TP N°1 - Prise en Main de L'environnement API [PDF]

Zitiervorschau

Travaux Pratiques : AUTOMATISMES

Université Abdelhamid Ibn Badis MOSTAGANEM Faculté des sciences et de la technologie Département du génie électrique

TP N°1 : Prise en main de l’environnement API et Langage d’automatisation

3eme Année Licence ELT Page 1/6

Objectif du TP : Dans ce TP, vous allez apprendre comment 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. Que signifie le terme API ? API est l’abréviation pour Automate Programmable Industriel. Il s’agit d’un appareil qui commande un processus (par exemple une presse d’imprimerie pour l’impression des journaux, une installation de remplissage de sacs de ciment, une presse d’injection plastique, etc.…). Ceci est réalisé grâce aux instructions d’un programme stocké dans la mémoire de l’appareil. Le programme est chargé dans la mémoire de l’API…

Mémoire

…et permet de commander la machine.

Programme avec instructions API

Machine

1. Présentation des API S7-1200 L’automate SIMATIC S7-1200 est utilisé pour les applications d'automatismes de taille petite à moyenne, et est doté d'une architecture à la fois compacte et modulaire :

 La CPU est équipée d’entrées et de sorties de signaux numériques et analogiques (1).  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 (2).  des modules de communication (RS232, RS485, ...) peuvent également être insérés (3).  Un simple câble Ethernet pour établir la communication PC/automate via les logiciels Step7.

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TP N°1 : Prise en main de l’environnement API 3eme Année Licence ELT Page 2/6 et Langage d’automatisation Une interface TCP/IP intégrée qui servira au chargement des programmes et à la supervision du process. Câble Ethernet

1.1. Adressage des signaux d’entrée/sortie. Les entrées et sorties TOR de l'API sont regroupées par octets. Chaque entrée ou sortie TOR sera donc adressée par un numéro d'octet et un numéro de bit à l'intérieur de celui-ci. Voici l'adressage des E/S TOR intégrée à la CPU 1214C :

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

%I0.4 I indique ici que l’adresse est de type « entrée », 0 l’adresse d’octet, et 4 l’adresse de bit. Pour adresser la dernière sortie, par exemple, on définit l’adresse suivante

%Q 1.6 Q : indique ici que l’adresse est de type « sortie », 1 :l’adresse d’octet, et 6 l’adresse de bit.

1.2. 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.

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2. Prise en main du Step7 Step 7 est le logiciel d'ingénierie de Siemens qui permet de programmer des automates de la gamme Siemens. La nouvelle version de Step7 est fourni dans le logiciel d'ingénierie de Siemens TIA Portal (totally integrated Automation). STEP 7 c’est quoi ? STEP 7 est le nom du logiciel de programmation pour les systèmes SIMATICS7/M7 et par conséquent le logiciel de programmation de notre S7-1200. STEP 7nous offre toutes les fonctionnalités nécessaires pour configurer, paramétrer et programmer l’automate S7-1200.

3. Différents langages de programmation Il existe différents langages de programmation intégré en step7 :  IL (Instruction List), le langage List est très proche du langage assembleur on travaille au plus près

du processeur en utilisant l'unité arithmétique et logique, ses registres et ses accumulateurs  ST (Structured Text), Ce langage structuré ressemble aux langages de haut niveau utilisés pour les

ordinateurs  LD (Ladder Diagram), le langage Ladder (échelle en anglais) ressemble aux schémas électriques et

permet de transformer rapidement une ancienne application faite de relais électromécaniques en un programme. On parle également de langage à contacts ou de schéma à contacts pour désigner ce langage Ladder.  Boîtes fonctionnelles (FBD), le FBD se présente sous forme diagramme : suite de blocs, connectables

entre eux, réalisant des opérations, simples ou très sophistiquées.

4. Types de blocs en programmation pour le step7 : Pour le SIMATIC S7-1200, le programme est écrit dans ce qu’on appelle des blocs. STEP 7 offre pour la programmation structurée les blocs utilisateur suivants : OB (Bloc Organisation) : Un OB est appelé cycliquement par le système d’exploitation et réalise ainsi l’interface entre le programme utilisateur et le système d’exploitation. Le dispositif de commande est informé dans cet OB par des commandes d’appel de blocs, de quels blocs de programme il doit traiter. FB (Bloc de fonction) : Le FB est à disposition via un espace mémoire correspondant. Si un FB est appelé, il lui est attribué un bloc de données(DB). On peut accéder aux données de cette instance DB par des appels depuis le FB.

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TP N°1 : Prise en main de l’environnement API 3eme Année Licence ELT Page 4/6 et Langage d’automatisation Un FB peut être attribué à différents DB. D’autres FB et d’autres FC peuvent être appelés dans un bloc de fonction par des commandes d’appel de blocs.  FC (Fonction) : Une FC ne possède pas un espace mémoire attribué. Les données locales d’une fonction sont perdues après le traitement de la fonction. D’autres FB et FC peuvent être appelés dans une fonction par des commandes d’appel de blocs.  DB (Bloc de données) : Les DB sont employés afin de tenir à disposition de l’espace mémoire pour les variables de données. Il y a deux catégories de blocs de données. Les DB globaux où tous les OB, FB et FC peuvent lire des données enregistrées et écrire eux-mêmes des données dans le DB. Les instances DB sont attribuées à un FB défini. Exemple

Exemple d’apprentissage : 1- réaliser les circuits suivants avec et sans l’automate : A

B

24V 24V

Fig2

Fig 1 Question :

 Donner la table de vérité pour chaque circuit (lampes=f(interrupteurs)) ?  Essayer ces deux circuits avec l’enseignant -4-

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Travaux Pratiques : AUTOMATISMES TP N°1 : Prise en main de l’environnement API et Langage d’automatisation jhhjhjhjhjhjhjhjhj Exercice N°1 :

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Soit les montages ci-dessous : 1. Traduire les circuits en langages LADDER en utilisant des mnémoniques et commentaires. 2. Faire un câblage et vérifier le fonctionnement avec l’enseignant. 3. Donner le tableau des adresses E/S.

Fig 3

Fig 1 Fig 2

Exercice N°2 :

A comprendre et être capable de l’expliquer !

Fonctionnement d’un moteur de trois positons et l’arrêt par deux positions fig 4 L1

1- Traduire les circuits en langage LADDER 2- Faire un câblage et vérifier le fonctionnement avec l’enseignant. 3- Donner le tableau des adresses E/S.

S1 S4

S3

S2 S5

Fig 4 M L2

Exercice N°3 : -On veut que la marche et l’arrêt du moteur soit mémorisé, realiser les deux montages suivant (fig 5 et 6) en utilisant l’automate.

Fig 6 :

Fig 5 :

1. Traduire les circuits en langages LADDER en utilisant des Mémentos. 2. Faire un câblage et vérifier le fonctionnement avec l’enseignant. 3. Donner le tableau des adresses E/S.

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TP N°1 : Prise en main de l’environnement API et Langage d’automatisation 4. Expliquer les deux montages

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Exercice N°4 (à Préparer chez vous): Soit le circuit de la figure 7 : 1. Traduire le circuit en langages LADDER et utilisé les Mementos. 2. Faire un câblage et vérifier le fonctionnement avec l’enseignant. 3. Donner le tableau des adresses E/S.

Fig 7 :

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