Amélioration des performances de la trancheuse verticale trv 03 de la sctb sarl cameroun

CHAPITRE 6 :

programmation des séquences de

fonctionnement et coblage entrées / sorties

Introduction :

Dans ce chapitre, il sera abordé en premier lieu la programmation des séquences de fonctionnement qui regroupe une étude architecturale de l'automate choisi et la mise en oeuvre des séquences de fonctionnement. En second lieu nous présenterons les schémas de cablage des entrées / sorties de l'automate.

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

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I. ETUDE ARCHITECTURAL

1. Choix de l'automate

Nous allons utiliser dans ce projet un automate de marque Télémécanique et ceci pour les raisons suivantes :

· Il est le plus utilisé dans les industries camerounaises

· Nous possédons son logiciel de programmation

· Nous ne trouvons pas d'inconvénient pouvant nuire à notre projet

Panorama de l'offre de Schneider Electric : TSX Nano, TSX Micro, TSX Premium, TSX Quantum donc les caractéristiques principales s'articulent comme suit :

Tableau 10 : Comparaison TSX [3]

	TSX Nano	TSX Micro	TSX Premium	TSX Quantum
Particularites et caracteristiques	0 compact 0 rapide 0 convient pour les petits automatismes 0 E/S TOR = 24	0 compact 0 modulaire 0 jusqu'à 248 E/S TOR `'in rack» 0 programmation : langage Grafcet	0 architecture distribuée 0 modulaire 0 jusqu'à 2048 E/S `'in rack» 0 langage Grafcet	0 architecture modulaire et évolutive 0 sur châssis unique 448 E/S
besavantages	Langage : 0 Ladder 0 List (inadapté au langage Grafcet)	7 lignes maximum pour un réseau de contacts	0	0

Nous choisissons la gamme TSX Premium et ceci pour des raisons suivantes :

- Le nombre d'entrées / sorties élevé (25 entrées et 17 sorties)

- Il utilise le langage de programmation de type Grafcet qui nous permettra d'assurer les dépannages dans les meilleures conditions

- Nous disposons au sein du laboratoire d'automatique et de productique de l'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique d'un TSX premium pour des essais et simulation.

2. Presentation

Les automates TSX Premium sont entièrement modulaires. Une station automate est construite à partir des éléments de base suivants : [3]

o Racks (standard ou extensibles),

Les racks TSX RKY... constituent l'élément de base des automates TSX Premium. Deux familles de racks sont proposées en 3 modularités (6,8 et 12 positions).

n Modules alimentation,

Les alimentations se présentent sous la forme de modules et sont choisies en fonction du réseau distribué (continu ou alternatif) et de la puissance nécessaire :

Le module alimentation TSX PSY .... est destiné à l'alimentation de chaque rack TSX RKY... et des modules.

n Modules processeur,

Chaque station automate est pourvue d'un processeur, choisi en fonction de la puissance de traitement nécessaire. Un module processeur TSX P57.. s'implante sur un rack TSX RKY ... en position 00 ou 01 selon que le rack est équipé d'un module alimentation de type standard ou double format.

NB : le rack sur lequel est implanté le processeur a toujours l'adresse 0.

o Entrées/sorties TOR,

Les modules E/S TOR du TSX Premium sont au format standard (1 position). Ils se positionnent indifféremment sur le rack standard ou sur un rack extensible.

Une large gamme d'entrées et de sorties tout ou rien (TOR) permet de répondre aux besoins rencontrés au niveau :

· Fonctionnel : entrées/sorties continus ou alternatives, logique positive ou négative,

· Raccordement par borniers à vis ou connecteurs HE10,

· Modularité : 8, 16, 32, 64 voies/module

o Entrées/sorties analogiques,

Les modules d'entrées/sorties analogiques de l'offre TSX 57 sont des modules au format standard (qui occupent une seule position), équipés soit d'un connecteur SubD 25 points (TSX AEY 800), soit de deux connecteurs SubD 25 points (TSX AEY 1600), soit d'un bornier à vis (TSX AEY 414 et TSX ASY 410).

Ils peuvent être implantés dans toutes les positions des racks TSX RKY.., à l'exception de la première position réservée à l'alimentation du rack.

o Modules métiers (comptage, commande d'axes, commande pas à pas, communication, pesage, ventilation).

3. Configuration materielle

Notre station automate sera constituée :

· 1 rack standard 6 positions : TSX RKY 6

· 1 processeur : TSX P57 352M

Capacité de traitement:

- 1024 E/S TOR

- 128 E/S analogiques

- 32 voies metier

Capacité mémoire

- intégrée processeur : 80 K mots

- extension PCMCIA : 256 K mots maximum

· 1 module d'entrées `'Tout ou Rien» - Type du module : entrées à connecteurs - Modularité : 32 entrées

- Tension : 24 VCC

- Logique positive

- Raccordement : connecteurs HE 10 Référence : TSX DEY 32D2K

· 1 module de sorties `'Tout ou Rien» - Type du module : soties statiques à connecteurs

- Modularité : 32 sorties

- Tension : 24 VCC

- Courant puissance : 0,1 A

- Logique positive

- Raccordement : connecteurs HE 10 Référence : TSX DSY 32T2K

· 1 module d'alimentation

La puissance nécessaire à l'alimentation de chaque rack TSX RKY est fonction du type et du nombre de modules implantés dans celui-ci. De ce fait, il est nécessaire d'établir un bilan de consommation rack par rack afin de définir le module d'alimentation TSX PSY adapté à chaque rack.

Tableau 11: Bilan de consommation

Référence		Consommation en mA			puissance (W)
		tension continue 24 V
TSX P57 352M	500	-		2,5	Entrées "Tout ou Rien"
TSX DEY 32D2K	135	160		4,515	Sorties "Tout ou Rien"
TSX DSY 32T2K	140	-		0,7	Total 7,715

D'après ce tableau, la puissance nécessaire est de 7,72 W.

Nous choisissons de préférence un module alimenté à partir d'un réseau à courant alternatif et possédant une alimentation capteur 24 VCC.

Référence : TSX PSY 2600M

Alimentation : 100...240 VCA

Puissance utile totale : 26 W

Accessoires

Une pile de sauvegarde mémoire RAM interne

Référence : TSX PLP 01

NB : Tension continue 5 V destinée à l'alimentation des modules TSX Premium Tension continue 24 V destinée à l'alimentation des capteurs d'entrées

Tableau 12: TSX Premium

4. Codage des entrees sorties de l'automate

L'adressage des voies est géographique ; c'est-à-dire qu'il dépend :

· De l'adresse du rack,

· De la position physique du module dans le rack,

La syntaxe de l'adresse d'une entrées / sortie TOR est la suivante :

Tableau 13: Codage des entrées / sorties automate [3]

%		I ou Q		adresse rack x		position module y		.		numéro de voie i
Symbole		I = entrée Q = sortie		x = 0 à 7		y = 00 à 10		Point		i = 0 à 63

Exemples :

(1) %Q7.3 signifie : sortie 3 du module placé en position 07 dans rack 0

(2) %I102.5 signifie : entrée 5 du module placé en position 02 dans rack adresse 1 Application

Le module d'entrées sera en position 01 et le module de sorties en position 02.

5. Configuration logi cielle

Comme plusieurs automates disponibles sur le marché, l'automate TSX Premium de la société Télémécanique possède son propre logiciel de programmation.

Le logiciel de programmation utilisé ici est le PL7 Pro V3.1

Apres le démarrage du logiciel, nous créons une nouvelle application de nom `'TRANCHEUSE»

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

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Figure 26: Navigateur d'application

Une configuration matérielle est nécessaire car elle assure l'interface et la cohérence entre l'environnement externe et l'application logicielle.

Figure 27: Configuration matérielle

La configuration logicielle permet d'ajuster les éléments logiciels tels que temporisateur, compteur ... aux besoins de l'application. En effet il n'est pas nécessaire que le processeur scrute des éléments qui ne sont pas utilisés par le programme, gain de temps d'exécution.

Figure 28:Configuration logicielle

6. Programmation sous PL7 Pro

6.1 Procedure pour une programmation sous PL7 Pro

1) La première étape, consiste à transformer le GRAFCET de manière à ce qu'il soit compréhensible par l'automate. En langage automate on appelle cette étape « CHART ».

2) La deuxième étape consiste à traiter les transitions. On appelle cette partie PRELIMINAIRES.

3) La troisième consiste à affecter les sorties correspondantes aux étapes de notre GRAFCET. Cette partie est appelée POSTERIEUR.

4) La quatrième et dernière étape consiste à faire « dérouler » le GRAFCET. En effet, il faut indiquer à l'automate quand passer d'une étape à l'autre.

6.2 Table d'animation

Afin de suivre l'évolution des variables et de valider le bon fonctionnement, il nous faut définir la table d'animation. Elle est indispensable pour diagnostiquer les disfonctionnements durant la phase de mise au point du programme.

6.3 E crans d'exploitation

La plate forme logicielle PL7 Pro propose aussi un outil de conception d'écran d'exploitation du système automatisé. Ces pages écrans constituent l'équivalent d'un terminal de dialogue interactif.

7. Notion de cycle de s crutation

On appelle scrutation l'ensemble des quatre opérations réalisées par l'automate et le temps de scrutation est le temps mis par l'automate pour traiter la même partie de programme.

1) Traitement interne

- surveillance de l'automate

- Détection RUN / STOP

- Echange avec le terminal de programmation

2) Acquisition des entrées

- écriture en mémoire de l'état des informations présentes sur les entrées des modules TOR

3) Traitement du programme

- Traitement séquentiel des opérations logiques du programme en utilisant l'état des entrées disponibles en mémoire

4) Mise à jour des sorties

- affectation sur les sorties présentes sur les modules TOR

8. Les objets adressables

Les objets booléens dits bits peuvent se résumer comme suit :

· Bits d'entrée/sortie : %I, %Q sont les images des bornes d'entrées et de sorties.

· Bits internes %M : permettent de mémoriser les états intermédiaires durant l'exécution du programme.

· Bits système %S : qui indiquent les états de l'automate ou permettent d'agir sur le fonctionnement de celui-ci.

· Bits de blocs fonctions : temporisateurs, compteurs, monostables, registres à décalages, séquenceurs.

· Bits d'état des étapes Grafcet : %X qui mémorisent l'état des étapes actives ou inactives.

Récapitulatif des bits système

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Tableau 14: Bits système

U : géré par l'utilisateur

S : géré par le système

U->S : mise à 1 par U, mise à zéro par S
S->U : mise à 1 par S, mise à zéro par U

II. Mise en oeuvre des sequences du systeme automatise 1. Entrees API

Tableau 15 : Entrées API

Mnetnoniques	Affectation API
bp1	I1.0
bp2	I1.1
bp3	I1.2
bp4	I1.3
bp5	I1.4
bp6	I1.5
bp7	I1.6
bp8	I1.7
bp9	I1.8
bp10	I1.9
bp11	I1.10
bp12	I1.11
bp13	I1.12
bp14	I1.13
bp15	I1.14
bp16	I1.15
ph	I1.16
pr	I1.17
fc1	I1.18
fc2	I1.19
fc3	I1.20

Mnemoniques	Affectation API
nv	I1.21
Pa	I1.22
Kmly	I1.23
AUl	I1.24

NB :

Pr : pressostat

2. Sorties API

Tableau 16 : Sorties API

Mnemoniques	Affectation API
Km4 - v4	Q2.0
Kml2	Q2.1
KmlY	Q2.2
Kmla - v5	Q2.3
Km2 - Km7 - v2	Q2.4
Km3	Q2.5
Km9d	Q2.6
Km99	Q2.7
Km5d - v8	Q2.8
Km59	Q2.9
Km6	Q2.10
Km8 - v7	Q2.11
3b	Q2.12
lb+	Q2.13
lb-	Q2.14
2b - v3	Q2.15
4b	Q2.16

3. Grafcet point de vue API 3.1 Grafcet principal

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Figure 29: Gracet principal point de vue API

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70

3.2 Grafcet chariot

Figure 30: Grafcet 3 chariot

3.3 Grafcet grandes griffes

Figure 31: Grafcet 3 grandes griffes

3.4 Grafcet table elevatrice

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71

Programmation des sequences de fonctionnement et cablage entrees / sorties

40

I1.14

I1.15

41

Q2.11

42

I1.14

Figure 32 : Grafcet 3 table élévatrice

I1.15

Q2.16

3.5 Programmation des sequences sous PL7 Pro

Voir annexe pour la programmation des séquences de fonctionnement sous PL7 Pro. 3.6 Traitement sur Coupure et Reprise Se cteur

Lors d'une coupure du secteur, le bit %S1 se positionne à 1.

Pour réinitialiser toutes les variables lors du retour du secteur, le bit %S1 doit positionner à 1 par programme le bit %S0.

Figure 33 : Traitement sur coupure et reprise secteur

%S1 et %S0 sont remis à zéro automatiquement après une scrutation complète du programme.

Programmation des sequences de fonctionnement et cablage entrees / sorties

III. Cablage des entrees / sorties

1. Alimentation de l'automate

L'automate sera alimenté par le réseau monophasé 230V ; 50 Hz. La protection sera de type magnéto-thermique.

Il est souhaitable d'asservir l'alimentation de l'automate par un circuit de commande spécifique (contacteur KM0).

De même, les sorties seront asservies au circuit de commande et alimentées après validation du chien de garde (vérification du temps de scrutation à chaque cycle automate).

PE

L1

N

1

3

PE

4

2

1

2

3

7 F3

7 2 x F2

7 KA1

230 / 110 V

4

7 T1

e

Alimentation
commande

f

5

6

7

8

7 2 x F4

9

230 / 24 V

1 2

7 F5

7 T2

7 KM0

7 S2

7 Bcp

10

7 S1

11

12

7 KM0

13

7 KA1

14

15

Chien de
garde

16

7 2 x F6

7 F7

13 14

17

7 KA1

AL

18

24 VDC

d

Vers sorties
automate

Alimentation
commande

7 Q1

7 KM0

7 Q2

N

I >

a

b

c

Alimentation de l'automate Sorties automate

Alimentation de l'automate

Sorties automate

AUTOMATE

Alimentation des capteurs

0 V 24 V

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Entrées automate

Figure 34: Alimentation automate
Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand	73

2. Alimentation des entrees de l'automate

Le module TSX DEY 32D2K comporte des entrées alimentées en 24 VCC et est équipé de 2 connecteurs HE10 male : [3]

Connecteurs A et B associés au raccordement des entrées :

A (0 à 15)

74

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

Figure 35: Entrées connecteur A

Figure 36: Entrées connecteur B

B (16 à 31)

Programmation des sequences de fonctionnement et cablage entrees / sorties

3. Alimentation des sorties de l'automate :

Le module TSX DSY 32T2K comporte des sorties statiques de type source logique positive et équipé

de connecteurs HE10 male : [3]

connecteur A pour les sorties 0 à 15

connecteur B pour les sorties 16 à 31 Nous avons que représenté le connecteur A

Figure 37: Sorties connecteur A

7 RE1 7 RE2 7 RE3 7 RE4 7 RE5 7 RE6 7 RE7 7 RE8 7 RE9 7 RE10 7 RE11 7 RE12

7 KM4

7 KM1L

7 H4

7 KM1Y

7 H5

7 KM1.

7 H2

7 KM7 7 KM2

7 KM3

7 KM9D

7 KM9G

7 H8

7 KM5D

7 KM5G

7 KM6

7 KM8

7 H7

d

c

Figure 38 : Alimentation bobines contacteurs et voyants

Rédigé par TCHIEGANG MBITCHA Alain Bertrand

75

Programmation des sequences de fonctionnement et cablage entrees / sorties

7 RE13

1 4

7 RE14 7 RE15

1 4

f

e

4

Figure 39: Alimentation bobines distributeurs

Conclusion :

Au terme de ce chapitre, nous avons choisi l'automate programmable qui remplacera la partie commande de notre système. La programmation des séquences de fonctionnement a été faite avec le logiciel PL7 Pro. Par ailleurs nous avons réalisé les schémas pour l'alimentation de l'automate, ses entrées et ses sorties. Le prochain chapitre porte sur la simulation de l'automatisme

Chapitre

7