Automatisme

Filière : (GEAA 3 & GERN 3)
AUTOMATISME INDUSTRIELLE
Omar DIOURI
Email : [email protected]
Année Universitaire 2018/2019
Introduction
L’automatisme est devenu une technologie incontournable aujourd’hui de par son utilisation
dans tous les domaines de fabrication. Il est donc important d’en connaître les bases et d’en
suivre l’évolution.
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Introduction
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Introduction
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Schéma en logique binaire
La logique combinatoire
Les opérateurs logiques représentent des fonctions permettant de transformer ou d’associer des valeurs
booléennes (0 ou 1). Ces variables représentent un état vrai (1) ou un état faux (0). Dans la liste suivante, les
fonctions logiques sont représentées selon la norme européenne et la norme américaine.
Dans la deuxième colonne se trouve la table de vérité donnant l’état de la sortie de la cellule logique en
fonction de l’état de son ou ses entrées. La troisième colonne donne l’équation logique de l’opérateur. Le
schéma électrique équivalent est représenté dans la quatrième colonne.
 Opérateur logique "OUI"
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Schéma en logique binaire
La logique combinatoire
 Opérateur logique "NON"
 Opérateur logique "ET"
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Schéma en logique binaire
La logique combinatoire
 Opérateur logique "OU"
 Opérateur logique "INHIBITION"
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Schéma en logique binaire
La logique combinatoire
 Opérateur logique "OU EXCLUSIF"
 Opérateur logique "NAND"
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Schéma en logique binaire
La logique combinatoire
 Opérateur logique "NOR"
Remarque : le nombre d’entrées d’une cellule logique peut varier de 1 à 32.
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Schéma en logique binaire
L’algèbre de BOOLE
 Opérations arithmétiques simples
L’algèbre de BOOLE utilise deux opérations, "ET" noté (.) et "OU" noté (+). Voici les règles de base du
calcul binaire avec a variable quelconque :
 Simplification algébrique des expressions logiques
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Schéma en logique binaire
L’algèbre de BOOLE
 Résolution d’une table de vérité
Table de vérité de la fonction OU:
Remarque : le point représentant la fonction "ET" est facultatif.
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Schéma en logique binaire
L’algèbre de BOOLE
 Théorème de DE MORGAN
La complémentarité d’un produit est égale à la somme de chaque terme complémenté.
La complémentarité d’une somme est égale au produit de chaque terme complémenté.
Remarque: ces deux théorèmes s’appliquent également lorsque les termes sont des expressions. Il est
alors important de délimiter chaque terme par des parenthèses.
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Schéma en logique binaire
L’algèbre de BOOLE
 Exemple
Remarque: une double complémentarité s’annule.
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Schéma en logique binaire
Tableau de Karnaugh
La résolution des tables de vérité est assez aisée jusqu’à trois variables d’entrée, mais devient beaucoup
plus délicate au-delà. Pour ces cas-là, il est préférable d’utiliser la méthode du tableau de Karnaugh.
Chaque case du tableau correspond à une ligne de la table de vérité. Pour en trouver l’équation logique,
il suffit de regrouper tous les "1" du tableau par groupes de 2𝑛 (1, 2, 4, 8, 16…).
Exemple de la table de vérité et table de Karnaugh de la fonction OU:
Table de vérité
Table de Karnaugh
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Schéma en logique binaire
Tableau de Karnaugh
Dans un regroupement, seules les variables ne changeant pas d’état sont conservées, donc
S = S1 + S2 = a + b. Chaque solution est séparée d’une autre par le signe "OU" (+).
Remarque: pour les tableaux à plus de deux variables, le passage d’une case à une autre
horizontalement ou verticalement ne doit se faire qu’avec le changement d’état d’une
seule variable d’entrée (code GRAY ou BINAIRE RÉFLÉCHI).
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Schéma en logique binaire
Tableau de Karnaugh
 Exemple d’un tableau de Karnaugh à trois variables d’entrée
Remarque : il est possible de faire des regroupements d’une extrémité à l’autre du tableau de
Karnaugh.
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Schéma en logique binaire
Tableau de Karnaugh
 Exemple d’un tableau de Karnaugh à trois variables d’entrée
Remarque: les regroupements ne peuvent se faire que par ligne, horizontale ou verticale, ou par
rectangle.
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Schéma en logique binaire
Conversion d’une équation logique en schéma
 Schématisation des opérateurs logiques dérivés avec les opérateurs logiques simples
Opérateur logique OU EXCLUSIF
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Schéma en logique binaire
Conversion d’une équation logique en schéma
 Schématisation des opérateurs logiques dérivés avec les opérateurs logiques simples
Opérateur logique NAND
Opérateur logique NOR
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Schéma en logique binaire
Conversion d’une équation logique en schéma
 Schématisation d’une équation plus complexe
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SYSTÈME DE NUMÉRATION
La base 10 / Base Décimale
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SYSTÈME DE NUMÉRATION
La base 2 / Base Binaire
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SYSTÈME DE NUMÉRATION
La base 16 / Base hexadécimale
Il est appelé système de numération hexadécimal et se compose des dix chiffres (0, 1, 2, 3... 9) et
six lettres de l'alphabet A, B, C, D, E et F.
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SYSTÈME DE NUMÉRATION
La différence entre Bit et Byte :
Bit = Bit
Byte = Octet
8 bits = 1 Byte
Un bit: un caractère binaire qui peut prendre les valeurs 0 ou 1.
Un quartet: nombre binaire composé de 4 bits. Exemple: (1001)2.
Un octet: nombre binaire composé de 8 bits, donc 2 quartets. En
automatisme,
un octet défini un "caractère". Exemple: (1001 0110)2.
Un mot: nombre binaire de 16 bits, donc 4 quartets, 2 octets ou 2
caractères.
Exemple: (1001 1100 0110 1011)2.
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SYSTÈME DE NUMÉRATION
Conversions
 Décimal-Binaire
La conversion d’un nombre décimal en nombre binaire se fait par divisions successives par 2.
Pour trouver le nombre binaire correspondant, on relie les restes des divisions de bas en haut.
(103)10 = (1100111)2
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SYSTÈME DE NUMÉRATION
Conversions
 Décimal-Hexadécimal
La conversion d’un nombre décimal en hexadécimal se fait par divisions successives par 16.
Pour trouver le nombre hexadécimal correspondant, on relie les restes des divisions de bas en haut.
(3123)10 = (C33)16, car (12)10 = (C)16
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Automates Programmables Industriels (API)
Introduction
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Automates Programmables Industriels (API)
Introduction
Les Automates Programmables Industriels (API) sont apparus aux Etats-Unis vers 1969 où ils répondaient
aux désirs des industries de l’automobile de développer des chaînes de fabrication automatisées qui pourraient
suivre l’évolution des techniques et des modèles fabriqués.
Un Automate Programmable Industriel (API) est une machine électronique programmable par un personnel
non informaticien et destiné à piloter en ambiance industrielle et en temps réel des procédés industriels.
Un automate programmable est adaptable à un maximum d'application, d'un point de vue traitement,
composants, langage. C'est pour cela qu'il est de construction modulaire.
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Automates Programmables Industriels (API)
Structure générale des API
Les caractéristiques principales d'un automate programmable industriel (API) sont :
coffret, rack, baie ou cartes
• Compact ou modulaire
• Tension d'alimentation
• Taille mémoire
• Sauvegarde (EPROM, EEPROM, pile, …)
• Nombre d'entrées / sorties
• Modules complémentaires (analogique, communication,..)
• Langage de programmation
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Automates Programmables Industriels (API)
Structure générale des API
Automate S7-200 CPU222
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Automates Programmables Industriels (API)
Structure générale des API
Des API en boîtier étanche sont utilisés pour les ambiances difficiles (température, poussière, risque de
projection ...) supportant ainsi une large gamme de température, humidité ... L'environnement industriel se
présentent sous trois formes :
• environnement physique et mécanique (poussières, température, humidité, vibrations);
• pollution chimique ;
• perturbation électrique. (parasites électromagnétiques)
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Automates Programmables Industriels (API)
Structure interne d'un automate programmable industriel (API)
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Automates Programmables Industriels (API)
Structure interne d'un automate programmable industriel (API)
Les API comportent quatre principales parties :
• Une unité de traitement (un processeur CPU);
• Une mémoire ;
• Des modules d'entrées-sorties ;
• Des interfaces d'entrées-sorties ;
• Une alimentation 230 V, 50/60 Hz (AC) - 24 V (DC).
La structure interne d'un automate programmable industriel (API) est assez voisine de celle d'un système
informatique simple, L'unité centrale est le regroupement du processeur et de la mémoire centrale. Elle
commande l'interprétation et l'exécution des instructions programme. Les instructions sont effectuées les unes
après les autres, séquencées par une horloge.
Deux types de mémoire cohabitent :
- La mémoire Programme où est stocké le langage de programmation.
- La mémoire de données utilisable en lecture-écriture pendant le fonctionnement c'est la RAM (mémoire vive).
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Automates Programmables Industriels (API)
Description des éléments d'un API
 Mémoire
Elle est conçue pour recevoir, gérer, stocker des informations issues des différents secteurs du système que sont
le terminal de programmation (PC ou console) et le processeur, qui lui gère et exécute le programme. Elle reçoit
également des informations en provenance des capteurs.
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Automates Programmables Industriels (API)
Description des éléments d'un API
 Mémoire
Il existe dans les automates deux types de mémoires qui remplissent des fonctions différentes :
- La mémoire Langage où est stocké le langage de programmation. Elle est en général figée, c'est à dire en
lecture
seulement.
(ROM
:
mémoire
morte)
- La mémoire Travail utilisable en lecture-écriture pendant le fonctionnement c'est la RAM (mémoire vive).
Elle s'efface automatiquement à l'arrêt de l'automate (nécessite une batterie de sauvegarde).
Répartition des zones mémoires :
• Table image des entrées
• Table image des sorties
• Mémoire des bits internes
• Mémoire programme d'application
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Automates Programmables Industriels (API)
Description des éléments d'un API
 Processeur
Son rôle consiste d’une part à organiser les différentes relations entre la zone mémoire et les interfaces
d’entrées et de sorties et d’autre part à exécuter les instructions du programme.
 Interfaces et les cartes d'Entrées / Sorties
L’interface d’entrée comporte des adresses d’entrée. Chaque capteur est relié à une de ces adresses.
L’interface de sortie comporte de la même façon des adresses de sortie. Chaque pré-actionneur est relié à une
de ces adresses. Le nombre de ces entrées est sorties varie suivant le type d’automate. Les cartes d'E/S ont une
modularité de 8, 16 ou 32 voies. Les tensions disponibles sont normalisées (24, 48, 110 ou 230V continu ou
alternatif ...).
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Automates Programmables Industriels (API)
Description des éléments d'un API
Cartes d'entrées
Elles sont destinées à recevoir l'information en provenance des capteurs et adapter le signal en le mettant en
forme, en éliminant les parasites et en isolant électriquement l'unité de commande de la partie opérative.
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Automates Programmables Industriels (API)
Description des éléments d'un API
Cartes de sorties
Elles sont destinées à commander les pré-actionneurs et éléments des signalisations du système et adapter
les niveaux de tensions de l'unité de commande à celle de la partie opérative du système en garantissant
une isolation galvanique entre ces dernières
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Automates Programmables Industriels (API)
Description des éléments d'un API
Exemple de cartes
- Cartes de comptage rapide : elles permettent d'acquérir des informations de fréquences élevées
incompatibles avec le temps de traitement de l'automate. (signal issu d'un codeur de position)
- Cartes de commande d'axe : Elles permettent d'assurer le positionnement avec précision d'élément
mécanique selon un ou plusieurs axes. La carte permet par exemple de piloter un servomoteur et de recevoir
les informations de positionnement par un codeur. L'asservissement de position pouvant être réalisé en boucle
fermée.
- Cartes d'entrées / sorties analogiques : Elles permettent de réaliser l'acquisition d'un signal analogique et
sa conversion numérique (CAN) indispensable pour assurer un traitement par le microprocesseur. La fonction
inverse (sortie analogique) est également réalisée. Les grandeurs analogique sont normalisées : 0-10V ou 420mA.
- Cartes de régulation PID
- Cartes de pesage
- Cartes de communication (RS485, Ethernet ...)
- Cartes d'entrées / sorties déportées
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Langage Ladder
Définition
Langage Ladder ou schéma à contacts est un langage graphique très populaire auprès des automaticien
pour programmer les API. Il ressemble un peu aux schémas électriques.
L'idée initiale du Ladder est la représentation de fonction logique sous la forme de schémas électriques. Cette
représentation est originellement matérielle : quand l’API n'existait pas, les fonctions étaient réalisées par des
câblages.
Par exemple, pour réaliser un ET logique avec des interrupteurs, il suffit de les mettre en série. Pour réaliser
un OU logique, il faut les mettre en parallèle.
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Langage Ladder
Principe
 Un programme Ladder se lit de haut en bas et l'évaluation des valeurs se fait de gauche à droite.
 Les valeurs correspondent en fait, si on le compare à un schéma électrique, à la présence ou non d'un
potentiel électrique à chaque nœud de connexion.
 Le Ladder est basé sur le principe d’une alimentation en tension représentée par deux traits verticaux
reliés horizontalement par des bobines, des contacts et des blocs fonctionnels, d'où le nom 'Ladder'
(échelle).
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Langage Ladder
Les composants du langage
Il existe 3 types d'élément de langage :
•Les entrées (ou contact), qui permettent de lire la valeur d'une variable booléenne ;
•Les sorties (ou bobines) qui permettent d'écrire la valeur d'une variable booléenne ;
•Les blocs fonctionnels qui permettent de réaliser des fonctions avancées.
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Langage Ladder
Principe
Pour présenter le langage à contacts,
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Langage Ladder
Exemple de schéma à contacts
circuit qui permet de démarrer et d’arrêter un moteur à partir de boutons poussoirs.
 Dans l’état normal, le bouton poussoir 1 est ouvert et le bouton poussoir 2 est fermé.
 Lors d’un appui sur le bouton 1, le circuit du moteur est alimenté et le moteur démarre.
 Par ailleurs, les contacts de maintien branchés en parallèle du moteur se ferment et le restent tant que le
moteur fonctionne.
 Lorsque le bouton 1 est relâché, les contacts de maintien conservent le circuit et donc l’alimentation du
moteur.
 L’ arrêt du moteur se fait par un appui sur le bouton 2. l’alimentation du moteur est alors coupée et les
contacts de maintien s’ouvrent.
 Lorsque le bouton 2 est relâché, le moteur n’est plus alimenté.
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Langage Ladder
Programmation
Pour tracer un schéma à contacts, voici les conventions à respecter :
- Les lignes verticales du schéma représentent les barres d’alimentation, entre lesquelles des circuits sont
connectés. Le flux du courant part de la ligne verticale de gauche et traverse une ligne horizontale.
- Chaque ligne horizontale définit une opération du processus de commande.
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Langage Ladder
Programmation
- Chaque ligne doit commencer par une ou plusieurs entrées et doit se terminer par au moins une sortie.
Les sorties ne sont pas affectées immédiatement au cours de l’analyse du programme. Les résultats des
instructions sont placés en mémoire et toutes les sorties sont affectés simultanément à la fin de l’analyse
du programme.
- Les dispositifs électriques sont représentés dans leur condition normale. Ainsi un interrupteur qui est
normalement ouvert jusqu’à ce qu’un objet le ferme est représenté ouvert sur le schéma à contacts. Un
interrupteur normalement fermé est représenté fermé.
- Un même dispositif peut apparaitre sur plusieurs lignes du schéma. Les mêmes lettres et/ou numéros sont
utilisés comme libellés du dispositif dans chaque cas.
- Les entrées et les sorties sont toutes identifiées par leur adresse, dont le format dépend du fabricant de
l’API. Il s’agit de l’adresse de l’entrées ou de la sortie dans la mémoire de l’API.
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Langage Ladder
Programmation
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Langage Ladder
Programmation
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Langage Ladder
Programmation
Dans un schéma à contacts, le nom de la variable associé à chaque élément et son adresse sont ajoutés au
symbole. Il est préférable de choisir un nom descriptif, par exemple interrupteur de commande du moteur
de la pompe, à la place d’un simple entrée, et moteur de la pompe, à la place d’un simple sortie. La figure
suivante présente le schéma à contacts de la figure précédente tel qu’il serait dessiné avec les adresse au
format (a) Mitsubishi, (b) Siemens, © Allen-Bradley et (d) Telemecanique.
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Langage Ladder
Fonctions logiques
 Fonction : ET
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Langage Ladder
Fonctions logiques
 Fonction : OU
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Langage Ladder
Fonctions logiques
 Fonction : OU
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Langage Ladder
Fonctions logiques
 Fonction : NON
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Langage Ladder
Fonctions logiques
 Fonction : NON ET
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Langage Ladder
Fonctions logiques
 Fonction : NON OU
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Langage Ladder
Fonctions logiques
 Fonction : OU EXCLUSIF
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Langage Ladder
Verrouillage
Dans de nombreux situations il est nécessaire de maintenir la sortie alimentée même lorsque l’entrée
disparait. C’est par exemple le cas d’’un moteur démarré par l’appui sur un bouton poussoir. Bien que les
contacts de l’interrupteur ne restent pas fermés, le moteur doit continuer à fonctionner jusqu’à l’appui sur
un bouton poussoir d’arrêt. Un circuit à verrouillage est un circuit qui permet ce type de fonctionnement.
Il s’agit d’un circuit de maintien car, après avoir été excité, il conserve cet état jusqu’à la réception d’une
autre entrée.
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Langage Ladder
Verrouillage
Pour illustrer la mise en application d’un circuit
à verrouillage, prenons un moteur commandé par
des boutons poussoirs de démarrage et d’arrêt.
Par ailleurs, un témoin lumineux s’allume
lorsque le moteur est sous tension, tandis qu’un
autre s’allume lorsqu’il ne l’est pas. La figure
suivante représente un schéma à contacts avec
des adresses au format Mitsubishi.
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Langage Ladder
Sorties multiples
Dans un schéma à contacts, plusieurs sorties peuvent être connectés à un contact. La figure présente un tel
schéma avec deux bobines de sortie. Lorsque le contact d’entrée se ferme, les deux bobines produisent des
sorties.
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Langage Ladder
Sorties multiples
Pour le schéma de cette figure, la sortie A se produit lorsque l’entrée A se produit. La sortie B se produit
uniquement lorsque l’entrée A et l’entrée B sont présentes.
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Langage Ladder
Sorties multiples
Ce figure illustre ce principe avec un programme, donnée dans les notations de Siemens. Les sorties A, B
et C sont activées dans cet ordre lorsque les contacts sont fermés dans l’’ordre A, B et C. Tant que l’entrée
A n’est pas fermée, aucune des sorties ne peut être activée. Lorsque l’entrée A est fermée, la sortie A est
activée. Ensuite, lorsque l’entrée B est fermée, la sortie B est activée. Enfin, lorsque l’entrée C est fermée,
la sortie C est activée.
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Langage Ladder
Relais internes
Ces relais internes n’existent pas en tant que dispositif de communication réels.
Il s’agit simplement de bits dans la mémoire de l’API qui se comportent comme des relais.
Du point de vue programmation, ils peuvent être considérés de la même manière qu’un relais externe de
sortie.
Pour faire la différence entre des sorties de relais internes et des sorties de relais externes, leurs adresses
sont de type différent.
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Langage Ladder
Relais internes
 Programmation avec plusieurs conditions d’entrée
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Langage Ladder
Relais internes
 Programmation avec plusieurs conditions d’entrée
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Langage Ladder
Relais internes
 Programme à verrouillage
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Langage Ladder
Relais internes
 Programme à verrouillage
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Langage Ladder
Relais internes
 Détection du front montant et front descendant
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Langage Ladder
Relais internes
 Mise à un et mise à zéro
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Langage Ladder
Relais internes
 Mise à un et mise à zéro
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Langage Ladder
Temporisateurs
La figure suivante présente les symboles, TON correspond aux temporisateurs à l’enclenchement, TOF aux
temporisateurs au déclenchement et TP aux temporisateurs à impulsion.
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Langage Ladder
Temporisateurs
Les temporisateurs à l’enclenchement TON s’activent après un certain retard. Ainsi lorsque l’entrée passe de
0 à 1, le temps écoulé ET commencer à augmenter et lorsqu’il atteint la durée fixée par l’entrée PT, la sortie
passe à 1.
Les temporisateurs au déclenchement TOF sont actifs pendant une durée fixée, avant de se désactiver. La
temporisation débute lorsque le signal d’entrée passe de 1 à 0.
Le temporisateur à impulsion TP représente un autre type de temporisateur, qui produit une sortie à 1
pendant une durée fixée. Elle débute lorsque l’entrée passe de 0 à 1, puis la sorite revient à 0 lorsque le
temps indiqué par TP est écoulé.
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Langage Ladder
Temporisateurs
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Langage Ladder
Temporisateurs
 TON
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Langage Ladder
Temporisateurs
 TON
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Langage Ladder
Temporisateurs
 TOF
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Langage Ladder
Compteurs
Un compteur est initialisé à une valeur de présélection et lorsque ce nombre d’impulsion d’entrée a été reçu,
il actionne ses contacts.
Il existe deux type de compteurs : les compteurs dégressifs et les compteurs progressifs.
Un compteur dégressif décompte à partir de la valeur présélectionnée jusqu’à zéro.
Un compteur progressif compte à partir de zéro jusqu’à la valeur présélectionnée.
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Langage Ladder
Compteurs
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Langage Grafcet
Définition
Le Grafcet est un diagramme fonctionnel; il représente, par un graphe, le fonctionnement de la
partie opérative, donc les actions effectuées par le système. Il nous servira ensuite à décrire le
fonctionnement de la partie commande, c’est-à-dire la technologie employée pour commander
les actionneurs.
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Langage Grafcet
Définition
A) Grafcet de niveau 1 ou grafcet de point de vue partie système
Ce diagramme ne tient compte que du fonctionnement de la machine, sans prendre en compte la
technologie qui sera utilisée lors de la réalisation. Il décrit dans un langage commun l’évolution
du système mouvement par mouvement.
C’est un grafcet de coordination des actions. Au moment de sa rédaction, le système peut ne pas
exister.
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Langage Grafcet
Définition
B) Grafcet de niveau 2 ou grafcet de point de vue partie opérative
Ce diagramme prend en compte la technologie des capteurs et actionneurs dont on se servira lors
de la réalisation. Il décrit de manière séquentielle le comportement attendu de la partie
commande (transitions), pour obtenir les effets souhaités de la partie opérative (étapes):
Pour la rédaction de ce grafcet, le concepteur doit avoir préalablement étudié la conception du
système et en avoir une vision globale. On utilisera un langage plus concis et en rapport avec le
système (ex: V+ pour la sortie d’un vérin).
80
Langage Grafcet
Définition
C) Grafcet de niveau 3 ou grafcet de point de vue partie commande
Il tient compte du matériel utilisé pour la réalisation de la partie commande (automate, boutons
poussoirs, …). C’est le début de la réalisation.
Pour la rédaction de ce grafcet, le concepteur doit avoir terminé l’étude du système. Celui-ci
servira donc plus à la programmation (si automate) et au dépannage. On utilisera un langage
propre aux récepteurs et actionneurs (ex: %Q0.0 pour la mise en route d’un moteur).
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Langage Grafcet
Représentation
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Langage Grafcet
Règles d’évolution
Le cycle est composé d’étapes. Si nous filmons le cycle d’un système automatisé, il sera
possible de le découper en étapes. Chaque étape correspond à un mouvement ou une
transformation du système (ordre donné par la partie commande). Toute modification d’une
action en cours constitue un changement d’étape.
Chaque changement d’étape s’effectue par une transition. Celles-ci sont provoquées par des
évènements, appelés aussi réceptivités. L’automatisme est donc, à chaque étape active, réceptif
à certains évènements qui lui permettront de valider cette étape (ex: changement d’état d’un
capteur).
Dans un automatisme cyclique, l’étape initiale correspond en général à un état repos. C’est la
seule étape active au début du cycle.
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Langage Grafcet
Règles d’évolution
A) Grafcet à séquence unique
Il est formé d’une suite d’étapes qui se déroulent toujours toutes dans le même ordre (de haut en
bas). Il n’existe qu’une séquence qui, partant de l’étape initiale, permet d’y retourner.
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Langage Grafcet
Règles d’évolution
B) Grafcet avec sélection de séquence (fonction "OU")
Une machine peut fonctionner selon plusieurs cycles, chaque cycle pouvant correspondre à un type
de production différent ou un mode de réglage quelconque. Il y aura donc plusieurs séquences
possibles entre deux passages par l’étape initiale.
Il est impératif, compte tenu des contraintes de réalisation, que le choix entre plusieurs séquences
possibles soit exclusif.
Lorsqu’une étape aboutit à un choix entre plusieurs transitions, on parle de divergence du grafcet.
Lorsque plusieurs transitions aboutissent à la même étape, on parle de convergence du grafcet.
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Langage Grafcet
Règles d’évolution
B) Grafcet avec sélection de séquence (fonction "OU")
Dans cet exemple, à la suite de l’étape 1, il y a
divergence du grafcet vers les étapes 2 et 5 par les
réceptivités b et c. De même, les étapes 3 et 6 convergent
vers l’étape 4 par les réceptivités f et g.
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Langage Grafcet
Règles d’évolution
C) Saut de séquence
Le choix est d’exécuter ou non une séquence du cycle selon
les informations reçues par l’automate. L’aiguillage consiste à
effectuer un saut d’étape(s). Lors du tracé d’un saut de
séquence, il est important de bien respecter la règle de la
réceptivité unique sur chaque transition.
Dans cet exemple, on passe de l’étape 1 à l’étape 9 si la
réceptivité c est vraie.
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Langage Grafcet
Règles d’évolution
D) Reprise de séquence
Le choix est de reprendre ou non une séquence du cycle.
L’aiguillage conduit à une étape précédente de manière à
recommencer une partie du cycle.
C’est le seul cas pour lequel le grafcet change de sens de lecture
(de bas en haut au lieu de haut en bas).
Dans cet exemple, on retourne de l’étape 8 à l’étape 2 si la
réceptivité e est vraie.
88
Langage Grafcet
Règles d’évolution
E) Grafcet à plusieurs séquences simultanées (fonction "ET")
Les différentes parties d’une machine peuvent, à
certains
moments
du
cycle,
avoir
des
fonctionnements indépendants simultanément. Ces
séquences simultanées sont représentées par une
transition unique (contrairement aux divergences et
convergences) et deux traits parallèles. Les
différentes branches ainsi réalisées sont activées en
même temps et s’attendent réciproquement pour
retourner à une séquence commune.
89
Langage Grafcet
Règles d’évolution
F) Reprise de séquence
Remarque générale 1 : il est possible de réaliser plusieurs opérations dans une seule étape.
On le représente comme ceci pour les trois niveaux de grafcet:
Remarque générale 2 : il est possible de réaliser plusieurs fois la même action à des étapes
différentes d’un même grafcet.
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Langage Grafcet
Règles d’évolution
G) Macroétape
Elle permet de représenter l’ensemble d’une
tâche (usinage, manutention, etc…) afin de ne
pas surcharger inutilement le grafcet. Les
détails de la réalisation de ces opérations sont
représentés dans l’expansion de la macroétape.
91
Langage Grafcet
Règles d’évolution
H) Récapitulatif
Étape 0: attente des conditions de départ
validation des conditions de départ
Étape 1: action A
validation de l’information a
Étape 2: action B
validation de l’information b1
validation de l’information j
Étape 15: action P
validation de l’information p
Étape 0: attente
validation de l’information b2
Étape 11: action K
Étape 3: action C
validation de l’information q
validation de l’information k2
 retour à l’étape 1
validation de l’information C
 saut à l’étape 14
validation de l’information k1
Étape 4: action D et action M
Étape 12: action L
validation de l’information l
Étape 13: action M
validation de l’information m
validation des informations d et m
Étapes 5, 6 et 7 deux séquences
Étapes 8 et 9
simultanées
validation des informations g et i
Étape 10: action J
Étape 14: action N et action O
validation des informations n et o
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Langage Grafcet
Application
D’après le système simple décrit ci-après, nous allons concevoir les
grafcets de différents niveaux qui y sont associés.
Prenons le cas d’un poste de perçage automatisé dont nous ne
considérerons que les parties serrage et perçage de la pièce.
La montée-descente de la perceuse s’effectue à l’aide du vérin 1, les positions
hautes et basses étant repérées par les capteurs de position mécaniques a et b. Le
serrage et desserrage de l’étau s’effectue à l’aide du vérin 2, les positions serrage et
desserrage étant repérées à l’aide des capteurs de position magnétiques c et d. Enfin
le capteur e permet de détecter l’arrivée d’une pièce par front montant.
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Langage Grafcet
Application
Description du cycle
Une pièce arrive en e, l’étau est desserré et la perceuse est en position haute. L’étau se serre. La
perceuse descend. Arrivée en fin de course, la perceuse remonte. L’étau se desserre. La pièce est
retirée.
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Langage Grafcet
Application
Grafcet de niveau 1
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Langage Grafcet
Application
Grafcet de niveau 2
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Langage Grafcet
Application
Grafcet de niveau 3
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Langage Grafcet
Application
Le grafcet de niveau 3 utilise les entrées et sorties de l’automate du système. Pour cela, il faut
réaliser la table des mnémoniques donnant la correspondance des entrées/sorties de
l’automate avec les capteurs et actionneurs du système:
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