Cours 5-6 - e-Learn Université Ouargla

République Algérienne Démocratique Et Populaire
Ministère de L′Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université Kasdi Merbah – Ouargla
Faculté des Sciences et de la Technologie et Sciences de la Matière
Département de Génie Electrique
Automatisme 2
Cours 5-6
L’API: l’unité centrale
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
BUS INTERNE
OU EXTERNE
F
O
N
C
.
2
Les cartes d’entrées logiques
 Redresseur:
 Transforme la tension CA en tension CC.
Sortie
redressée
Entrée CA
Diode
3
Les cartes d’entrées logiques
Résistance
Diode
Sortie
protégée
Entrée CC
 Protection contre l’inversion de tension:
 Évite de détruire la carte suite à une
erreur de câblage.
4
Les cartes d’entrées logiques
 Mise en forme du signal:
 Détecteur à seuil de tension.
VE
VS
t
1
0
t
5
Les cartes d’entrées logiques
 Organisation :
Immunité aux
parasites
industriels et
au rebond des
contacts
Séparation
galvanique
Visualisation
de l'état
logique
Vers CPU
6
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
7
Les cartes d’entrées logiques
 Séparation galvanique:
 Protection de l’automate contre des
surtensions.
LED
Sortie
Entrée
Optocoupleur
Phototransistor
8
Les cartes d’entrées logiques
 Visualisation de l’état logique:
 Diode électroluminescente.
Résistance
LED
9
Les cartes d’entrées logiques
 Entrée CC typique:
10
Exemple
11
Les cartes d’entrées logiques
 Recommandation sur le nombre de
cartes d’entrées à acheter:
 Nombre d’entrées + 20 %
 ISA: Instrument Society of America
12
Les cartes d’entrées logiques
 Exemple d’un automate ayant:
 74 entrées logiques 24 Vcc;
 59 entrées logiques 120 Vca;
 40 entrées logiques 5 Vcc.
13
Les cartes d’entrées logiques
 Nombre de cartes de 16 points de 24
Vcc requises:
 74 + 20% = 88,8 entrées
 88,8/16 a 6 cartes (96 entrées)
 Nombre de cartes de 8 points de 120
Vca requises:
 59 + 20% = 70,8 entrées
 70,8/8 a 9 cartes (72 entrées)
14
Les cartes d’entrées logiques
 Nombre de cartes de 16 points de 5 Vcc
requises:
 40 + 20% = 48 entrées
 48/16 a 3 cartes (48 entrées)
15
Les cartes de sorties logiques
 Organisation :
CPU
Mémorisation
du résultat
Séparation
galvanique
16
Les cartes de sorties logiques
 Mémorisation du résultat sur la carte
Du CPU
D
Q
Valeur mémorisée
17
Les cartes de sorties logiques
 Séparation galvanique:
 Protection de l’automate contre des
surtensions.
LED
Sortie
Entrée
Optocoupleur
Phototransistor
18
Les cartes de sorties logiques
 Organisation :
Commutation &
amplification
de puissance
adaptées à la
charge
Protection
Visualisation
de l'état
logique
Vers actionneur
19
Les cartes d’entrées logiques
 Commutation et amplification de
Entrée
Résistance
Sortie
puissance adapté à la charge
S
Transistor de
puissance
Charge
20
Les cartes d’entrées logiques
 Protection contre l’inversion de tension
et protection contre les surcharges
Sortie
Fusible
S
Charge
21
Les cartes de sorties logiques
 Visualisation de l’état logique:
 Diode électroluminescente.
Résistance
LED
22
Les cartes de sorties logiques
 Sortie CC de type source:
Courant électrique
23
Les cartes de sorties logiques
 Sortie CC de type sink:
Courant électrique
24
Les cartes de sorties logiques
 Sortie CA à triac:
25
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
26
Les cartes de sorties logiques
 Recommandation sur le nombre de
cartes de sorties à acheter:
 Nombre de sorties + 20 %
 ISA: Instrument Society of America
27
Les cartes de sorties logiques
 Exemple d’un automate ayant:
 88 sorties logiques 24 Vcc (relais);
 37 sorties logiques 120 Vcc (triac).
28
Les cartes de sorties logiques
 Nombre de cartes de 16 points relais de
24 Vcc requises:
 88 + 20% = 105,6 sorties
 105,6/16 a 7 cartes (112 sorties)
 Nombre de cartes de 8 points de 120
Vca requises (triac):
 37 + 20% = 44,4 sorties
 44,4/8 a 6 cartes (48 sorties)
29
Les cartes d’entrées analogiques
 L’acquisition de signaux proportionnels
à une grandeur physique donnée est
obtenue par des cartes d’entrées
analogiques
 Ex. 1: Mesure d’une température
 Ex. 2: Mesure d’un débit
30
Les cartes d’entrées analogiques
 Schéma de principe d’une boucle
analogique 4 - 20 mA:
31
Les 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
32
Spécifications
 Résolution du convertisseur A/N
 8, 10, 12 ou 16 bits (de $ à $$$$)
 précision de la carte (ampli)
 temps de conversion

de ms à centaines de ms (de $$$$ à $)
 Nombre de points d’entrée

1, 2, 4 ou 8
 Plage de tension ou de courant
33
Les cartes de sorties analogiques
 Sert à envoyer à un actionneur un signal
proportionnel à l’ampleur de l’action
voulue
 Ex. 1: Ouverture d’une valve
 Ex. 2: Vitesse d’un moteur CC
34
Les cartes de sorties analogiques
 Principe:
Moteur
électrique
Signal
électrique
PLC
DRIVE
Plage:
0 RPM à 4500 RPM
Vitesse:
3902.3 RPM
Valeur
numérique
Plage:
4 mA à 20 mA
Génère:
17.875 mA
Plage:
0 à 1023
Mémoire:
888
35
Spécifications
 Résolution de la carte
 8, 10, 12 et 16 bits (de $ à $$$$)
 Temps de conversion
 de l ’ordre des ms
 Nombre de points de sortie

1, 2, 4 ou 8
 Plage de tension ou de courant
 Charge maximum admissible
36