L`unité centrale : Mémoire

Automate
Programmable
Automate Programmable
Aux États-Unis, vers 1969, l’industrie automobile demande
un contrôleur reprogrammable.
Le cahier des charges
Condition d’utilisation en milieu industriel:
bruit électrique, poussière, température, humidité,
Contexte:
dans les années ‘60, les ordinateurs exigent
un environnement particulier.
Le cahier des charges
Variété et nombre des entrées/sorties:
nombreux types de signaux :
grandeur physique :
tension, courant, …
pression, débit, ….
nature :
analogique
numérique (codé sur 2N bits, “Digital”)
tout ou rien (logique, “Discrete”)
Ce que les automates offrent
aujourd’hui
Standards (signaux logiques) :
+ 5 Volts (CC)
+ 12 Volts (CC)
24 Volts (CA, CC)
48 Volts (CA, CC)
120 Volts (CA, CC)
230 Volts (CA, CC)
100 Volts (CC)
Contacts secs (type relais)
Ce que les automates offrent
aujourd’hui
Standards (signaux analogiques):
Plages de tension:
0 et 5 Volts ; 0 et 10 Volts
-5 et +5 Volts ; -10 et +10 Volts
Plages de courant:
0 et 20 mA ; 4 et 20 mA
Le cahier des charges
Simplicité de mise en œuvre:
doit être utilisable par le personnel en place
programmation facile
Contexte:
dans les années ‘60, les ordinateurs sont d’une
utilisation complexe.
Ce que les automates offrent
aujourd’hui
Langage de programmation très simple:
“LADDER” - Diagrammes échelle
Le cahier des charges
Coûts acceptables
Contexte:
dans les années ‘60, les ordinateurs sont d’un coût plutôt
astronomique.
Les précurseurs
Allen Bradley
60% du marché Nord-Américain
Modicon
ALSPA (1971 - France)
Télémécanique (1971 - France)
Organisation fonctionnelle
Schéma de l’automate
A
L
I
M
E
N
T
A
T
I
O
N
U
N
I
T
E
C
A
R
T
E
C
E
N
T
R
A
L
E
D
'
E
N
T
R
É
E
C
A
R
T
E
D
E
S
O
R
T
I
E
M
O
D
U
L
E
D
E
F
O
N
C
.
BUS INTERNE
OU EXTERNE
Organisation fonctionnelle
Automate non-modulaire
Sortie 24 VDC 0,5 A
Entrée VDC
Entrées - Sorties analogiques
Carte EEPROM
Organisation fonctionnelle
Automate non-modulaire
Organisation fonctionnelle
Automate modulaire
Module d’alimentation
Ce module génère l’ensemble des tensions nécessaires au
bon fonctionnement de l’automatisme
+24 VCC
110 VCA / 220 VCA
Alimentation
+/- 12 VCC
+5 VCC
Module d’alimentation
Module d’alimentation
Module d’alimentation
Module d’alimentation
Module d’alimentation
Il faut gérer correctement cette ressource
PCA 
 PCC
+24 VCC
110 VCA / 220 VCA
Alimentation
+/- 12 VCC
+5 VCC
Module d’alimentation
Calcul du bilan de puissance:
Consommation en mA
Quant.
Somme
Item
CPU - Modèle A
800
CPU - Modèle B
1200
CPU - Modèle C
1400
E.L. 16 X 24 Vcc
25
E.L. 32 X 24 Vcc
25
E.L. 8 X 120 Vca
29
S.L. 16 X 24 Vcc
55
S.L. 8 X 120 Vcc
(relais)
S.L. 8 X 120 Vca
(triac)
45
50
Consommation totale
mA
Module d’alimentation
Calcul du bilan de puissance:
Consommation en mA
Quant.
Somme
Item
CPU - Modèle A
1
800
CPU - Modèle B
1200
CPU - Modèle C
1400
E.L. 16 X 24 Vcc
2
E.L. 32 X 24 Vcc
25
800
50
25
E.L. 8 X 120 Vca
2
29
58
S.L. 16 X 24 Vcc
1
55
55
1
45
45
S.L. 8 X 120 Vcc
(relais)
S.L. 8 X 120 Vca
(triac)
50
Consommation totale
1008
mA
Module d’alimentation
Choix du bloc d’alimentation:
On doit avoir au moins 1.008 A
Alimentation
PS - 2A
PS - 5A
PS - 7A
Qté
1
L’unité centrale
Module de l’automate constitué de :
processeur:
microprocesseur ou microcontrôleur
mémoire:
ROM, RAM, EPROM, E2PROM
L’unité centrale : Processeur
L’unité centrale : Processeur
Fonctions:
Lecture des informations d’entrée
Exécution de la totalité des instructions du programme en
mémoire
Écriture des actions en sortie
L’unité centrale : Processeur
Technologie câblée: (A+B)*/C
BA
C
LN 210
ON 211
AN 212
= 230
L’unité centrale : Processeur
Technologie microcontrôlée:
L’unité centrale : Processeur
Types d’instructions disponibles :
Logique
Arithmétique
Transfert de mémoire
Comptage
Temporisation
Scrutation pas à pas
L’unité centrale : Processeur
Types d’instructions disponibles :
Lecture immédiate des entrées
Écriture immédiate des sorties
Branchements, sauts
Test de bit ou de mot
Décalage
Conversion
Interruption
Contrôle P.I.D.
L’unité centrale : Mémoire
Exprimée en ko ou Mo
Gros automates:
Quelques Mo.
Répartition des zones mémoires :
Table image des entrées
Table image des sorties
Mémoire des bits internes
Mémoire programme d’application
L’unité centrale : Mémoire
L’unité centrale : Mémoire
Type de mémoire:
RAM: Random Access Memory
Entrée
des
données
(écriture)
RAM
Adresse
Sortie des
données
(lecture)
L’unité centrale : Mémoire
Type de mémoire:
ROM: Read Only Memory
ROM
Adresse
Sortie
des
données
(lecture)
L’unité centrale : Mémoire
Type de mémoire:
PROM: Programmable Read Only Memory
Mémoire qui ne peut être programmée qu’une seule fois
(par l'utilisateur en utilisant un PROM programmer).
EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory
Mémoire pouvant être programmée plusieurs fois
Effaçage par rayons ultra-violets.
L’unité centrale : Mémoire
Type de mémoire:
E2PROM: Electrically Erasable
Programmable Read Only
Memory
1. Re-programmer plusieurs
fois (entre 10000 et 100000
fois)
2. Peut être effacée par
signaux électriques
3. Coûteuse
L’unité centrale : Mémoire
Table image des entrées :
Copie des entrées reçues.
Bits
Capteur
Cartes
Entrées
I 124
Octets
I 124.X
7
CPU
I 125.X
I 126.X
Table image
0
L’unité centrale : Mémoire
Table image des sorties :
Résultats à envoyer aux sorties.
Bits
Octets
Q124.X
7
CPU
0
Cartes
Sorties
Q 124
Q125.X
Q126.X
Table image
Actionneur
L’unité centrale : Mémoire
Connexion E/S entre l'API et l'automatisme piloté.
Capteur
Cartes Entrées
I 124.X
I 124
7
I 124.5
Q124.X
7
0
Q124.1
0
Cartes Sorties
Q 124
Actionneur
L’unité centrale : Mémoire
Recommandation sur la quantité de mémoire à acheter:
On estime que chaque E/S utilise 10 octets
On ajoute une marge supplémentaire de 25 à 50 %.
ISA: Instrument Society of America
L’unité centrale : Mémoire
Exemple d’un automate ayant:
74 entrées logiques 24 Vcc;
59 entrées logiques 120 Vca;
40 entrées logiques 5 Vcc;
88 sorties logiques 24 Vcc (relais);
37 sorties logiques 120 Vcc (triac).
Donc 173 entrées et 125 sorties.
Mémoire requise:
10 x (173+125) + 25% = 3725 octets.
Alors une mémoire minimale de 4 ko recommandée.
L’unité centrale
Mode de fonctionnement synchrone :
Lecture synchrone de toutes les entrées
Écriture synchrone à toutes les sorties
Fonctionne de façon cyclique
L’unité centrale
Traitement séquentiel :
Remise à 0 du chien de garde
Lecture des entrées
Exécution du programme
Écriture aux sorties
L’unité centrale
Temps de scrutation vs Temps de réponse :
temps
Opérateur
appui sur
bouton
Prise en
compte
Effet en
sortie
L’unité centrale
Spécification de la vitesse de traitement :

En millisecondes par kilomots d’instructions
logiques

Temps de traitement d’une opération
L’unité centrale
Spécification de la vitesse de traitement :
Si votre programme comporte beaucoup d’instructions
mathématiques et/ou de communication, la spécification
en millisecondes par kilomots d’instructions logiques ne
tient plus.
L’unité centrale
Chien de garde (WATCHDOG)
Surveille le C.P.U. de façon à éviter les graves
conséquences d'un dérèglement de celui-ci
Nécessaire puisque le CPU intervient dans 5 pannes sur
1000
La durée de l’exécution des tâches, en mode cyclique, est
contrôlée par le chien de garde et ne doit pas dépasser une
valeur définie lors de la configuration de l’API. Dans le cas
de débordement, l’application est déclarée en défaut, ce
qui provoque l’arrêt immédiat de l’API.
L’unité centrale
Chien de garde (WATCHDOG)
À chaque cycle, le C.P.U. doit réarmer le chien de garde,
sinon ce dernier entame les actions suivantes:
Mise à 0 de toutes les sorties
Arrêt de l'exécution du programme
Signalisation de la défaillance
Les cartes d'entrées/sorties
Discrete Input
Discrete Output
An input that is either on or off.
An output that is either on or off.
Les cartes d’entrées logiques
Organisation (partie 1):
Signal CA
Signal CC
Redresseur
Protection
contre
l'inversion de
tension
Mise en forme
du signal
Rappel :
r
r
DC
DC
0.7V
I=0
diode bloquée
diode passante
r
AC
Redressement
mono-alternance
Rappel :
Les cartes d’entrées logiques
Redresseur:
Transforme la tension CA en tension CC.
Sortie
redressée
Entrée CA
Diode
Signal CA
Redresseur
Signal CC
Protection
contre
l'inversion de
tension
Mise en forme
du signal
Les cartes d’entrées logiques
Protection contre l’inversion de tension:
Évite de détruire la carte suite à une
erreur de câblage.
+
-
Redresseur
Signal CC
Protection
contre
l'inversion de
tension
Mise en forme
du signal
Diode
bloquée
Résistance
Diode
Sortie
protégée
Entrée CC
+-
Signal CA
0.7V
Diode
passante
Les cartes d’entrées logiques
Mise en forme du signal:
Détecteur à seuil de tension.
Signal CA
Redresseur
Signal CC
Protection
contre
l'inversion de
tension
Mise en forme
du signal
VE
Cette différence de tension apporte une
immunité aux bruits sur le signal.
VS
t
1
0
t
Les cartes d’entrées logiques
Mise en forme du signal:
Détecteur à seuil de tension.
VE
VS
Signal CA
Redresseur
Signal CC
Protection
contre
l'inversion de
tension
Mise en forme
du signal
VE
t
VS
1
1
0
0
t
t
Spécifications
 Conversion analogue - numérique
57
Résolution
58
Résolution
 Nombre de bits pour représenter le
signal analogue
 Système binaire-bit(binary digit)
¤
¤
¤
¤
0,1
On, Off
Ouvert, fermé
2 états possibles
59
Résolution
 Besoin de plus d'un bit pour
représenter la réalité
¤
¤
¤
¤
¤
¤
1 bit = 21 = 2 états
2 bits = 22 = 4 états
3 bits = 23 = 8 états
8 bits = 28 = 256 états
12 bits = 212 = 4,096 états
16 bits = 216 = 65,536 états
60
Résolution
 = plus petit changement de signal
détectable
  le plus petit signal
 Résolution =
Plus petit incrément
-----------------------nombre total d'incréments
 Résolution (8 bits)=
1
-----256
= 0.0039 = 0.39 %
61
Résolution
 Pour une entrée 0-100 mv à 8 bit
¤ 0 mv -> 0 décimal, 100 mv -> 256
¤ Plus petit changement = 0.39 mv
 Pour une entrée 0-100 mv à 12 bit
¤ 0 mv -> 0 décimal, 100 mv -> 4096
¤ Plus petit changement = 0.0244 mv
 Pour une entrée 0-100 mv à 16 bit
¤ Plus petit changement = 0.0015 mv
62
Résolution
 Pour une température 0-256 ºC
¤ 8 bit - > 1 ºC
¤ 12 bit -> 0.063 ºC
¤ 16 bit -> 0.0039 ºC
63
Fréquence d'acquisition
 Fréquence d'acquisition supérieure
au signal d'entrée
64
Fréquence d'acquisition
 Fréquence d'acquisition trop lente =
signal faux "aliasing"
65
Fréquence d'acquisition
 Fréquence acquisition ~ 2 fois la
fréquence d'entrée (Nyquist)
66
Les cartes d’entrées logiques
Organisation (partie 2):
Immunité aux
parasites
industriels et
au rebond des
contacts
Séparation
galvanique
Vers CPU
Visualisation
de l'état
logique
Les cartes d’entrées logiques
Immunité aux parasites industriels et élimination des
effets de rebondissement:
Filtres retardateurs.
VE
1
0
VS
t
Retard
1
0
t
Les cartes d’entrées logiques
Séparation galvanique:
Protection de l’automate contre des
surtensions.
Une des fonctions principales est d'assurer l'isolement
électrique donc de prévenir des perturbations de
fonctionnement des équipements et matériels.
On utilise généralement des liaisons optocouplées
pour transmettre des informations logiques entre un
ordinateur et un banc de mesure.
LED
Sortie
Entrée
Un optocoupleur ou photocoupleur est un dispositif
optoéléctronique qui transmet des informations
logiques ou analogiques sous forme de signal
électrique via une voie optique qui isole
électriquement l'entrée de la sortie.
Optocoupleur
Phototransistor
Les cartes d’entrées logiques
Séparation galvanique:
La polarisation directe de la diode d'entrée entraine
l'émission d'un flux de photons captés par le
phototransistor de sortie.
LED
Sortie
Entrée
Du point de vue électrique, les 2 élements d'entrée et
de sortie sont totalement indépendants et sont
maintenus à distance l'un de l'autre par des matériaux
résistants sur la plan mécanique et isolants sur le plan
électrique.
Optocoupleur
Phototransistor
Les cartes d’entrées logiques
Visualisation de l’état logique:
Diode électroluminescente
(Light-Emitting Diode - LED).
Résistance
LED
Les cartes d’entrées logiques
Entrée CC typique: Entrées TTL (Transistor - Transistor
Logic) avec une tension de 0 à 5v.
Protection contre l’inversion
Protection
galvanique
Filtre
Les cartes d’entrées logiques
Entrée CA typique:
Spécifications (exemple)
•Nombre de points d’entrée
•Plage de tension d’entrée
•Tension maximale
•Plage de fréquence (CA)
•Courant tiré de l’entrée
•État logique OFF
•État logique ON
•Types d’entrée
Spécifications (exemple)
Les cartes d’entrées logiques
Recommandation sur le nombre de cartes d’entrées à
acheter:
Nombre d’entrées + 20 %
ISA: Instrument Society of America
Exemple d’un automate ayant:
74 entrées logiques 24 Vcc;
59 entrées logiques 120 Vca;
40 entrées logiques 5 Vcc.
Les cartes d’entrées logiques
Nombre de cartes de 16 points de 24 Vcc requises:
74 + 20% = 88,8 entrées
88,8/ 16 : 6 cartes (96 entrées)
Nombre de cartes de 8 points de 120 Vca requises:
59 + 20% = 70,8 entrées
70,8/8 : 9 cartes (72 entrées)
Les cartes d’entrées logiques
Nombre de cartes de 16 points de 5 Vcc requises:
40 + 20% = 48 entrées
48/16
3 cartes (48 entrées)
Les cartes de sorties logiques
Organisation (partie 1):
CPU
Mémorisation
du résultat
Séparation
galvanique
Les cartes de sorties logiques
Mémorisation du résultat sur la carte
Du CPU
D
Q
Valeur mémorisée
Les cartes de sorties logiques
Séparation galvanique:
Protection de l’automate contre des surtensions.
LED
Sortie
Entrée
Optocoupleur
Phototransistor
Les cartes de sorties logiques
Organisation (partie 2):
Commutation &
amplification
de puissance
adaptées à la
charge
Protection
Vers actionneur
Visualisation
de l'état
logique
Les cartes de sorties logiques
Commutation et amplification de puissance adapté à la
charge
Entrée
Résistance
Sortie
Ib
S
Transistor de
puissance
Ic = B*Ib
Ic
Charge
Les cartes de sorties logiques
Protection contre l’inversion de tension et protection
contre les surcharges
Sortie
Fusible
S
Charge
Les cartes de sorties logiques
Visualisation de l’état logique:
Diode électroluminescente.
Résistance
LED
Les cartes de sorties logiques
Sortie CC de type source (API est la source qui fournit le
courant) :
Courant électrique
Ic = B1*B2*Ib
Les cartes de sorties logiques
Sortie CC de type sink (API reçoit le courant) :
Courant électrique
Les cartes de sorties logiques
Sortie CA à triac (montage de deux diodes en tête-bêche) :
Spécifications (exemple)
Nombre de points de sortie
Plage de tension d’utilisation
Tension maximale
Type de sortie
Plage de fréquence (CA)
Courant de charge maximal
Par point
Par groupe de points
Spécifications (exemple)
Les cartes de sorties logiques
Recommandation sur le nombre de cartes de sorties à
acheter:
Nombre de sorties + 20 %
ISA: Instrument Society of America
Les cartes de sorties logiques
Exemple d’un automate ayant:
88 sorties logiques 24 Vcc (relais);
37 sorties logiques 120 Vcc (triac).
Nombre de cartes de 16 points relais de 24 Vcc requises:
88 + 20% = 105,6 sorties
105,6/16 : 7 cartes (112 sorties)
Nombre de cartes de 8 points de 120 Vca requises (triac):
37 + 20% = 44,4 sorties
44,4/8 : 6 cartes (48 sorties)
Les cartes de sorties logiques
Cartes I/O analogiques
Conversion des valeurs analogiques
La CPU ne traite que des valeurs analogiques binaires.
Le module d’entrées analogiques convertit un signal
analogique issu du processus en un signal numérique.
Un module de sorties analogiques convertit un signal
de sorties numériques en un signal analogique.
Cartes d’entrées analogiques
L’acquisition de signaux proportionnels à une grandeur
physique donnée est obtenue par des cartes d’entrées
analogiques (température, débit, position, ...)
Cartes d’entrées analogiques
Schéma de principe d’une boucle analogique 4 - 20 mA:
Capteur
API
Cartes d’entrées analogiques
Principe:
Sonde de
température
Signal
électrique
Valeur
numérique
PLC
AMPLI
Plage:
0°C à 250°C
Plage:
0Và5V
Plage:
0 à 255
Mesure:
68°C
Mesure:
1.360 V
Mémoire:
69
Spécifications
Résolution du convertisseur A/N :
8, 10, 12 ou 16 bits (de $ à $$$$)
précision de la carte (ampli)
temps de conversion :
de dizaines à centaines de ms (de $$$$ à $)
Nombre de points d’entrée :
1, 2, 4 ou 8
Plage de tension ou de courant
Cartes de sorties analogiques
Sert à envoyer à un actionneur un signal proportionnel à
l’ampleur de l’action voulue
Ex. 1: Ouverture d’une valve
Ex. 2: Vitesse d’un moteur CC
Cartes de sorties analogiques
Principe:
Moteur
électrique
Signal
électrique
PLC
DRIVE
Plage:
0 RPM à 4500 RPM
Vitesse:
3902.3 RPM
Valeur
numérique
Plage:
4 mA à 20 mA
Génère:
17.875 mA
Plage:
0 à 1023
Mémoire:
888
Spécifications
Résolution de la carte :
8, 10, 12 et 16 bits (de $ à $$$$)
Temps de conversion :
de l ’ordre des qq sec
Nombre de points de sortie :
1, 2, 4 ou 8
Plage de tension ou de courant
Charge maximum admissible
Cartes de sorties analogiques
Interfaces de communication
But:
permettre le dialogue avec d’autres automates, des
imprimantes, des calculateurs, des consoles de
visualisation, des consoles de programmation
Canal 1 de transmission
données
Canal 2 de transmission
Moyen
données
Canal n de transmission
Génération
Transfert
Detection
Interfaces de communication
Transmission « Half Duplex » (transmission dans un seul
sens à un instant donné)
Transmission « Full Duplex » (transmission dans les deux
sens à un instant donné)
Interfaces de communication
Méthodes de transmission :
Communication parallèle :
Communication se série
Interfaces de communication
Méthodes de transmission :
Communication parallèle :
Transmission de chaque bit par un canal
8, 16, 32, … canaux
Avantage : vitesse de transmission de données très élevée
Inconvenient : décalage et donc problème de synchronisation au
niveau du récepteur.
Résultat : les distances doivent être courtes.
Interfaces de communication
Contrôle d’erreurs et correction :
•Echo check
•Vertical Redunduncy Check
•Longitudinal Redunduncy Check
•Cyclical Redunduncy Check
Interfaces de communication
Contrôle d’erreurs et correction :
•Echo check
Le récepteur re-transmet chaque caractère à l’émetteur pour
vérification et retransmission si nécessaire (la retransmission
est effectuée un nombre donné de fois.
Interfaces de communication
Contrôle d’erreurs et correction :
•Vertical Redunduncy Check
Vérification du bit de parité
Bit de parité:
Parité paire
Nombre de 1 transmits pair
Parité impaire
Nombre de 1 transmit impair
1 1 0 0 1 1 0 0
0 1 0 0 1 1 0 1
0 1 0 0 1 1 0 0
1 1 0 0 0 1 0 0
Les interfaces de communication
 Bit de parité:
¤ Parité paire

Nombre de 1 transmits pair
1 1 0 0 1 1 0 0
¤ Parité impaire

Nombre de 1 transmit impair
0 1 0 0 1 1 0 0
110
Les interfaces de communication
 Bit de parité:
¤ En cas d’erreur, détection possible

Ex: parité paire
1 1 0 0 1 1 0 0
1 1 0 0 1 1 1 0
111
Interfaces de communication
Contrôle d’erreurs et correction :
•Vertical Redunduncy Check
(VRC)
Mot
Mise en place du bit de parité par
l’émetteur.
Vérification du nombre de 1 reçu
par le récepteur.
L’erreur est détectée si dans une
transmission VRC à parité pair le
nombre de 1 reçu est impair !
Donc demande de re-transmission.
P
U
M
P
1
2
3
4
5
6
7
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
Vertical
Parity Bit
1
1
1
1
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Parité impaire
Interfaces de communication
Contrôle d’erreurs et correction :
•Longitudinal Redunduncy Check (LRC) Utilisé avec VRC.
•Mise en place des bits de parité VRC et LRC par l’émetteur.
•Calcul du bit de parité LRC par le récepteur.
•Comparaison.
Parité impaire
Mot
P
U
M
P
LRC Parity
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
1
2
3
4
5
6
7
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
Vertical
Parity Bit
1
1
1
1
1
Interfaces de communication
Contrôle d’erreurs et correction :
•Longitudinal Redunduncy Check (LRC) Utilisé avec VRC.
Mot
P
U
M
P
LRC Parity
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
1
2
3
4
5
6
7
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
Vertical
Parity Bit
1
1
1
1
1
Emetteur

?
Récepteur
Mot
P
U
M
P
LRC Parity
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
Bit
1
2
3
4
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6
7
0
0
0
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1
0
1
1
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1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
Vertical
Parity Bit
1
1
0
1
1
?

Interfaces de communication
Trame de transmission:
Sans communication, niveau logique de la ligne = 1.
Bits de départ (de niveau 0) indiquant début du message.
Message de 7 ou 8 bits.
Bit de parité.
Détection d’erreur.
Bits d’arrêt (de niveau 1), utile lorsque les trames se
suivent sans délais.
Interfaces de communication
Vitesse de transmission:
Nombre de bits par seconde
BAUD.
Télex: 300 Bauds
Message de 1 ko : 33.3 secondes
Fibre optique: 800 000 000 Bauds
Message de 1 ko : 1,25 micro.s
Baud
Rate
A way of describing the amount of
data that can be sent on a signal
line. Often used synonymously
with bits per second; however,
baud rate was originally intended
for use in telegraphy application to
refer to signal events per second.
Interfaces de communication
Liens réseaux:
Ethernet
MAP III
GM
Devicenet
Controlnet
Profibus
...
Les modules PID
Permet de réaliser des fonctions de régulation sans
avoir recours au CPU.
Certains automates ont un (ou des) PID intégré
dans le CPU.
C’est le CPU qui fait le calcul !
Limitation importante au niveau de la période
d ’échantillonnage des signaux analogiques:
Généralement : >100 ms
Certain modèles ($$$) : >10 ms
Système à dynamique lente !! (ex. : four)
Le contrôle de déplacement
rotatif
Le codeur rotatif est :
- un capteur de position angulaire,
- lié mécaniquement à un arbre qui l'entraîne.
Le contrôle de déplacement
rotatif
Principe : Une lumière émise par des diodes électrolumineuses,
(DEL) traverse les fentes du disque et crée sur les photodiodes
réceptrices un signal analogique. Une interface électronique (qui est
inclue dans le codeur) amplifie ce signal puis le convertit en signal
carré transmis à l’API.
Le contrôle de déplacement
rotatif
Types :
- Codeur absolu
- Codeur incrémental
Le contrôle de déplacement
rotatif : codeur absolu
Communication en parallèle.
Le contrôle de déplacement
rotatif : codeur absolu
Exemple :
Le contrôle de déplacement
rotatif : codeur absolu
Exemples : Code binaire naturel et code binaire
réléchi
Le contrôle de déplacement
rotatif : codeur absolu
Utilisation de différents codes:
Le contrôle de déplacement
rotatif : codeur absolu
Code Gray recommandé:
•Impossible de s’assurer mécaniquement que
plusieurs bits changent en même temps
•Avec le code Gray, un seul bit change à la fois
Spécifications:
Nombre de bits d’entrées
Largeur du codage
Vitesse d’évolution des signaux d’entrée
Le contrôle de déplacement
rotatif : codeur incrémental
Communication sérielle.
Le contrôle de déplacement
rotatif : codeur incrémental
Principe : Le disque d'un codeur
incrémental comporte deux types de
pistes :
Piste extérieure : est divisée en « n »
intervalles d'angles égaux
alternativement opaques et
transparents.
« n » s'appelant la résolution ou
nombre de périodes ; c'est en effet le
nombre d'impulsions qui seront
délivrées par le codeur pour un tour
complet de son disque.
Derrière la piste extérieure sont
installées deux photodiodes décalées
qui délivrent des signaux carrés A et B
en quadrature.
http://ak-industries.com/incremental.htm
Le contrôle de déplacement
rotatif : codeur incrémental
Principe : Le disque d'un codeur
incrémental comporte deux types de
pistes :
Piste intérieure : (voie 2) comporte une
seule fenêtre transparente.
Celle-ci ne délivre donc qu'un seul
signal par tour.
Ce signal Z appelé «top zéro» dure 90°
électriques et est synchrone des
signaux A et B. Ce «top zéro»
détermine une position de référence et
permet la réinitialisation à chaque tour.
Les cartes de comptage rapide
S’adaptent à divers capteurs de vitesse à
impulsions.
Les cartes de comptage rapide
Spécifications:
Fréquence des signaux d’entrée
Généralement <100 kHz
Domaine de comptage
Nombre de bits du registre de comptage
Fonctionnement en quadrature ou non
Les cartes d’axes
Pour le contrôle d’un ou de plusieurs moteurs
CA / CC / Pas-à-pas
Commande numérique intégrée
Interpolation linéaire, circulaire
Remarque :
Les moteurs ne peuvent être asservis avec les
modules PID.
Périodes d ’échantillonnage plus courtes sont
requises.
Les modules d’interruption
Une interruption est une section de programme
qui est exécutée immédiatement lors de
l’occurrence d’un événement déclencheur.
Les entrées du module servent de déclencheur à
ces interruptions.
Les modules d’interruption
Un automate peut réagir à diverses sources
d’interruptions.
Signaux d’entrées :
Temps
Heure et jour donné
Périodique
Les interruptions
Principe de l’interruption
Programme
normal
Interruption
(OB13)
Les terminaux industriels
Ils assurent les fonctions de programmation & de
maintenance du logiciel des automates.
Les terminaux industriels
Permettent (sans interrompre l’exécution du
programme en cours) :
•d’écrire et interpréter sous forme interactive,
l ’ensemble des instructions du programme
•de mettre au point par simulation, ou par
contrôle logiciel, l’éxécution du programme
•de sauvegarder le programme
•de suivre en temps réel l’évolution du cycle
•d’interroger et modifier :
•l’état d’un mot ou d’un bit mémoire,
•l’état d’un mot ou d’un bit d’E/S
Norme de cablâge autour des
automates
Langages standards
Langages graphiques:
LD : Ladder Diagram (Diagramme échelle)
FBD : Function Block Diagram (Logigramme)
SFC : Sequential Function Chart (GRAFCET)
Langages textuels:
IL : Instruction List (Liste d’instructions)
ST : Structured Text (Texte structuré)
FBD
Function Block Diagram
Exemple
SFC
Sequential Function Chart
Exemple
IL
Instruction List
Exemple
ST
Structured Text
Exemple