liaisons.

II.4.1) PROGRAMMATION STEP 7 : La mise en place d'une solution d'automatisation avec STEP 7 nécessite la réalisation de tâches fondamentales. L’organigramme suivant indique les tâches à exécuter dans la plupart des projets et les classes selon la marche à suivre.

Installation de step 7 Conception de la solution d’automatisation Et détermination de la structure du programme

Démarrage de step 7 et création du projet Définir la configuration matérielle maintenant ?

Oui

Configuration matérielle et de la liaison -configuration des modules -mise en réseaux des stations -configuration des liaisons aux partenaires

Non

Choisir la programmation symbolique au lieu de la programmation absolue Définition des mnémoniques Oui ?

Création du programme utilisateur -programmation des blocs -appel du bloc dans le programme -Définition des mnémoniques locales ?

Non

Créé maintenant les donnée de référence par exemple pour

Création des donnes de référence

Oui

Non Option Programmation du message Configuration des variables Contrôle -commande

? Configuration matérielle et liaisons

La configuration matérielle est- elle déjà réalisée Non Oui

Chargement du programme Test du programme et détection d’erreurs

Impression et archivage

Fig. II.4 : organigramme de programmation S7

II.4.2) Description des blocs de programmation : II.4.2.1) Bloc d'organisation pour le traitement de programme cyclique (OB 1) : Le traitement de programme cyclique constitue le traitement normal pour les automates programmables. Le système d'exploitation appelle l'OB1 cycliquement et déclenche ainsi le traitement cyclique du programme utilisateur. II.4.2.2) Fonction (FC) : Une fonction est un bloc de code sans mémoire, c’est-à-dire sans données statiques. Elle permet la transmission de paramètres dans le programme utilisateur. II.4.2.3) Bloc de données (DB) : Un bloc de données (DB) est une zone de données dans un programme utilisateur qui contient des données utilisateur. Il existe des blocs de données globaux accessibles par tous les blocs de code (fonction), et des blocs de données d’instance associée à un appel particulier de blocs fonctionnels. Contrairement à tous les autres blocs, les blocs de données ne contiennent pas d’instructions. II.4.2.4) Bloc fonctionnel (FB) : Un bloc fonctionnel est un bloc de code avec mémoire, c’est-à-dire avec données statiques. Il permet la transmission de paramètres dans le programme utilisateur. Pour cette raison, les blocs fonctionnels conviennent à la programmation de fonctions complexes à caractère répétitif, telles que les régulations, la sélection de mode de fonctionnement. Un bloc fonctionnel disposant d’une mémoire (le bloc de données d’instance), l’accès à ses paramètres (par exemple sorties) est possible à tout moment et à toute position du programme utilisateur

II.5) S7-PLCSIM : L’application de simulation de modules S7-PLCSIM permet d’exécuter et de tester le programme dans un automate programmable (AP) que nous simulons dans notre ordinateur ou dans la console de programmation, par exemple (une PG, une powr PG ou une field PG). La simulation étant complètement réalisée au sein du logiciel STEP7, il n’est pas nécessaire qu’une liaison soit établie avec un matériel S7 quelconque (CPU ou module de signaux ). L’AP S7 de simulation permet de tester des programmes destinés aux CPU S7-300 et aux S7400, ainsi qu’à winlc(windows logic controller), puis de remédier à d’éventuelles erreurs.

S7-PLCSIM dispose d’une interface simple permet de visualiser et de forcer les différents paramètres utilisés par le programme (comme, par exemple, d’activer ou désactiver des entrées). Tout en exécutant le programme dans l’AP de simulation, on à également la possibilité de mettre en œuvre les diverses applications du logiciel S7 comme par exemple la table des variables VAT afin d’y visualiser et d’y forcer des variables.

II.6) WINCC (windows control center): II.6.1) Introduction Les exigences auxquelles doivent répondre un système de supervision et de pilotage de process ainsi que l'archivage et le traitement informatique des données de production se sont fortement accrues ces dernières années. Pour les satisfaire, de nouveaux systèmes IHM(Interface homme-machine) ont été développé par les constructeurs. WinCC est un de ces nouveaux systèmes. En ce qui concerne les fonctionnalités, l'ouverture et l'actualité (état de l'art du logiciel), WinCC est certainement inédit. Les systèmes IHM de l'ancienne génération ne proposaient souvent qu'une seule manière de résoudre les problèmes posés. WinCC propose presque toujours plusieurs solutions. Il présente et propose les solutions permettant d'utiliser WinCC avec un maximum d'efficacité dans les projets de commande de process.

II.6.2) Sous- réseaux dans la communication industrielle : Cette section présente les sous - réseaux utilisés pour la communication industrielle. Ne seront cependant traités que les réseaux intéressant la communication avec WinCC. Nous laisserons donc de côté le standard AS-i (Actuator/Sensor-Interface). II.6.2.1) Généralités : Différents réseaux sont proposés en fonction des exigences de la communication industrielle. Les différents réseaux sont listés ci-après par niveau de performance croissant. · MPI · PROFIBUS · Industriel Ethernet II.6.2.2) MPI : Le réseau MPI (Multi Point Interface) est utilisé pour les interconnections de faible étendue aux niveaux terrain et cellule. Il ne peut cependant être utilisé qu'avec les automates

SIMATIC S7. L'interface MPI du module unité centrale de l'automate est utilisée pour la communication. Celle-ci a été conçue comme interface de programmation elle atteint rapidement ses limites lorsque les exigences de la communication sont sévères. Un ordinateur doté de sa propre carte MPI peut accéder à un réseau MPI. Tous les processeurs de communication permettant d'accéder à un PROFIBUS peuvent également être utilisés. II.6.2.3) PROFIBUS : Le réseau PROFIBUS (Process Field Bus) est un réseau conçu pour les niveaux cellule, et terrain. C'est un système de communication ouvert (non propriétaire), il est utilisé pour transmettre des volumes de données petits et moyens entre un nombre restreint de correspondants. Utilisé en liaison avec le protocole DP, PROFIBUS assure la communication avec des composants de terrain intelligents. Ce type de communication est caractérisé par un échange de données cycliques rapides. II.6.2.4) Industriel Ethernet : Industriel Ethernet est un réseau pour les niveaux cellule et supervision. Il permet l'échange de grandes quantités de données sur de longues distances entre un grand nombre de stations. Il est le réseau le plus puissant des réseaux disponibles pour la communication industrielle. Il nécessite peu de manipulations de configuration et aisément extensible.

II.6.3) Structure de communication : Le gestionnaire de données WinCC gère les variables WinCC au runtime. Les applications WinCC envoient leurs demandes de données de variables au gestionnaire de données. Le gestionnaire de données a alors la tâche de rapatrier du process les valeurs de variables demandées. Il s'acquitte de cette tâche à l'aide du pilote de communication lié au projet WinCC. Le pilote de communication constitue, par l'une de ses unités de canal, l'interface entre WinCC et le process. Dans la grande majorité des cas, la connexion matérielle au process est réalisée par un processeur de communication. C'est par celui-ci que le pilote de communication WinCC envoie ses télégrammes de requête de données à l'automat programmable. Celui-ci envoie en retour, dans des télégrammes de réponse à WinCC, les valeurs de process demandées, la figure (1-5) indique toutes les structures de communication

Fig. II.5 : structures de communication

II.7) LE GRAFCET : Le GRAFCET est un acronyme, c’est à dire un nom formé avec les principales initiales de l’expression (GRAphe Fonctionnel de Commande Etapes- Transitions).

II.7.1) Définition : Le GRAFCET est un outil graphique de description des automatismes séquentiels indépendants des moyens de réalisation. Il s’agit d’un outil d’analyse, mais il peut être utilisé comme langage de programmation de certains types d’automates.

II.7.2) Structure graphique du GRAFCET : Une structure de grafcet est un graphe cyclique composé alternativement d'étapes et transitions, reliées entre elles par des liaisons orientées (ou arcs orientés). II.7.2.1) ETAPE: Situation atteinte par le GRAFCET et qu’il conserve tant qu’aucun ordre de franchissement de la transition suivante ne lui est signifié. Une étape ne peut avoir que 2 états: soit elle est active, soit elle est inactive. Une étape se représente par un carré (ou un rectangle) repéré par un numéro placé dans le cadre, et le nom ou le symbole de l’action s’écrit à l’intérieur de ce rectangle plus ou moins important relié à l’étape par un tiret. Plusieurs actions peuvent être associées à la même étape. II.7.2.2) ETAPE INITIALE: Etape particulière activée et la seule activée parmi toutes les étapes d’un GRAFCET au moment de son initialisation. Sans activation de l’étape initiale, activation qui autorise le franchissement de la transition suivante, l’évolution du GRAFCET est impossible. L’étape initiale se représente en doublant le cadre de l’étape. La situation correspondante est dite « situation initiale ». Un GRAFCET peut comporter plusieurs étapes initiales.

II.7.2.3) TRANSITION: Etat intermédiaire entre 2 étapes successives. La transition est représentée par un tiret perpendiculaire au trait de liaison entre la ou les étapes à chaque transition, on associe une équation logique appelée réceptivité. Cette dernière ne peut avoir que 2 états: elle est soit vraie (état 1 logique) soit fausse (état 0 logique). II.7.2.4) LIAISON: Les liaisons relient les étapes aux transitions et les transitions aux étapes. Le sens général d’évolution est du haut vers le bas. Dans un cas différent, il faut montrer le sens d’évolution en fléchant la liaison. ETAPE INITIALE

RECEPTIVITE

ETAPE ACTION

TRANSITION

LIAISON

Fig. II.6 : Eléments graphiques de base de GRAFCET II.7.3) Règles d'évolution : La modification de l'état de l'automatisme est appelée évolution, et elle est régie par 5 règles : Règle N°1 : Les étapes INITIALES sont celles qui sont actives au début du fonctionnement. On les représente en doublant les côtés des symboles. On appelle début du fonctionnement le moment où le système n'a pas besoin de se souvenir de ce qui c'est passé auparavant (allumage du système, bouton "reset",...). Les étapes initiales sont souvent des étapes d'attente pour ne pas effectuer une action dangereuse par exemple à la fin d'une panne de secteur. Règle N°2 : Une TRANSITION est soit validée, soit non validée (et pas à moitié validée). Elle est validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes sont actives. Elle ne peut être

franchie que lorsqu'elle est validée et que sa réceptivité est vraie. Elle est alors obligatoirement franchie. Règle N°3 : Le FRANCHISSEMENT d'une transition entraîne l'activation de TOUTES les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de TOUTES les étapes immédiatement précédentes (TOUTES se limitant à 1 s'il n'y a pas de double barre). Règle N°4 : Plusieurs transitions SIMULTANEMENT franchissables sont simultanément franchies (ou du moins toutes franchies dans un laps de temps négligeable pour le fonctionnement). La durée limite dépend du "temps de réponse" nécessaire à l'application (très différent entre un système de poursuite de missile et une ouverture de serre quand le soleil est suffisant). Règle N°5 : Si une étape doit être à la fois activée et désactivée, elle reste active. Une temporisation ou un compteur actionnés par cette étape ne seraient pas réinitialisés. Cette règle est prévue pour lever toute ambiguïté dans certains cas particuliers qui pourraient arriver dans certains cas.

III.1) Introduction : La partie théorique de premier et deuxième chapitre nécessite une partie pratique pour mieux expliqué notre travaille, ce chapitre nous permettra de l’exposer. III.2) Cahier des charges :

III.2.1) Fonctionnement normal :  A la mise sous tension du système si le sélecteur de mode de fonctionnement est au mode normal l’automate cherche la position de la cabine, si cette dernière se trouve au rezde-chaussée, le système commence son fonctionnement normal.  si par contre la cabine se trouve pas au rez-de-chaussée, l’automate doit faire descendre la senseur jusqu’au rez-de-chaussée avant de lancer le fonctionnement normale. Le déplacement de l’ascenseur ce fait comme suit :  Au fonctionnement normal si un appel ou un envoi s’effectues le déplacement de la cabine commence à petite vitesse puis le déclanchement du la grande vitesse ; Avant l’arrêt l’ascenseur doit ralentir (petite vitesse) puis l’arrêt a l’étage destiné, ensuite ouverture des portes et à une temporisation de 5 seconde les portes doit ce fermé. (La variation de vitesse se fait par un variateur de fréquence qui est commandé par des détecteurs).  Si l’appel origine de l’étage au la cabine est situé, la porte s’ouvre et attend 5secondes pour se ferme.  Si la cabine est en déplacement et un appel s’effectue a une destination de même sens de déplacement de la cabine l’ascenseur dernier doit s’arrêté et prendre l’usager.  A la fermeture des portes si un obstacle se trouve où un appui sur le bouton maintien porte ouvert ou actionnement de détecteur photoélectrique la porte doit se rouvrir.  Les états interdits :  Si une porte palière s’ouvre le fonctionnement s’arrête.  Si une sur vitesse ce présente le fonctionnement s’arrête.  Si une charge ce présente l’ascenseur ne bouge pas.  Si un appui sur le bouton d’arrêt d’urgence s’effectue le système s’arrête.  au fonctionnement normal si l’un des détecteurs fins de cours haut ou bas est actionnée le système ne va pas fonctionnée.

III.2.) fonctionnement en révision : Pour passer de fonctionnement normal au fonctionnement en révision l’ascenseur doit être arrêté. Si on appuis sur le bouton monté en révision et on le maintien actionné la cabine monte à petite vitesse. Si dernier et lâcher ou le détecteur fin de révision haut est actionné l’ascenseur s’arrête. Le même principe pour la descente en révision avec le bouton descente en révision et le fin de révision bas. III.3) Légende et table mnémonique :

III.3.1) Légende et table mnémonique des entrées : N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

MNEMONIQUE PE0 PE1 PE2 PE3 PE4 PE5 CP0 CPF E0 E1 E2 E3 E4 E5 DV0 DV5 APM0 APM1 APM2 APM3 APM4 PDV1 DDV1 PDV2 DDV2 APD1 APD2 APD3 APD4

ADRESSE E 0.0 E 0.1 E 0.2 E 0.3 E 0.4 E 0.5 E 0.6 E 0.7 E 1.0 E 1.1 E 1.2 E 1.3 E 1.4 E 1.5 E 1.6 E 1.7 E 2.0 E 2.1 E 2.2 E 2.3 E 2.4 E 2.5 E 2.6 E 2.7 E 3.0 E 3.1 E 3.2 E 3.3 E 3.4

COMMENTAIRE Présence étage 0 présence étage 1 présence étage 2 présence étage 3 présence étage 4 présence étage 5 capteur porte ouverte capteur porte fermé envoi a l'étage 0 envoi a l'étage 1 envoi a l'étage 2 envoi a l'étage 3 envoi a l'étage 4 envoi a l'étage 5 Déclencheur vitesse à 'étage 0 Déclencheur vitesse à 'étage 5 appelle à la montée de l'étage 0 appelle à la montée de l'étage 1 appelle à la montée de l'étage 2 appelle à la montée de l'étage 3 appelle à la montée de l'étage 4 premier déclencheur de vitesse à l'étage 1 deuxième déclencheur de vitesse à l'étage 1 premier déclencheur de vitesse à l'étage 2 deuxième déclencheur de vitesse à l'étage 2 appelle à la descente de l'étage 1 appelle à la descente de l'étage 2 appelle à la descente de l'étage 3 appelle à la descente de l'étage 4

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

APD5 PDV3 DDV3 PDV4 DDV4 Cap_PH_el De-Ob Bot-Reo_Port ARU FCH FCB DSCH de_cy MrAu MrMn BMRé BDRé F_Ré_H F_Ré_B prt_pal 0 prt_pal 1 prt_pal 2 prt_pal 3 prt_pal 4 prt_pal 5 det_SV

E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E

3.5 3.6 3.7 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

appelle à la descente de l'étage 5 premier déclencheur de vitesse à l'étage 3 deuxième déclencheur de vitesse à l'étage 3 premier déclencheur de vitesse à l'étage 4 deuxième déclencheur de vitesse à l'étage 4 capteur photocellule Détecteur d'obstacle bouton réouverture port arrêt d'urgence fin de course haut fin de course bas détecteur de surcharge départ de système marche automatique marche manuel Bouton de montée en révision Bouton de descente en révision Détecteur de fin de révision course haut Détecteur de fin de révision haut porte palière étage 0 porte palière étage 1 porte palière étage 2 porte palière étage 3 porte palière étage 4 porte palière étage 5 détecteur de sur vitesse

III.3.2) Légende et table mnémonique des sorties : N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

MNEMONIQUE MPV MGV DPV DGV MOP MFP EF arr- urg dis_gen disparaître fin_c_hau fin_c_bas survit dis_d_sv dis_fn_cb dis_fn_ch prt_pal 0_ovrt

ADRESSE A 0.0 A 0.1 A 0.2 A 0.3 A 0.4 A 0.5 A 0.6 A 1.0 A 1.1 A 1.2 A 1.3 A 1.4 A 1.5 A 1.6 A 1.7 A 2.0 A 2.1

COMMENTAIRE montée à petite vitesse montée à grande vitesse descente à petite vitesse descente à grande vitesse moteur ouverture porte moteur fermeture porte électrofrein arrêt d'urgence disponibilité générale disponibilité générale des ports fin de course haute fin de course bas sur vitesse disponibilité de détecteur de sur vitesse disponibilité de fin de course bas disponibilité de fin de course haut porte palière de l'étage 0 ouverte

Chapitre 02

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

prt_pal 1_ovrt prt_pal 2_ovrt prt_pal 3_ovrt prt_pal 4_ovrt prt_pal 5_ovrt PORTE0 PORTE1 PORTE2 PORTE3 PORTE4 PORTE5 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7

Description de l’automate programmable S7-300, cahier des charges et modélisation par GRAFCET

A A A A A A A A A A A A A A A A A A

2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

porte palière de l'étage 1 ouverte porte palière de l'étage 2 ouverte porte palière de l'étage 3 ouverte porte palière de l'étage 4 ouverte porte palière de l'étage 5 ouverte PORTE PALIER ETGE 0 PORTE PALIER ETGE 1 PORTE PALIER ETGE 2 PORTE PALIER ETGE 3 PORTE PALIER ETGE 4 PORTE PALIER ETGE 5 LED 1 LED 2 LED 3 LED 4 LED 5 LED 6 LED 7

Chapitre 02

Description de l’automate programmable S7-300, cahier des charges et modélisation par GRAFCET

III.4) Modélisation par GRAFCT : A fin de facilité la programmation en modélise le cahier de charge par le GRAFCET. III.4.1) GRAFCET : De la sélection de mode de fonctionnement.

300

Dcy . F_R é . BDR é . F R B . d i s P . ARU 301

D P VE F F_R é_B + B D Ré + A U R

Dcy . F_R é . A R U . B M R é . F R H . disP 302

M P VE F F_R é_H+ B M Ré + A U R

D c y . A R U . det_SV . F_N o . Dis_G D P VE F 303

PE0 DP V

304

EF F GFN{1 }

=1 305

A U R + d e t_S V +FCH + FCB 306

FGFN{}

=1

III.3) Légende et table mnémonique : III.3.1) Légende et table mnémonique des entrées : N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

MNEMONIQUE PE0 PE1 PE2 PE3 PE4 PE5 CP0 CPF E0 E1 E2 E3 E4 E5 DV0 DV5 APM0 APM1 APM2 APM3 APM4 PDV1 DDV1 PDV2 DDV2 APD1 APD2 APD3 APD4 APD5 PDV3 DDV3 PDV4 DDV4 Cap_PH_el De-Ob Bot-Reo_Port ARU FCH FCB DSCH de_cy MrAu

ADRESSE E 0.0 E 0.1 E 0.2 E 0.3 E 0.4 E 0.5 E 0.6 E 0.7 E 1.0 E 1.1 E 1.2 E 1.3 E 1.4 E 1.5 E 1.6 E 1.7 E 2.0 E 2.1 E 2.2 E 2.3 E 2.4 E 2.5 E 2.6 E 2.7 E 3.0 E 3.1 E 3.2 E 3.3 E 3.4 E 3.5 E 3.6 E 3.7 E 4.0 E 4.1 E 4.2 E 4.3 E 4.4 E 4.5 E 4.6 E 4.7 E 5.0 E 5.1 E 5.2

COMMENTAIRE Présence étage 0 présence étage 1 présence étage 2 présence étage 3 présence étage 4 présence étage 5 capteur porte ouverte capteur porte fermé envoi a l'étage 0 envoi a l'étage 1 envoi a l'étage 2 envoi a l'étage 3 envoi a l'étage 4 envoi a l'étage 5 Déclencheur vitesse à 'étage 0 Déclencheur vitesse à 'étage 5 appelle à la montée de l'étage 0 appelle à la montée de l'étage 1 appelle à la montée de l'étage 2 appelle à la montée de l'étage 3 appelle à la montée de l'étage 4 premier déclencheur de vitesse à l'étage 1 deuxième déclencheur de vitesse à l'étage 1 premier déclencheur de vitesse à l'étage 2 deuxième déclencheur de vitesse à l'étage 2 appelle à la descente de l'étage 1 appelle à la descente de l'étage 2 appelle à la descente de l'étage 3 appelle à la descente de l'étage 4 appelle à la descente de l'étage 5 premier déclencheur de vitesse à l'étage 3 deuxième déclencheur de vitesse à l'étage 3 premier déclencheur de vitesse à l'étage 4 deuxième déclencheur de vitesse à l'étage 4 capteur photocellule Détecteur d'obstacle bouton réouverture port arrêt d'urgence fin de course haut fin de course bas détecteur de surcharge départ de système marche automatique

44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

MrMn BMRé BDRé F_Ré_H F_Ré_B prt_pal 0 prt_pal 1 prt_pal 2 prt_pal 3 prt_pal 4 prt_pal 5 det_SV

E E E E E E E E E E E E

5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

marche manuel Bouton de montée en révision Bouton de descente en révision Détecteur de fin de révision course haut Détecteur de fin de révision haut porte palière étage 0 porte palière étage 1 porte palière étage 2 porte palière étage 3 porte palière étage 4 porte palière étage 5 détecteur de sur vitesse

III.3.2) Légende et table mnémonique des sorties : N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

MNEMONIQUE MPV MGV DPV DGV MOP MFP EF arr- urg dis_gen disparaître fin_c_hau fin_c_bas survit dis_d_sv dis_fn_cb dis_fn_ch prt_pal 0_ovrt prt_pal 1_ovrt prt_pal 2_ovrt prt_pal 3_ovrt prt_pal 4_ovrt prt_pal 5_ovrt PORTE0 PORTE1 PORTE2 PORTE3 PORTE4 PORTE5 A1 A2 A3

ADRESSE A 0.0 A 0.1 A 0.2 A 0.3 A 0.4 A 0.5 A 0.6 A 1.0 A 1.1 A 1.2 A 1.3 A 1.4 A 1.5 A 1.6 A 1.7 A 2.0 A 2.1 A 2.2 A 2.3 A 2.4 A 2.5 A 2.6 A 4.0 A 4.1 A 4.2 A 4.3 A 4.4 A 4.5 A 5.0 A 5.1 A 5.2

COMMENTAIRE montée à petite vitesse montée à grande vitesse descente à petite vitesse descente à grande vitesse moteur ouverture porte moteur fermeture porte électrofrein arrêt d'urgence disponibilité générale disponibilité générale des ports fin de course haute fin de course bas sur vitesse disponibilité de détecteur de sur vitesse disponibilité de fin de course bas disponibilité de fin de course haut porte palière de l'étage 0 ouverte porte palière de l'étage 1 ouverte porte palière de l'étage 2 ouverte porte palière de l'étage 3 ouverte porte palière de l'étage 4 ouverte porte palière de l'étage 5 ouverte PORTE PALIER ETGE 0 PORTE PALIER ETGE 1 PORTE PALIER ETGE 2 PORTE PALIER ETGE 3 PORTE PALIER ETGE 4 PORTE PALIER ETGE 5 LED 1 LED 2 LED 3

Chapitre 02

32 33 34 35

A4 A5 A6 A7

Description de l’automate programmable S7-300, cahier des charges et modélisation par GRAFCET

A A A A

5.3 5.4 5.5 5.6

LED 4 LED 5 LED 6 LED 7

Chapitre 02

Description de l’automate programmable S7-300, cahier des charges et modélisation par GRAFCET

III.4.3) GRAFCET : De l’afficheur et les voyants d’indication d’étage.

199

PE1. DSCH .MrMn

PE0 . DSCH . MrMn 200

A1

PE1 . DSCH . MrMn A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 V1

201

PE2 .DSCH .MrMn

PE2 . DSCH . MrMn

PE0. DSCH .MrMn

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 V2 PE1 .DSCH .MrMn

202

PE3 .DSCH .MrMn

PE4 .DSCH .MrMn

PE3 . DSCH . MrMn 203

PE2 .DSCH .MrMn

PE4 . DSCH . MrMn A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 V4

204 PE5

PE5 .DSCH .MrMn

. DSCH . MrMn

PE3 .DSCH .MrMn A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 V5 205 PE4 . DSCH . MrMn A1 A2 A3

DSCH . MrMn 206 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7

A1 A6

DSCH . MrMn 207

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7

III.5) Introduction :

A7

A2 A3

A5 A4

Après la description de cahier de charge de l'unité, on passe à la création de projet, passant par deux étapes : La première consiste à faire la configuration matérielle, création du programme et la simulation. La deuxième réalise la supervision sur WinCC, selon la représentation de la Figure IV1

Création du projet

Configuration matérielle

Première Etape Création du programme

Transfert et test du programme dans la CPU Ou dans S7-PLCSIM

Deuxième Etape

Supervision sur WINCC

Fig. III.1 : Organigramme de Création du projet.

III.6) La première Etape : III.6.1) Création du projet : Le logiciel SIMATIC Manager, nous a permet de créer de nouveaux projets à l’aide de l’assistant STEP7 selon la Figure III.2.

Fig.III.2 : Création de nouveau projet. Et on termine cette opération on choisissant le CPU et le langage de programmation. Pour notre cas, on va choisir le CPU314 ;(Figure III.2), avec programmation contact et le bloc organisationnel OB1 (Figure III.3).

Fig. III.2 : Choix du CPU.

le langage de

Fig. III.3 : Choix du langage. Les étapes précédentes nous permet d’obtenir une nouvelle fenêtre qui porte le nom de notre projet qu’on a nommer « ASSM» c’est le nom de la société concernée, comme la montre la Figure III.4.

Fig. III.4 : Nom du projet.

III.6.2) Configuration matérielle : La configuration matérielle se divise en deux partie, la première contienne la configuration de la station SIMATIC 300, et la deuxième contienne la configuration de la station SIMATIC PC (ES) et la communication réseaux utilisé dans notre projet.

III.6.2.1) Station SIMATIC 300 : Le répertoire qu’on appelé « Ascenseur »qui est apparaître dans Le volet de l'arborescence du projet, nous permet de configurer la station SIMATIC 300, en cliquant sur l’item Matériel.

Station SIMATIC 300

Fig. III.5 : Configuration Station SIMATIC 300.

La sélection de la station peinture nous engage à la configurer de notre matérielle physique à laide du logiciel de configuration matériel Figure III.6, ce dernier permet de choisir

Fig. III.6 : Fenêtre de configuration matériel . La fenêtre de configuration qui montre la localisation des modules dans les rails de montage se représente par la (Figure III.7). CPU Alimentation

Les entrées analogiques

Les entrées TOR

Les sorties TOR

Fig. III.7 : Les différents modules de l’ascenseur.



position 1 : l’alimentation (PS 307 10A)



position 2 : je retrouve le CPU de l’automate identifié par le nom « CPU314 (1) possède un numéro de pièce (Référence), une adresse réseau égale à 2 (Adresse MPI),



position 4, 5 et 6: on a 64 entrées (DI) toute ou rien (TOR) numérotées de 0 à 3 pour la position 4, et de 4 à 7 pour la position 5.



position 7 et 8 on a 64 de sorties (DO) TOR numérotées de 8 à 15 pour la position 6, et de 12 à 15pour la position 7.



position 8 deux entrées analogiques (AI) numérotées de 336 à 351,



position 9 deux sorties analogiques (AO) numérotées 352 à 367

III.6.2.2) Station SIMATIC PC (ES) et communication réseaux ; La configuration de la station SIMATIC PC (ES) et la communication réseaux nous permet à faire une liaison entre l’automate programmable S7-300 et le serveur de supervision, Pour cela on clique sur le répertoire « ES », l’item « Configuration » puis dans le volet droit (FigureIII.8).

Station SIMATIC PC (ES)

Fig. III.8 : Configuration Station SIMATIC PC.

En cliquant sur l’item de configuration, on obtient la (FigureIII.9).

Enregistrer et Compiler

Fig. III.9 : Compilation du configuration réseau.

Dans la première position on a l’Application WinCC, et dans la deuxième on a coupleur de communication PROFIBUS (CP 5611). Après la compilation on obtient une communication MPI porte l’adresse 3. Et pour visualiser la configuration réseau de communication entre la station SIMATIC 300 et la station SIMATIC PC on a le logiciel « Net Pro », qui est indiqué par la (FigureIII.10).

Station SIMATIC 300 L’adresse

Fig. III.10 : Configuration réseau

Station SIMATIC PC (ES)

III.7) Création du programme : Le programme qu’on a créé comporte : Un bloc d’organisation OB1et 21 fonctions, ces fonctions sont programmées en langage CONT et se divisées en trois catégories : 

Les fonctions d’exécution des différentes tâches de fabrication.



Les fonctions de gestion et surveillances des défauts.



Les fonctions de la simulation. La Figure IV -12 montre les différents blocs qu’on a programmés, ainsi leur langage de

programmation et la taille occupée dans la mémoire de CPU.

Les Blocs

Langage de programmation

La taille dans la mémoire

Fig. III.11 : Les blocs de programme.

Comme le programme est trop long, on ne peut pas le représenté complètement dans ce chapitre, on à extrait une partie quelque réseaux qui appartient à la fonction FC1, cette dernière contient le programme de la montée de rez-de-chaussée au premier étage avec ouverture et fermeture des portes (Figure III.12) et (Figure III.13).

III.7.1) Description détaillée du Programme ; III .7.1.1) Les variables : ADP : Entrée TOR (E0.1), elle ce trouve au palier elle sert à l’appel de la cabine. Env_a_1: Entrée TOR (E2.4), elle ce trouve dans la cabine elle sert à l’envoi de la cabine. CPF : Entrée TOR (E2.4), capteur qui indique que les portes sont fermé. PE0 : Entrée TOR (E2.4), capteur indique que la cabine est au rez-de-chaussée. DSCH : Entrée TOR (E2.4), détecteur de sur charge déclanche au cas de sur charge dans la cabine. 

La disponibilité générale qui contient :  Disponibilité porte.  L’arrêt d’urgence.

Mémento

Surveillance des défauts

Fig. III.12: Réseau de sélection de l’envoie.

Temporisateur des portes

Mémento

Fig. III.13 : Réseau de Temporisateur des portes.

III.8) Transfert et test du programme dans S7-PLCSIM (Simulation) ; Après la création de programme, on charge le programme dans l’automate, on va utiliser le logiciel S7-PLCSIM qu’on a représenté dans le deuxième chapitre. Le simulateur S7-PLCSIM est lancé à partir de SIMATIC MANAGER comme la montre la (FigureIII.14).

PLCSIM

Fig. III.14 : Lancement du simulateur.

Lancement de simulateur nous permet de charger le programme, selon la (Figure III.15).

Chargement de programme

Fig. III.15 : Chargement du programme.

Après le chargement de programme dans le simulateur, on commence la simulation en mettant le CPU en mode RUN-P (exécution programme), comme le montre la (Figure III.16).

Exécution programme

Fig. III.16 : Exécution de programme.

On renvient à notre exemple, la simulation de quelque réseau de FC1 (la montée de rez-de-chaussée au premier étage avec ouverture et fermeture des portes) (Figure III.17) et (Figure III.18).

Sélection de l’envoie

Fig. III.17 : Simulation de sélection de l’envoie.

Le Temporisation est en marche

Fig. III.18 : Simulation de la temporisation des portes

III.9) La Deuxième Etape : La supervision : Afin de gérer en tout sécurité les équipements de notre unité, il nous faudra une installation de sécurité comporte plusieurs systèmes de protection contre des différents risques L’exploitation et la gestion d’équipements aussi divers nécessitent souplesse, convivialité et efficacité. Les caractéristiques qui constituent les points forts des logiciels "Sécurité des Systèmes" s'appellent la supervision. Dans ce paragraphe on va seulement visualiser l’ascenseur dans les états : Repos, en Marche et en présence d’un défaut. III.9.1) Vue WinCC de l’ascenseur au repos :

Fig. III.19 : Vue WinCC

III.9.2) Vu WinCC alimentation d’ouverture porte : Cette figure nous montre l’ouverture des portes, l’affichage de la position de la cabine par un afficheur dans la cabine et avec un voyant au palier (Figure III.20).

Affichage de la position de la

Alimentation d’ouverture porte

alimentation de l’indicateur de présence de la cabine a Fig. III.20 : Vue WinCC alimentation d’ouverture porte.

L’ordre de marche Chapitre 02

Description de l’automate programmable S7-300, cahier des charges et modélisation par GRAFCET

III.9.3) Vue WinCC de l’ascenseur au présence d’un défaut :

Cette figure nous montre qu’il existe un défaut qui est l’ouverture de la porte palier de rez-de-chaussée se dernier et signaler par une alarme (Figure III.21).

Alarme signale que la porte palier de rez-de-chaussée est ouverte

Fig. III.21 : Vue WinCC en présence d’un défaut.

Chapitre 02

Description de l’automate programmable S7-300, cahier des charges et modélisation par GRAFCET