Rév.: 00 Enseignant: SMAHI Mokhtar Module: AUTOMATES PROGRAMMABLES INDUSTRIELS "API" Section 01: Concepts de base Cours 01: Introduction aux automates programmables Industriels Nombre des étudiants: 30 Temps: 1h30 But: rapprochement de la notion d'Automate Programmable Industriel Objectifs: permettre aux étudiants de: Définir l'API et connaitre son historique; Prendre un idée sur les avantages et les domaines d'application. Voir les composants principales d'un API; Préface Tous les secteurs de l'industrie de la production de pétrole et la production d'électricité à la peinture d'automobile et l'emballage alimentaire utilisent des automates programmables pour développer et améliorer la production. Ils représentent aujourd'hui plus de la moitié du marché des équipements utilisés en automatisation avec un taux de croissance de 50% par an. Définition On nomme Automate Programmable Industriel, API (en anglais Programmable Logic Controller, PLC) un appareil électronique programmable par un utilisateur automaticien (non informaticien) destiné à piloter en environnement industriel et en temps réel des machines ou processus logique séquentiels1 ou combinatoires2. Machine ou processus Mesure Commande Automate Programmable Industrielle Entrée Sortie figure 1-1 1 Programme séquentiel: les sorties sont déterminées par les entrées et un nombre finis de variables logiques internes tenant compte de l’évolution du système. 2 Programme combinatoire: à chaque instant, les sorties sont déterminées uniquement par les entrées (pas d’effet mémoire) 1 Rév.: 00 Historique développement de la société industrielle font de chaque processus à grande échelle, les systèmes nécessitant un contrôle avancées et complexes de différentes formes. Il faut beaucoup de temps et de coût pour connecter ou de modifier ces systèmes de contrôle qui pour l'automatisation à ce jour ont révélé des problèmes tels que: difficulté de câblage de plusieurs éléments (relais, temporisation et de comptage) et la nécessitée de beaucoup d'espace pour le contrôle de séquence. En réponse à de telles causes, les automates programmables sont apparus aux USA vers 1969, ils étaient destinés à l'origine à automatiser les chaînes de montages automobiles de General Motors. Le but recherché était de remplacer les armoires à relais et la logique câblée par des équipements moins coûteux et flexibles. Les pionniers, à l'époque, étaient ALLEN-BRADLEY, MODICON et DIGITAL EQUIPEMENTS qui construisirent les premiers prototypes en 1969. Avantages des API Flexibilité de contrôle, Encombrement minimal, Réduire le temps de dépannage, Capacité de communication. Coût minimal, Haute fiabilité, Domaines d'application des API Les automates programmables se sont répandus dans tous les secteurs de l'industrie: aéronautiques, automobile, monétique, chemin de fer, électroménager, manutention…etc. Ils sont utilisés dans tous ces secteurs industriels pour la commande des machines (convoyage, emballage ...) ou des chaînes de production (automobile, agroalimentaire, ...) ou il peut également assurer des fonctions de régulation de processus (pétrole, métallurgie, chimie ...). Il est de plus en plus utilisé dans le domaine du bâtiment (tertiaire et industriel )pour le contrôle du chauffage, de l'éclairage, de la sécurité ou des alarmes. Constructeurs des API Parmi les plus gros constructeurs, ces sont: ALLEN BRADLEY, TELEMECANIQUE et SIEMENS. On peut également citer d'autres constructeurs comme OMRON, SCHNEIDER, MARLIN-GERIN, MITSUBISHI, ABB, … 2 Rév.: 00 Principes de fonctionnement d'une API Un automate programmable, comme illustré sur la figure 1-2, se compose de deux sections de base: L'unité centrale de traitement (CPU) L'interface d'entrée/sorties ENTREES SORTIES Unité centrale de traitement API figure 1-2 L'unité centrale de traitement (CPU) régit toutes les activités de l'API. ce qui suit trois composantes, illustrées à la figure 1-3, forment la CPU: Le processeur Le système de mémoire L'alimentation du système Processeur Mémoire Alimentation figure 1-3 3 Rév.: 00 Le fonctionnement d'un automate programmable est relativement simple. L'interface entrée/sortie (E/S) est physiquement connecté à des instruments de site qui sont installés sur la machine ou qui sont utilisés dans le contrôle d'un processus. Ces instruments de site peuvent être des dispositifs d'entrée/sortie logique (TOR) ou analogiques, comme interrupteurs de limite, transmetteurs de pression, boutonspoussoirs, démarreurs de moteurs, électrovannes, etc. Les interfaces d'E/S assurent la connexion entre le CPU et les fournisseurs d'information (entrées) et de dispositifs contrôlables (sorties). 4
