Polycop TP SAP [PDF]

Zitiervorschau

Systèmes Automatisés : Polycopie de TP DUT MISEM2 Réalisé par : Pr. Mounaim AQIL Année universitaire : 2021/2022

Table des matières TP 1.

Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX ......................... 1

1-

Objectif .................................................................................................................... 1

2-

Notes concernant la programmation du SIMATIC S7-1200 ................................... 1

2.1.

Automate SIMATIC S7-1200 .......................................................................... 1

2.2.

Logiciel de programmation STEP 7 Basic VX.X (TIA Portal VX.X) ............. 2

3-

Connexion à la CPU via le protocole TCP/IP .......................................................... 2

4-

Rappels ..................................................................................................................... 4

4.1.

Adressage des E/S ............................................................................................ 4

4.2.

Le traitement du programme ............................................................................ 5

4.3.

Les opérations logiques dans le programme de l’automate .............................. 6

4.4.

Modes de fonctionnement de la CPU ............................................................... 8

5-

Exemple d’application : Contrôle d’une presse ....................................................... 9

5.1.

Présentation ...................................................................................................... 9

5.2.

Programmation de la presse pour le SIMATIC S7-1200 ............................... 10

6-

Simulation d’un projet par PLCSIM ...................................................................... 27

6.1.

Description...................................................................................................... 27

6.2.

Procédure de simulation ................................................................................. 27

TP 2.

Commande d’un système de transport de pièces ................................................... 30

1-

Objectif .................................................................................................................. 30

2-

Description ............................................................................................................. 30

3-

Différents éléments du système ............................................................................. 30

3.1.

Le sous-système de transport .......................................................................... 30

3.2.

Le sous-système de chargement ..................................................................... 31

4-

Affectation des interfaces....................................................................................... 32

4.1.

Entrées API ..................................................................................................... 32

4.2.

Sorties API ...................................................................................................... 33

5-

Plan de connexion des bornes ................................................................................ 33

6-

Travail à faire ......................................................................................................... 34

TP 3.

Automatisation d’un système de montage ............................................................. 35

1-

Objectif .................................................................................................................. 35

2-

Description ............................................................................................................. 35

3-

Différents éléments du système ............................................................................. 35

3.1.

Le sous-système de transport .......................................................................... 35

3.2.

Sous-système de montage ............................................................................... 37

4-

Affectation des interfaces....................................................................................... 37 i

4.1.

Entrées API ..................................................................................................... 37

4.2.

Sorties API ...................................................................................................... 38

5-

Plan de connexion des bornes ................................................................................ 38

6-

Travail à faire ......................................................................................................... 39

TP 4.

Automatisation d’une station d’assemblage ......................................................... 40

1-

Objectif .................................................................................................................. 40

2-

Description ............................................................................................................. 40

3-

Différents éléments du système ............................................................................. 40

3.1.

Le sous-système de transport .......................................................................... 40

3.2.

Sous-système d’assemblage ........................................................................... 41

4-

Affectation des interfaces....................................................................................... 42

4.1.

Entrées API ..................................................................................................... 42

4.2.

Sorties API ...................................................................................................... 43

5-

Plan de connexion des bornes ................................................................................ 44

6-

Travail à faire ......................................................................................................... 44

ii

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

TP 1. 1-

Programmation de l‘API SIMATIC S71200 avec TIA Portal VX

Objectif

L’objectif de ce TP, est de s’initier à programmer un automate programmable industriel (API) SIMATIC S7-1200, grâce au logiciel de programmation TIA Portal. Ce TP fournit les notions de base et montre les différentes étapes à suivre pour programmer l’API, en utilisant un exemple détaillé. Les configurations matérielles et logicielles requises sont :  Logiciel STEP7 Basic VX.X (Totally Integrated Automation (TIA) Portal VX.X)  Connexion Ethernet entre le PC et la CPU 1214C  API SIMATIC S7-1200, par exemple, la CPU 1214C.

22.1.

Notes concernant la programmation du SIMATIC S7-1200 Automate SIMATIC S7-1200

L’automate SIMATIC S7-1200 est un mini-contrôleur modulaire utilisé pour les petites performances. Il existe un éventail complet de modules pour une adaptation optimisée à la tâche d'automatisation. Le contrôleur S7 est composé d’une CPU qui est équipée d’entrées et de sorties de signaux numériques et analogiques. Des modules additionnels d’entrées/sorties (modules IO) peuvent être installés si les entrées et sorties intégrées ne sont pas suffisantes pour l’application désirée. Si besoin est, des modules de communication RS232 ou RS485 sont ajoutés. Une interface TCP/IP intégrée est obligatoire pour toutes les CPU.

1

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

Avec le programme S7, l’API surveille et contrôle une machine ou un processus. Les modules IO sont interrogés dans le programme S7 au moyen d’adresses d’entrées (%I) et référencés au moyen d’adresses de sorties (%Q). 2.2.

Logiciel de programmation STEP 7 Basic VX.X (TIA Portal VX.X)

Le logiciel STEP 7 Basic VX.X est l’outil de programmation pour le système d’automatisation : SIMATIC S7-1200. Avec STEP 7 Basic VX.X, les fonctions suivantes peuvent être utilisées pour automatiser un système: - Configuration et paramétrage du matériel ; - Paramétrage de la communication ; - Programmation ; - Test, mise en service et dépannage avec les fonctions Démarrer et En ligne et Diagnostic ; - Documentation ; - Génération d’écrans de visualisation pour les Basic Panels SIMATIC.

3-

Connexion à la CPU via le protocole TCP/IP

Pour programmer le SIMATIC S7-1200 à partir d’un PC ou d’un ordinateur portable, vous avez besoin d’une connexion TCP/IP. Pour que le PC et le SIMATIC S7-1200 communiquent entre eux, il est aussi important que leurs adresses IP correspondent. Pour configurer l’adresse IP de l’ordinateur on peut procéder comme suit : - Dans le menu « Démarrer », allez dans « Paramètres > Connexions réseau », puis clic-droit « Propriétés » de la connexion au réseau local. - Sélectionnez « Protocole Internet TCP/IP » dans la liste puis cliquez sur « Propriétés ». - Configurez l’adresse IP et le masque de sous-réseau. Rentrez les paramètres suivants :  Adresse IP : 192.168.0.254  Masque de sous-réseau : 255.255.255.0 Pour configurer l’adresse IP de du SIMATIC S7-1200 : - Double-cliquez sur l’icône « Totally Integrated Automation Portal VX » pour lancer le logiciel Step 7 Basic VX.X.

-

sélectionnez « Vue du projet ».

2

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Dans le navigateur du projet, sélectionner dans l’arborescence de « Accès en ligne » la carte réseau paramétrée précédemment. Si vous cliquez sur « Mettre à jour les abonnés accessibles », vous verrez l’adresse MAC du SIMATIC S7-1200 connecté. Faites alors un clic-droit sur cette adresse et cliquez sur « En ligne et Diagnostic ».

Remarque : Si l’adresse IP a déjà été paramétrée sur la CPU, vous verrez cette adresse au lieu de l’adresse MAC. 3

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

44.1.

Dans « Fonctions », vous verrez l’option « Affecter adresse IP ». Ici, entrez l’adresse IP 192.168.0.N (avec 1 ≤ N ≤ 253) et le masque sous-réseau 255.255.255.0. Ensuite, cliquez sur le bouton « Affecter l’adresse IP » pour que le SIMATIC S7-1200 prenne cette nouvelle adresse.

Rappels Adressage des E/S

La déclaration d'une entrée ou sortie donnée à l'intérieur d'un programme s'appelle l'adressage. Les entrées et sorties des automates sont la plupart du temps regroupées en groupes de huit entrées ou sorties numériques. Cette unité de huit entrées ou sorties est appelée un octet. Chaque groupe reçoit un numéro que l'on appelle l'adresse d'octet. Afin de permettre l'adressage d'une entrée ou sortie à l'intérieur d'un octet, chaque octet est divisé en huit bits. Ces derniers sont numérotés de 0 à 7. On obtient ainsi l'adresse du bit. L'automate programmable représenté ici a les octets d'entrée 0 et 1 ainsi que les octets de sortie 4 et 5.

Par exemple, pour adresser la 5ème entrée en partant de la gauche, on définit l’adresse suivante : 4

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

Pour adresser la dernière sortie, par exemple, on définit l’adresse suivante :

4.2.

Le traitement du programme

Les trois étapes de traitement d’un programme dans un API sont comme suit : 1- Après la mise sous tension de l'automate programmable, le processeur vérifie si chaque entrée est sous tension ou non. L'état de ces entrées est enregistré dans la mémoire image des entrées (MIE). Si l'entrée est sous tension, l'information 1 ou "High" sera enregistrée. Si l'entrée n'est pas sous tension, l'information 0 ou "Low" sera enregistrée. 2- Ce processeur exécute le programme stocké en mémoire de programme. Celui-ci est constitué d'une liste d'instructions et d'opérations logiques exécutées de manière séquentielle. L'information d'entrée requise à cet effet est prélevée dans la mémoire image des entrées lue auparavant et les résultats logiques sont écrits dans une mémoire image des sorties (MIS). Durant l'exécution du programme le processeur accède également aux zones de mémoire des compteurs, temporisations et mnémoniques. 3- Dans la troisième étape, l'état est transmis après l'exécution du programme utilisateur de la MIS aux sorties, activant ou désactivant celles-ci. L'exécution du programme revient ensuite au point 1. Ces étapes sont illustrées dans la figure suivante :

5

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

4.3.

Les opérations logiques dans le programme de l’automate

Les opérations logiques servent à définir des conditions pour l'activation d'une sortie. Elles peuvent être créées dans le programme de l'automate programmable dans les langages de programmation « Schéma des circuits » (CONT) ou « Logigramme » (LOG). Nous nous limiterons en vue de simplification ici au langage LOG. Il existe de nombreuses opérations logiques pouvant être mises en œuvre dans des programmes d'automatisation. L'opération ET et l'opération OU ou bien la NEGATION d'une entrée sont les opérations les plus fréquemment utilisées et seront expliquées ici à l'appui d'un exemple. 4.3.1

Opérateur ET

Exemple : Une lampe doit s’allumer quand les deux interrupteurs sont fermés simultanément. Schéma :

Câblage de l’API : Pour appliquer cette opération au programme de l’API, les deux commutateurs doivent être connectés aux entrées de l’API. Ici, K1 est relié à l’entrée I 0.0 et K2 à l’entrée I 0.1. De plus, la lampe L1 doit être connectée à une sortie, par exemple Q 0.0.

Dans le logigramme LOG, l’opérateur ET est programmé par le symbole ci-dessous et est représenté de la manière suivante :

6

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

4.3.2

Opérateur OU

Exemple

Dans le logigramme LOG, l’opérateur OU est programmé est programmé par le symbole ci-dessous et est représenté de la manière suivante :

7

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

4.3.3

Négation

Dans le logigramme LOG, la négation de l’entrée (ou inversion) sur un opérateur ET est programmé de la façon suivante :

4.4.

Modes de fonctionnement de la CPU

La CPU a les modes de fonctionnement suivants :  En mode « STOP », la CPU n’exécute pas le programme, et vous pouvez charger un projet.  En mode « STARTUP », la CPU entame une procédure de démarrage.  En mode « RUN », le programme est exécuté de façon cyclique. Les projets ne peuvent pas être chargés dans une CPU en mode RUN. La CPU n’a pas de commutateur physique pour changer de mode de fonctionnement. Le mode STOP ou RUN se change en utilisant le bouton sur le panneau de commande du logiciel Step 7 Basic. De plus, le panneau de commande est muni d’un bouton MRES pour faire une réinitialisation générale de la mémoire et il affiche l’état actuel des LED de la CPU.

La couleur de la LED des états RUN/STOP sur la face avant de la CPU indique le mode de fonctionnement actuel.   

Une lumière JAUNE indique le mode STOP. Une lumière VERTE indique le mode RUN. Une lumière CLIGNOTANTE indique le mode STARTUP. En outre il y a les LED « ERROR » et « MAINT » qui indiquent respectivement si une erreur est survenue et si une maintenance est requise

8

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

55.1.

Exemple d’application : Contrôle d’une presse Présentation

Notre première application va consister à programmer le contrôle d’une presse. Une presse avec un capot de protection doit être activée avec un bouton START S3 uniquement si l’écran de protection est fermé. Cette condition est surveillée avec un capteur PROTECTION FERMEE B1. Si c’est le cas, un distributeur 5/2 M0 alimentant le vérin de la presse est activé, afin que la forme plastique puisse ensuite être pressée. La presse doit se retirer de nouveau quand le bouton ARRET D’URGENCE (contact NF) est actionné, quand le capteur PROTECTION FERMEE B1 ne répond plus, ou quand le capteur VERIN TIGE SORTIE B2 répond. Tableau d’affectations : Adresses %I 0.1 %I 0.3 %I 0.4 %I 0.5 %Q 0.0

Variables Arrêt d’urgence S3 B1 B2 M0

Commentaires Bouton d’arrêt d’urgence (contact NF) Bouton de démarrage S3 (contact NO) Capteur écran de protection fermé (contact NO) Capteur vérin A tige sortie (contact NO) Sortir tige du vérin A

9

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

5.2.

Programmation de la presse pour le SIMATIC S7-1200

La gestion du projet et sa programmation se font grâce au logiciel TIA Portal. Sur cette plateforme logicielle sous une même interface, les éléments tels que le contrôleur, la visualisation et la mise en réseau de la solution d’automatisation sont créés, paramétrés et programmés. Les outils en ligne sont disponibles pour les diagnostics d’erreur. Le logiciel TIA Portal possède deux vues différentes : la vue du portail et la vue du projet. 5.2.1

Vue du portail

La vue du portail fournit une vue d’ensemble du projet et un accès aux outils qui permettent de l’élaborer. Vous pouvez trouver rapidement ce que vous souhaitez faire, et appeler l’outil qui servira à accomplir la tâche voulue. Si vous le souhaitez, un changement vers la vue du projet s’effectue automatiquement pour la tâche sélectionnée. Cette vue simplifie donc principalement la préparation et la mise en place du projet.

Remarque : En bas à gauche de la fenêtre, on peut basculer de la vue du portail vers la vue du projet. 5.2.2

Vue du projet

La vue du projet est une vue structurée de tous les éléments constituant le projet. La barre de menu avec les barres de fonction est située comme le veut la norme en haut de la fenêtre, le navigateur du projet et tous les éléments du projet sont sur la gauche, et les menus associés aux différentes tâches (avec les instructions et les librairies, par exemple) sur la droite. Si un élément (par exemple ici le bloc FC1) est sélectionné dans le navigateur du projet, il est affiché au centre et peut y être manipulé.

10

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

5.2.3

Etapes de création d’un projet

Les étapes ci-dessous montrent comment créer un projet pour SIMATIC S7-1200 et programmer la solution pour cette application : - double-clic sur l’icône de TIA Portal ;

-

Les programmes pour SIMATIC S7-1200 sont gérés sous forme de projets. Nous allons maintenant créer un nouveau projet via la vue portail (« Créer un projet > Nom : Initiation > Créer ») ;

11

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

- « Mise en route » est recommandée pour le début de la création du projet. Premièrement, nous voulons « Configurer un appareil » (« Mise en route > Configurer un appareil »).

-

Puis « Ajouter un appareil » avec le nom d’appareil : Controle_presse. Choisissez alors dans le catalogue la « CPU 1214C » avec la bonne combinaison des dernières lettres.

12

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

(« Ajouter un appareil > SIMATIC PLC > CPU 1214C > 6ES7 214-1AG40-0XB0> Ajouter ») ;

-

Le logiciel passe automatiquement vers la vue du projet avec la configuration matérielle ouverte. Ici, on peut ajouter des modules supplémentaires depuis le Catalogue du matériel (fenêtre de droite), et dans la Vue d’ensemble des appareils, les adresses d’entrée/sortie peuvent être visualisées. Dans notre cas, les entrées intégrées à la CPU ont des adresses allant de %I 0.0 à %I 1.5 (soit 14 entrées) et les sorties intégrées des adresses allant de %Q 0.0 à %Q 1.1 (soit 10 sorties) ;

13

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Afin que le logiciel puisse accéder dans la suite à la bonne CPU, son adresse IP et le masque de sous- réseau doivent être paramétrés (« Propriétés > Général > Interface PROFINET > Adresses Ethernet > Adresse IP : 192.168.0.N (avec 1 ≤N≤ 254) et Masque de sous-réseau : 255.255.255.0») ;

-

Spécifier les variables globales de l’API, sont des noms descriptifs et des commentaires pour ces entrées et sorties utilisées dans le programme. Plus tard, pendant la programmation, on pourra accéder à ces variables API via leurs noms. Ces variables globales peuvent être utilisées partout dans le programme, dans tous les blocs. À cette fin, sélectionnez dans le navigateur du projet « Controle_presse [CPU 1214C DC/DC/DC] » puis « Variables API ». Avec un double-clic, ouvrez la table des variables API et entrez, comme montré ci- dessous, les noms des entrées et des sorties. Les séquences du programme sont écrites dans des blocs. A la base, un bloc d’organisation OB1 est créé lors de l’ajout d’une CPU. Ce bloc représente l’interface du système d’exploitation de la CPU. Il est appelé automatiquement par celle- ci, et est traité de manière cyclique. À partir de ce bloc d'organisation OB1, des blocs supplémentaires peuvent être appelés à leur tour pour structurer le programme, comme la fonction FC1. Le but est de diviser une tâche globale en plusieurs sous-tâches, ce qui permet de programmer et de tester leur fonctionnalité plus facilement.

-

14

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

La Structure du programme de l’exemple est la suivante :

-

Pour créer le bloc fonction FC1, sélectionnez dans le navigateur du projet « Controle_presse [CPU 1214 C DC/DC/DC] » puis « Blocs de programme ». Double-cliquez ensuite sur « Ajouter nouveau bloc ».

15

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Dans la nouvelle fenêtre, choisissez « Fonction (FC) » et donnez-lui le nom « Programme_presse ». Comme langage de programmation, choisissez « LOG ». La numérotation est automatique. Puisque FC1 est appelée par son nom symbolique, le numéro n’a plus beaucoup d’importance. Acceptez les saisies avec « OK ».

16

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Le bloc « Programme_presse [FC1] » s’ouvre automatiquement. Avant de pouvoir écrire le programme, cependant, on doit déclarer les variables locales, qui ne sont connues que dans le bloc. Déclarons maintenant les variables locales nécessaires pour notre exemple :

Input : Arret_urgence Ici, la commande d’arrêt d’urgence est entrée Demarrer Le bouton de démarrage est entré ici C_protection L’état du capteur pour l’écran de protection est entré ici C_verin L’état du capteur pour la tige du vérin est entré ici Output : M_presse L’état de la sortie Vérin est écrite ici Temp : HM01 Mnémonique 01 pour la bascule RS Toutes les variables de cet exemple sont de type « Bool », ce qui veut dire qu’elles ne peuvent prendre que les valeurs « 1 » (vrai) ou « 0 » (faux). Pour une meilleure compréhension, il est préférable d’écrire des commentaires pour chaque variable.

-

Maintenant qu’on a déclaré les variables locales, on peut commencer à programmer. Pour une meilleure vue d’ensemble, on programme sur des réseaux. Un nouveau réseau peut être insérer en cliquant sur le symbole « Insérer réseau ». Comme le bloc lui-même, chaque réseau doit être titré. Si une longue description est nécessaire, on peut le faire dans la partie « Commentaire ». Pour programmer notre solution, on a besoin d’une « bascule SR ». Elle se situe dans la fenêtre de droite, « Instructions > Opérations logiques sur bits > SR ». Si vous laissez la souris sur un objet tel que la bascule SR, des informations détaillées de l’objet s’affichent.

17

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Si vous surlignez un objet et que vous appuyez sur F1 sur votre clavier, une fenêtre d’aide en ligne apparaît à droite et vous fournit des informations sur l’objet sélectionné.

18

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

- Glissez la bascule SR sous le réseau 1.

-

Surlignez l’entrée Set de la bascule SR et cliquez sur le bloc « [ & ] » (opération logique ET) dans la liste des favoris.

-

De la même manière, placez le bloc « [ >=1 ] » (opération logique OU) à l’entrée R1 et le bloc « [ = ] » d’affectation à la sortie Q de la bascule.

19

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

On appelle les variables locales. Il suffit d’entrer la première lettre de la variable dans le champ de saisie pour faire apparaître une liste, où on sélectionne ensuite la variable désirée. Les variables locales sont toujours identifiées par le symbole « # » précédant leur nom (exemple : #M_presse).

-

Ajoutez de même les autres variables locales. Pour l’opération OU, une autre entrée doit être insérée. Pour cela, surlignez l’entrée du dessous et avec un clic-droit sélectionnez « Insérer entrée », et assignez la variable.

20

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

Pour inverser une entrée, glissez simplement le symbole « Négation » à partir de la barre des favoris sur l’entrée à inverser. On doit inverser les entrées de « #Arret_urgence » et de « #C_protection ».

21

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Allez dans les « Propriétés » du bloc d’organisation « Main [OB1] » pour les modifier.

-

Sélectionnez le langage de programmation « LOG ».

22

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Comme indiqué précédemment, le bloc « Programme_presse » doit être appelé depuis le bloc Main [OB1]. Autrement, le bloc ne serait pas pris en compte du tout. Ouvrez-le en double-cliquant sur « Main [OB1] ».

-

Le bloc « Programme_presse » peut ensuite être simplement déposé dans le réseau 1 de Main [OB1] grâce à un glisser-déposer.

23

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Les paramètres de l’interface du bloc « Programme_presse » doivent être connectés aux variables globales de l’API. Il suffit là aussi d’entrer la première lettre de la variable globale pour faire apparaître une liste, dans laquelle on sélectionne la variable voulue.

-

Ajoutez les autres variables globales comme indiqué sur la capture d’écran cidessous. Il sera alors temps de sauvegarder votre projet, en cliquant sur .

24

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Pour charger le programme entier dans la CPU, surlignez d’abord le dossier « Contrôle_presse » puis cliquez sur le symbole « Charger dans l’appareil ». une nouvelle fenêtre va ouvrir une fenêtre de compilation du projet.

-

Si la compilation s’est correctement déroulée, cela s’affiche dans la fenêtre. Cliquez maintenant sur « Charger », puis « Terminer ».

-

Démarrez la CPU en cliquant sur le symbole

« Démarrer la CPU ».

25

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

-

Confirmez le fait que vous vouliez vraiment commuter la CPU sur RUN en cliquant sur « OK ».

-

Cliquez finalement sur l’icône « Activer/désactiver visualisation du programme ». Grâce à ce bouton, il est possible de surveiller l’état des variables pendant que vous testez le programme en commutant les interrupteurs de la maquette. Remarque : la fenêtre « Navigateur du projet » est devenue orange, ce qui signifie que vous travaillez désormais en ligne avec l’automate.

26

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

66.1.

Simulation d’un projet par PLCSIM Description

Pour simuler les S7-1200 il faut installer le S7-PLCSIM. Les caractéristiques suivantes pour l'outil de simulation doivent être prises en compte : - S7-PLCSIM est validé pour les automates S7-1200 à partir du firmware V4 dans STEP 7 (TIA Portal) à partir de V13+SP1. - Pour ne pas provoquer de confusion entre la CPU simulée et la CPU réelle, un seul état en ligne est possible. Vous ne pouvez donc pas travailler simultanément dans le mode "réel" et dans le mode "simulé". - Le réseau réel (TCP/IP) est ainsi remplacé par un réseau virtuel dans lequel la CPU simulée est représentée (par exemple dans la fenêtre "Abonnés accessibles"). De la même manière, aucune CPU simulée n'est affichée lorsque des CPU réelles sont visibles. 6.2.

Procédure de simulation

Pour démarrer S7-PLCSIM dans STEP 7 (TIA Portal) pour un S7-1200 on suit les étapes suivantes : - Vérifiez si une liaison en ligne vers une CPU réelle existe. Si c'est le cas, interrompez cette liaison. - Ouvrez votre projet dans la vue du projet et sélectionnez la CPU dans le navigateur du projet pour laquelle vous voulez établir une liaison en ligne. - Démarrez S7-PLCSIM :  Soit avec l'icône "Démarrer la simulation" depuis la barre d'outils, 27

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

 Ou avec le menu "En ligne > Simulation > Démarrer".

-

Validez le message suivant avec OK. Pour la simulation, un projet est automatiquement créé dans S7-PLCSIM de STEP 7 (TIA Portal).  Si vous souhaitez modifier les données de projet renseignées par le système selon vos besoins ("Nom du projet", "Chemin" et "Auteur"), cliquez sur l'icône "Nouveau projet" dans la barre d'outils.  Si vous voulez ouvrir un projet S7-PLCSIM existant, cliquez sur l'icône "Ouvrir le projet" de la barre d'outils.

-

Dans la boîte de dialogue "Chargement étendu", indiquez les réglages avec les listes déroulantes, par exemple :  Mode de l'interface PG/PC : PN/IE  Interface PG/PC : PLCSIM S7-1200 Cliquez ensuite sur le bouton "Lancer la recherche". - Après l'établissement de la liaison en ligne, cliquez sur le bouton "Charger". - Dans la boîte de dialogue suivante "Aperçu du chargement", cliquez également sur le bouton "Charger". - Comme avec une CPU réelle, à la fin, vous obtenez les résultats de la procédure de chargement. Cliquez sur le bouton "Terminer". - Passez dans S7-PLCSIM et cliquez sur "RUN" pour basculer l'état de fonctionnement de votre CPU virtuelle de STOP en RUN. - Vous pouvez alors tester votre programme avec S7-PLCSIM. Avec le bouton entouré, vous pouvez commuter sur la vue du projet S7-PLCSIM.

28

‎TP 1 Programmation de l‘API SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal VX

29

‎TP 2 Commande d’un système de transport de pièces

TP 2. 1-

Commande d’un système de transport de pièces

Objectif

L’objectif de ce TP est de réaliser la partie commande pour l’automatisation d’un système de transport de pièces. Ce système permet le chargement de pièces sur un tapis roulant et leur transport vers les autres stations de traitement. Le système étudié dans ce TP porte le nom de station IMS3.

2-

Description

Ce système se compose de deux sous-systèmes : - Sous-système de transport : c’est un tapis roulant entrainé par un moteur à courant continu ; - Sous-système de chargement des pièces : c’est un dépôt de pièces qui permet de placer les pièces à transporter sur le tapis roulant.

33.1.

Différents éléments du système Le sous-système de transport

Ce sous-système est constitué des éléments suivants : - Moteur à courant continu pour la marche avant et arrière de la bande transporteuse. Les - deux sens de marche sont assurés par deux relais verrouillés réciproquement (sorties - binaires QR, QL). - 1 relais pour la marche au ralenti dans chaque sens (sortie binaire QS). - 1 porte-pièces amovible (palette). - 2 capteurs de fin de course (contacts Reed) pour la palette (entrées binaires IL, IR). - 1 capteur d'impulsions (en option) pour la mesure de la position et/ou de la vitesse du - porte-pièces. Ce capteur n'est pas utilisé dans la présente expérience. 30

‎TP 2 Commande d’un système de transport de pièces

-

Connecteur SUB-D 9 broches pour la connexion du système de transport à l'équipement de base au moyen d'un câble SUB-D.

Lorsque vous placez le porte-pièces sur la bande transporteuse, veillez à ce que l'aimant se trouve du côté des capteurs de position finale.

3.2.

Le sous-système de chargement Le sous-système de chargement des pièces se présente comme suit :

31

‎TP 2 Commande d’un système de transport de pièces

Ce sous-système contient essentiellement : - 1 capteur magnétique (-B3) pour la détection de la fin de course supérieure du vérin d'arrêt, - 1 capteur mécanique (-B4) pour le contrôle du remplissage du magasin, - 1 vérin d'arrêt à effet double (commandé par la vanne M1 à 4/2 voies), - 1 vérin à effet simple pour la séparation (commandé par la vanne M2 à 3/2 voies), - 1 vanne -M1 à 3/2 voies, - 1 vanne -M2 à 4/2 voies,

44.1.

Affectation des interfaces Entrées API

Nom symbolique

Adresse API

Broche Connecteur SUB-D

I_IMS3_B3

I0.2

3/25

I_IMS3_B4

I0.3

4/25

I_IMS3_SEP

I1.0

I_IMS3_EMSTOP I1.2 I_IMS3_IL

I1.3

1/9

I_IMS3_IR

I1.4

2/9

I_IMS3_INT

I1.5

Désignation Capteur magnétique Butée supérieure Capteur mécanique Remplissage dépôt Touche Séparer (contact à fermeture) Interrupteur d'arrêt d'urgence (contact à ouverture) Capteur de fin de course 2 gauche Capteur de fin de course 1 droite Touche initialisation

Id -B3 -B4 -S4 -S5 -B6 -B7 -S2

Affectation Actionné > signal1 Actionné > signal1 Actionné > signal1 Actionné > signal0 Actionné > signal1 Actionné > signal1 Actionné 32

‎TP 2 Commande d’un système de transport de pièces

I_IMS3_START

I1.6

I_IMS3_ACK

I1.7

chaîne d'étapes (contact à fermeture) Touche Start (contact à -S1 fermeture) Touche Confirmation -S3 (contact à fermeture)

> signal1 Actionné > signal1 Actionné > signal1

Remarque : - Afin d'éviter les doublons dans le tableau ci-dessus, les désignations des moyens d'exploitation ont été définies comme suit : -B6 pour I_IMS3_IL et -B7 pour I_IMS3_IR. Ces désignations sont également présentes dans les diagrammes de connexion des bornes. Il se peut que l'unité de transport présente des désignations différentes pour les deux capteurs de fin de course. - I_IMS3_INIT se situe à l'entrée du capteur d'impulsions du système de transport. Ce capteur d'impulsions n'étant pas nécessaire, il est recommandé de le déconnecter. 4.2.

Sorties API

Nom symbolique

Adresse API

Q_IMS3_M1 Q_IMS3_M2

Q0.0 Q0.2

Broche Connecteur SUB-D 14/25 16/25

Q_IMS3_QR

Q1.0

5/9

Q_IMS3_QS

Q1.2

7/9

0V

8/9

+24V

9/9

0V

23/25

+24V

25/25

Désignation

Id

Abaisser butée Séparation Sortie marche à droite

-M1 -M2

Sortie marche au ralenti

-K1 -K3

Affectation

Signal 1 marche à droite Signal 1 marche au ralenti à gauche ou à droite

Alimentation Secteur Alimentation Secteur Alimentation Secteur Alimentation Secteur

Remarque : Par exemple, la désignation 1/25 dans la colonne "Broche connecteur SUB-D" signifie "Broche 1 dans le connecteur SUB-D 25 broches".

5-

Plan de connexion des bornes

Les figures suivantes montrent les diagrammes de connexion des bornes valables pour toutes les manipulations de ce TP.

33

‎TP 2 Commande d’un système de transport de pièces

6-

Travail à faire

- Etablir le GRAFCET de commande du système ; - Dresser une table d’affectation des variables d’entrées/sorties ; - Donner les équations des différentes étapes de votre GRAFCET ; - Ecrire les programmes implémentant votre GRAFCET ; - Vérifier le fonctionnement du système. Indication : La figure ci-après illustre la procédure qui doit être appliquée pas à pas pour réaliser les manipulations.

34

‎TP 3 Automatisation d’un système de montage

TP 3. 1-

Automatisation d’un système de montage

Objectif

Ce TP vise à automatiser une station d’assemblage au moyen d'une commande programmable. Cette station appelée IMS4 permet de mettre des couvercles aux pièces arrivant sur un tapis roulant.

2-

Description

Ce système se compose de deux sous-systèmes : - Sous-système de transport : c’est un tapis roulant entrainé par un moteur à courant continu. Ce tapis amène les pièces chargées par la station en amont (système IMS3) ; - Sous-système de placement des couvercles : c’est un dépôt de pièces qui permet de placer les pièces à transporter sur le tapis roulant.

33.1.

Différents éléments du système Le sous-système de transport

Ce sous-système est constitué des éléments suivants : - Moteur à courant continu pour la marche avant et arrière de la bande transporteuse. Les - deux sens de marche sont assurés par deux relais verrouillés réciproquement (sorties - binaires QR, QL). - 1 relais pour la marche au ralenti dans chaque sens (sortie binaire QS). 35

‎TP 3 Automatisation d’un système de montage

-

1 porte-pièces amovible (palette). 2 capteurs de fin de course (contacts Reed) pour la palette (entrées binaires IL, IR). 1 capteur d'impulsions (en option) pour la mesure de la position et/ou de la vitesse du porte-pièces. Ce capteur n'est pas utilisé dans la présente expérience. Connecteur SUB-D 9 broches pour la connexion du système de transport à l'équipement de base au moyen d'un câble SUB-D.

Lorsque vous placez le porte-pièces sur la bande transporteuse, veillez à ce que l'aimant se trouve du côté des capteurs de position finale.

36

‎TP 3 Automatisation d’un système de montage

3.2.

Sous-système de montage Ce sous-système se présente comme suit :

Les principaux constituants sont : - 1 capteur magnétique (-B3) pour la détection de la fin de course supérieure du vérin d'arrêt, - 1 capteur mécanique (-B4) pour le contrôle du remplissage du magasin, - 1 vérin d'arrêt à effet double (commandé par la vanne M1 à 4/2 voies), - 1 vérin à effet simple pour la séparation (commandé par la vanne M2 à 3/2 voies), - 1 vanne -M1 à 3/2 voies, - 1 vanne -M2 à 4/2 voies,

44.1.

Affectation des interfaces Entrées API

Nom symbolique

Adresse API

Broche Connecteur SUB-D

I_IMS4_B3

I0.2

3/25

I_IMS4_B4

I0.3

4/25

I_IMS4_ACK

I0.6

I_IMS4_SEP

I1.0

I_IMS4_EMSTOP I1.2

Désignation Capteur magnétique Butée supérieure Capteur mécanique Remplissage dépôt Touche Confirmation (contact à fermeture) Touche Séparer (contact à fermeture) Interrupteur d'arrêt d'urgence (contact à

Id -B3 -B4 -S3 -S4 -S5

Affectation Actionné > signal1 Actionné > signal1 Actionné > signal1 Actionné > signal1 Actionné > signal0 37

‎TP 3 Automatisation d’un système de montage

I_IMS4_IL

I1.3

1/9

I_IMS4_IR

I1.4

2/9

I_IMS4_INIT

I1.5

I_IMS4_START

I1.6

ouverture) Capteur de fin de course 2 gauche Capteur de fin de course 1 droite Touche initialisation chaîne d'étapes (contact à fermeture) Touche Start (contact à fermeture)

-B6 -B7

Actionné > signal1 Actionné > signal1

-S2

Actionné > signal1

-S1

Actionné > signal1

Remarque : - Afin d'éviter les doublons dans le tableau ci-dessus, les désignations des moyens d'exploitation ont été définies comme suit : -B6 pour I_IMS4_IL et -B7 pour I_IMS4_IR. Ces désignations sont également présentes dans les diagrammes de connexion des bornes. Il se peut que l'unité de transport présente des désignations différentes pour les deux capteurs de fin de course. - I_IMS4_INIT se situe à l'entrée du capteur d'impulsions du système de transport. Ce capteur d'impulsions n'étant pas nécessaire, il est recommandé de le déconnecter. 4.2.

Sorties API

Nom symbolique

Adresse API

Q_IMS4_M1 Q_IMS4_M2

Q0.0 Q0.2

Broche Connecteur SUB-D 14/25 16/25

Q_IMS4_QR

Q1.0

5/9

Q_IMS4_QS

Q1.2

7/9

0V

8/9

+24V

9/9

0V

23/25

+24V

25/25

Désignation

Id

Abaisser butée Séparation Sortie marche à droite

-M1 -M2

Sortie marche au ralenti

-K1 -K3

Affectation

Signal 1 marche à droite Signal 1 marche au ralenti à gauche ou à droite

Alimentation Secteur Alimentation Secteur Alimentation Secteur Alimentation Secteur

Remarque : Par exemple, la désignation 1/25 dans la colonne "Broche connecteur SUB-D" signifie "Broche 1 dans le connecteur SUB-D 25 broches".

5-

Plan de connexion des bornes

Les figures suivantes montrent les diagrammes de connexion des bornes valables pour toutes les manipulations de ce TP.

38

‎TP 3 Automatisation d’un système de montage

6-

Travail à faire

- Etablir le GRAFCET de commande du système ; - Dresser une table d’affectation des variables d’entrées/sorties ; - Donner les équations des différentes étapes de votre GRAFCET ; - Ecrire les programmes implémentant votre GRAFCET ; - Vérifier le fonctionnement du système. Indication : La figure ci-après illustre la procédure qui doit être appliquée pas à pas pour réaliser les manipulations.

39

‎TP 4 Automatisation d’une station d’assemblage

TP 4. 1-

Automatisation d’une station d’assemblage

Objectif

Ce TP vise à automatiser un système d’assemblage nommé IMS5. En effet, il consiste à réaliser la partie commande pour permettre à cette station d’assembler des pièces amenées par le tapis roulant. Cet assemblage se fera en utilisant des goupilles.

2-

Description

La station d’assemblage est constituée d'une unité de transport à plateau élévateur et de la station d'usinage. Ce sous-système a pour objet de monter des goupilles d'assemblage dans les parties inférieure et supérieure déjà montées de la pièce. La pièce est amenée et positionnée par le système de transport.

33.1.

Différents éléments du système Le sous-système de transport

Ce sous-système est constitué des éléments suivants : - Moteur à courant continu pour la marche avant et arrière de la bande transporteuse. Les - deux sens de marche sont assurés par deux relais verrouillés réciproquement (sorties - binaires QR, QL). - 1 relais pour la marche au ralenti dans chaque sens (sortie binaire QS). - 1 porte-pièces amovible (palette). - 2 capteurs de fin de course (contacts Reed) pour la palette (entrées binaires IL, IR). - 1 capteur d'impulsions (en option) pour la mesure de la position et/ou de la vitesse du - porte-pièces. Ce capteur n'est pas utilisé dans la présente expérience. 40

‎TP 4 Automatisation d’une station d’assemblage

-

Connecteur SUB-D 9 broches pour la connexion du système de transport à l'équipement de base au moyen d'un câble SUB-D.

Lorsque vous placez le porte-pièces sur la bande transporteuse, veillez à ce que l'aimant se trouve du côté des capteurs de position finale.

3.2.

Sous-système d’assemblage Ce sous-système se présente comme suit :

41

‎TP 4 Automatisation d’une station d’assemblage

Les principaux constituants sont : - 1 capteur magnétique (-B3) pour la détection de la fin de course supérieure du vérin d'arrêt, - 1 capteur mécanique (-B4) pour le contrôle du remplissage du magasin, - 2 capteurs magnétiques (-B4, -B5) pour la détection de la fin de course du piston de compression ; - 1 vérin d'arrêt à effet double (commandé par la vanne M1 à 4/2 voies), - 1 vérin à effet simple pour presser la goupille d’assemblage (commandé par la vanne M2 à 3/2 voies), - 2 vannes –M1 et -M2 à 4/2 voies,

44.1.

Affectation des interfaces Entrées API

Nom symbolique

Adresse API

Broche Connecteur SUB-D

I_IMS5_B3

I0.2

3/25

I_IMS5_B6

I0.3

4/25

I_IMS5_B4

I0.4

5/25

I_IMS5_B5

I0.5

6/25

I_IMS5_EMSTOP I1.2

Désignation Capteur magnétique Butée supérieure Capteur mécanique Remplissage dépôt Capteur magnétique vérin de compression en position de repos Capteur magnétique vérin de compression déployée Interrupteur d'arrêt d'urgence (contact à

Id -B3 -B6

Affectation Actionné > signal 1 Actionné > signal 1

-B4

Actionné > signal 1

-B 5

Actionné > signal 1

-S5

Actionné > signal 0 42

‎TP 4 Automatisation d’une station d’assemblage

I_IMS5_IL

I1.3

1/9

I_IMS4_IR

I1.4

2/9

I_IMS5_INIT

I1.5

I_IMS5_START

I1.6

I_IMS5_ACK

I1.7

ouverture) Capteur de fin de course 2 gauche Capteur de fin de course 1 droite Touche initialisation chaîne d'étapes (contact à fermeture) Touche Start (contact à fermeture) Touche Confirmation (contact à fermeture)

-B8 -B9 -S2 -S1 -S3

Actionné > signal 1 Actionné > signal 1 Actionné > signal 1 Actionné > signal 1 Actionné > signal 1

Remarque : - Afin d'éviter les doublons dans le tableau ci-dessus, les désignations des moyens d'exploitation ont été définies comme suit : -B8 pour I_IMS5_IL et –B9 pour I_IMS5_IR. Ces désignations sont également présentes dans les diagrammes de connexion des bornes. Il se peut que l'unité de transport présente des désignations différentes pour les deux capteurs de fin de course. - I_IMS5_INIT se situe à l'entrée du capteur d'impulsions du système de transport. Ce capteur d'impulsions n'étant pas nécessaire, il est recommandé de le déconnecter. 4.2.

Sorties API

Nom Symbolique

Adresse API

Q_IMS5_M1

Q0.0

Broche Connecteur SUB-D 14/25

Q_IMS5_M2

Q0.2

16/25

Q_IMS5_QR

Q1.0

5/9

Q_IMS4_QS

Q1.2

7/9

0V

8/9

+24V

9/9

0V

23/25

+24V

25/25

Désignation

Id

Abaisser butée Actionner vérin de compression pour pressage Sortie marche à droite

-M1

Sortie marche au ralenti

Affectation

-M2 -K1 -K3

Signal 1 marche à droite Signal 1 marche au ralenti à gauche ou à droite

Alimentation Secteur Alimentation Secteur Alimentation Secteur Alimentation Secteur

Remarque : Par exemple, la désignation 1/25 dans la colonne "Broche connecteur SUB-D" signifie "Broche 1 dans le connecteur SUB-D 25 broches".

43

‎TP 4 Automatisation d’une station d’assemblage

5-

Plan de connexion des bornes

Les figures suivantes montrent les diagrammes de connexion des bornes valables pour toutes les manipulations de ce TP.

6-

Travail à faire

- Etablir le GRAFCET de commande du système ; - Dresser une table d’affectation des variables d’entrées/sorties ; - Donner les équations des différentes étapes de votre GRAFCET ; - Ecrire les programmes implémentant votre GRAFCET ; - Vérifier le fonctionnement du système. Indication : La figure ci-après illustre la procédure qui doit être appliquée pas à pas pour réaliser les manipulations.

44

‎TP 4 Automatisation d’une station d’assemblage

45