Programmation d'automates avec STEP 7.pdf

7/21/2019 Programmation d'automates avec STEP 7.pdf

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Automation and Drives-SCE

Formation T.I.A. Page 1 sur 125Edition : 2/2001

Formation

Totally Integrated Automation (T.I.A.)

Programmation d'automates avec STEP 7 -Mise en route

Programmation d'automatesavec SIMATIC S7-300 - Notions de base

Commandes de programmation de baseen CONT/LIST/LOG de STEP 7

Simulation d'automates avec S7-PLCSIM


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Page :

1. Avant-propos ........................................................................................................ 8

2. Conseils de programmation du SIMATIC S7-300 avec STEP 7....................... 10

2.1 Systme d'automatisation SIMATIC S7-300.......................................................... 102.2 Logiciel de programmation STEP 7 ....................................................................... 10

3. Installation du logiciel STEP 7 ............................................................................ 11

4. Paramtrage de l'interface de programmatiion (Adaptateur PC) .................... 12

5. Qu'est-ce qu'un automate et quoi sert-il ? ..................................................... 17

5.1 Description ............................................................................................................. 17

5.2 Comment l'automate commande-t-il le processus ? ............................................. 175.3 Comment l'automate reoit-il ses informations sur les tats du processus ?........ 185.4 Quelle est la diffrence entre les contacts ouverture et fermeture ? ............... 185.5 Comment l'automate adresse-t-il des signaux d'entre/sortie ? ............................ 195.6 Comment le programme est-il trait dans l'automate ? ......................................... 205.7 A quoi ressemblent les oprations logiques dans le programme de l'automate ?. 215.7.1 Opration ET.......................................................................................................... 215.7.2 Opration OU......................................................................................................... 235.7.3 Ngation................................................................................................................. 245.8 Comment le programme d'automatisation est-il cr ? ......................................... 25

6. Installation et mise en uvre du S7-300 ........................................................... 26

7. Exercice pratique ................................................................................................. 29

8. Cration du projet STEP 7 ................................................................................... 30

9. Ecrire le programme S7 en LOG ......................................................................... 38

10. Test du programme S7 dans la CPU .................................................................. 50

11. Bases de la programmation de l'automate avec le Simatic S7-300 ............... 5211.1 Composition et fontion de l'automate ............................................................... 5311.2 Types de signaux en automatisation ................................................................. 5311.2.1. Signaux binaires..................................................................................................... 5311.2.2 Signaux analogiques.............................................................................................. 5411.3 Systmes de numrotation ................................................................................. 5511.3.1 Systme dcimal.................................................................................................... 5511.3.2 Systme binaire ..................................................................................................... 5611.3.3 Code DCB (Code 8-4-2-1) ..................................................................................... 5611.3.4 Systme hexadcimal............................................................................................ 57


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11.3.5 Reprsentation des systmes de numrotation..................................................... 5711.3.6 Rgles de conversion ............................................................................................ 5811.4 Concepts de l'informatique ................................................................................. 60

11.4.1 Bit ................................................................................................................... 6011.4.2 Octet ................................................................................................................... 6011.4.3 Mot ................................................................................................................... 6011.4.4 Double mot............................................................................................................. 6111.4.5 Adresse de bit ........................................................................................................ 6111.4.6 Adresse d'octet ...................................................................................................... 6111.4.7 Adresse du mot...................................................................................................... 6111.4.8 Adresse de double mot .......................................................................................... 6211.5 Constitution de l'automate .................................................................................. 6211.6 Fonctionnement de l'automate programmable ................................................. 65

11.6.1 L'unit centrale (CPU)............................................................................................ 6511.6.2 Le systme de bus................................................................................................. 6611.6.3 Le module d'alimentation ....................................................................................... 6711.6.4 La mmoire du programme ................................................................................... 6711.6.5 RAM ................................................................................................................... 6711.6.6 Flash- EPROM....................................................................................................... 6711.7 Systme d'automatisation SIMATIC S7 ............................................................. 6811.7.1 SIMATIC S7-300.................................................................................................... 6811.8 Traitement du programme .................................................................................. 7311.8.1 Mmoire du programme ........................................................................................ 7311.8.2 Traitement linaire du programme......................................................................... 7311.8.3 Traitement structur du programme ...................................................................... 7411.8.4 Blocs utilisateur...................................................................................................... 7511.8.5 Blocs systme pour fonctions standard et fonctions systme ............................... 75

12. Langage de programmation de STEP7 .............................................................. 76

12.1 Gnralits ........................................................................................................... 7612.2 Conversion STEP5 STEP7 .............................................................................. 7612.3 Normes CEI 1131 pour automates programmables industriels ...................... 7712.3.1 CEI 1131-1............................................................................................................. 7812.3.2 CEI 1131-2............................................................................................................. 7812.3.3 CEI 1131-3............................................................................................................. 7812.3.4 CEI 1131-4............................................................................................................. 7812.3.5 CEI 1131-5............................................................................................................. 7812.4 Structure de fichiers ............................................................................................ 7912.5 Configuration et paramtrage ............................................................................. 8112.6 L'instruction ......................................................................................................... 8212.6.1 Partie type opration .............................................................................................. 8212.6.2 Partie oprande...................................................................................................... 8412.7 Adressage ............................................................................................................. 84


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12.7.1 Adressage symbolique........................................................................................... 8412.7.2 Adressage absolu .................................................................................................. 84

12.8 Reprsentation du programme ........................................................................... 8612.8.1 Schma contacts CONT ..................................................................................... 8612.8.2 Logigramme LOG .................................................................................................. 8612.8.3 Liste d'instructions LIST......................................................................................... 8712.9 Mmentos ............................................................................................................ 8712.9.1 Mmentos rmanents ........................................................................................... 8712.9.2 Mmentos non rmanents .................................................................................... 88

13. Bases de programmation en CONT/LOG/LIST dans STEP 7 .......................... 88

13.1 Avant-propos ........................................................................................................ 8813.2. Instructions de base ............................................................................................ 8913.2.1 Affectation .............................................................................................................. 8913.2.2 Fonction ET............................................................................................................ 9013.2.3 Fonction OU........................................................................................................... 9013.3 Fonction ET avant OU ......................................................................................... 9113.4 Fonction OU avant ET ......................................................................................... 9113.5 Test 0 de l'tat du signal .................................................................................. 9213.6 Fonction OU exclusif ........................................................................................... 9213.7 Test des sorties .................................................................................................... 93

13.8

Elments bistables R- S...................................................................................... 93

13.8.1 Mise zro prioritaire............................................................................................. 9413.8.2 Mise un prioritaire................................................................................................ 9413.9 Fronts .................................................................................................................... 9513.9.1 Front montant (FP)................................................................................................. 9513.9.2 Front descendant (FN)........................................................................................... 9613.10 Temporisations .................................................................................................... 97 13.10.1 Validation de la temporisation (FR) seulement en LIST ........................................ 9713.10.2 Dclenchement de la temporisation (SI/SV/SE/SS/SA)......................................... 9713.10.3 Prselection de la temporisation (TW)................................................................... 9813.10.4 Rinitialisation de la temporisation (R) .................................................................. 9813.10.5 Interrogation de la valeur de temporisation (L/LC)................................................. 9813.10.6 Test 0/1 de l'tat du signal de la temporisation (Q) ............................................ 9913.10.7 Temporisation sous forme d'impulsion (SI) ........................................................... 9913.10.8 Impulsion prolonge (SV) ...................................................................................... 10013.10.9 Retard la monte (SE) ........................................................................................ 10113.10.10 Retard la monte mmorise (SS) ..................................................................... 10213.10.11 Retard la retombe (SA) ..................................................................................... 10313.11 Horloges ............................................................................................................... 10413.12 Oprations de comptage ..................................................................................... 10513.12.1 Validation du compteur (FR) uniquement en LIST ................................................ 105


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13.12.2 Comptage (ZV) ...................................................................................................... 10513.12.3 Dcomptage (ZR) .................................................................................................. 105

13.12.4 Initialisation du compteur (S) ................................................................................. 10613.12.5 Prdfinitionde la valeur de comptage (ZW) ......................................................... 10613.12.6 Rinitialisation du compteur (R)............................................................................. 10613.12.7 Interrogation de la valeur de compteur (L/LC) ....................................................... 10613.12.8 Test 0/1 de l'tat du signal du compteur (Q)....................................................... 10713.13 Oprations de chargement et de transfert (L/T) uniquement en LIST ............ 10813.14 Oprations de comparaison ............................................................................... 10913.15 Gestion du programme ....................................................................................... 11013.15.1 Appel de bloc (CALL) ............................................................................................. 11013.15.2 Appel de bloc conditionnel (CC)............................................................................. 110

13.15.3 Appel de bloc inconditionnel (UC).......................................................................... 11113.15.4 Ouverture du bloc de donnes (AUF) .................................................................... 11113.15.5 Fin de bloc inconditionnelle (BEB) uniquement en LIST........................................ 11113.15.6 Fin de bloc incondiotionnelle (BEA) uniquement en LIST...................................... 11213.16 Oprations de saut .............................................................................................. 11213.16.1 Sauts inconditionnels (SPA)................................................................................... 11213.16.2 Sauts conditionnels (SPB/SPBN)........................................................................... 11213.16.3 Boucle de programme (LOOP) uniquement en LIST............................................. 11313.17 Oprations NOP ................................................................................................... 11313.17.1 Opration NOP0/NOP1) uniquement en LIST....................................................... 11313.18 Traitement du RLG ............................................................................................... 11413.18.1 Ngation du RLG (NOT) uniquement en LIST....................................................... 11413.18.2 Mise 1 du RLG (SET) uniquement en LIST ........................................................ 11413.18.3 Remise zro du RLG (CLR) uniquement en LIST .............................................. 11413.18.4 Sauvegarde (SAVE) du RLG uniquement en LIST................................................ 114

14. Simulation de l'automate avec S7-PLCSIM ....................................................... 115

14.1 Remarques sur l'utilisation de S7-PLCSIM............................................................ 117 14.2 Installation du logiciel S7-PLCSIM......................................................................... 11814.3 Cration d'un programme simple avec STEP 7..................................................... 119

14.4 Lancement et configuration de S7-PLCSIM........................................................... 123 14.5. Test du programme STEP7 avec le logiciel de simulation S7-PLCSIM ................ 125


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Les icnes suivantes vous guideront tout au long de ce cours :

Information

Installation

Programmation

Exercice pratique

Nota


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Formation T.I.A. Page 8 sur 125Edition : 2/2001 Programmation d'automates avec STEP 7 - mise en route

Avant propos Remarques Installation Interface L'automate S7-300 Exemple Projet Programme Test

1. AVANT-PROPOS

Le cours 3 fait partie de la formation 'Programmation avec STEP 7' .

Objectif :

Le lecteur apprendra dans ce cours programmer des automates l'aide de l'outil de configurationSTEP 7. Ce cours a pour but de vous donner les notions de base et explique la dmarche l'appuid'un exemple dtaill.

Installation du logiciel et paramtrage de l'interface de programmation Qu'est-ce qu'un automate et comment fonctionne-t-il ? Installation et mise en uvre d'un automate SIMATIC S7-300 Cration d'un programme-exemple Chargement et test d'un programme exemple

Configuration requise :

Nous supposerons que des connaissances sont dj acquises dans les domaines suivants : Windows 95/98/NT

Programmation avec STEP 7Notions de base2 - 3 jours Cours 1-7

Systmes de busindustriels de terrain2- 3 jours Cours 14-23

Fonctions tendues de laprogrammation avec STEP 72- 3 jours Cours 8-12

Visualisation duprocessus2- 3 jours Cours 24-26

Programmation degraphes squentiels2- 3 jours Cours 13


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Matriel et logiciel requis :

1 PC, systme d'exploitation Windows 95/98/NT avec

- Configuration minimale : 133MHz et 64Mo RAM, espace disque dur disponible 65 Mo- Configuration optimale : 500MHz et 128Mo RAM, espace disque dur disponible 65 Mo2 Logiciel STEP7 V 5.x3 Interface MPI pour PC (par exemple adaptateur PC)4 Automate SIMATIC S7-300 avec au moins un module d'entres/sorties TOR. Il faut faire sortir

les entres sur un tableau de commande.Exemple de configuration :- Bloc d'alimentation : PS 307 2A- CPU : CPU 314- Entres TOR : DI 16x DC24V- Sorties TOR : DO 16x DC24V / 0,5 A

1 PC2 STEP7

4 S7-300

3 PC Adapter


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Avant-propos 125 Installation Interface L'automate S7-300 Exemple Projet Programme Test

2. CONSEILS DE PROGRAMMATION DU SIMATIC S7-300 AVEC STEP 7

2.1 SYSTEME D'AUTOMATISATIOM SIMATIC S7-300

Le systme d'automatisation SIMATIC S7-300 est un automate modulaire compact de milieu degamme.Vous trouvez une gamme tendue de modules S7-300 pour rpondre de manire optimale votretche d'automatisation.L'automate S7 est constitu d'une alimentation, d'une CPU et d'un module d'entres ou de sorties. Aceux-ci peuvent s'ajouter des processeurs de communication et des modules de fonction qui sechargeront de fonctions spciales, telles que la commande d'un moteur par exemple.L'automate programmable contrle et commande une machine ou un processus l'aide duprogramme S7. Les modules d'entres/sorties sont adresss dans le programme S7 via lesadresses d'entre (E) et adresses de sortie (A).

L'automate est programm l'aide du logiciel STEP 7.

2.2 LOGICIEL DE PROGRAMMATION STEP 7

Le logiciel STEP 7 est l'outil de programmation des systmes d'automatisation

- SIMATIC S7-300

- SIMATIC S7-400

- WinAC.

STEP 7 offre les fonctions suivantes pour l'automatisation d'une installation :- Configuration et paramtrage du matriel

- Paramtrage de la communication

- Programmation

- Test, mise en service et maintenance

- Documentation, archivage

- Fonctions de diagnostic et d'exploitation

Vous trouvez pour toutes ces fonctions une aide en ligne dtaille.


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Avant-propos Remarques Installation Interface L'automate S7-300 Exemple Projet Programme Test

3. INSTALLATION DU LOGICIEL STEP 7

STEP 7 existe en deux variantes :

- La version de base STEP 7 permet l'utilisation d'autres logiciels optionnels tels que S7- GRAPHou S7- PLCSIM. Ce logiciel optionnel requiert une autorisation.- La version STEP 7 mini pour le nouvel utilisateur ne requiert pas d'autorisation mais ne permet

pas l'utilisation de logiciels optionnels S7- PLCSIM ou S7- GRAPH.

STEP 7 est livr sur CD-ROM avec une disquette contenant l'autorisation qui devra tre transfreau PC et permet l'utilisation de STEP 7.Cette autorisation peut tre retransfre sur la disquette pour tre utilise sur un autre PC. Pour ensavoir plus sur l'installation et le transfert des autorisations, veuillez vous rfrer au cours 2Installation de STEP 7 V5.x / Manipulation de l'autorisation.

Pour installer STEP 7, procdez comme suit :1. Insrez le CD de STEP 7 dans le lecteur de CD- ROM.2. Le programme est automatiquement lanc. Si ce n'est pas le cas, effectuez un double clic sur le

fichier setup.exe '.Le programme Setup vous guide tout au long de l'installation de STEP 7.

3. Une autorisation, c'est--dire une licence, est requise pour l'utilisation de la version de base deSTEP 7 sur votre ordinateur. Vous devez transfrer celle-ci de la disquette d'autorisation surl'ordinateur.Ceci a lieu la fin de l'installation. Le programme vous demande dans une bote de dialogue sivous souhaitez procder l'installation de l'autorisation. Si vous cliquez sur 'Oui' , vous tesensuite invit insrer la disquette d'autorisation dans le lecteur pour transfrer l'autorisation surle lecteur.


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4. PARAMETRAGE DE L'INTERFACE DE PROGRAMMATION (ADAPTATEUR PC)

Une liaison MPI est ncessaire pour programmer un SIMATIC S7-300 depuis le PC ou la PG. MPI

signifieMultiPoint Interface (interface multipoint) et est une interface de communication utilise pourla programmation, le contrle-commande avec HMI et l'change de donnes entre CPU SIMATIC S7 jusqu' 32 nuds maximum.

Chaque CPU du SIMATIC S7-300 est quipe d'une interface MPI intgre.

Il existe plusieurs possibilits pour raccorder le PC, la PG ou un portable l'interface MPI :- Processeurs de communication ISA intgrs pour la PG- Processeurs de communication ISA pour le PC (par exemple carte MPI-ISA)- Processeurs de communication PCI pour le PC (par exemple CP5611)- Processeurs de communication PCMCIA pour le portable (par exemple CP5511)

- Adaptateur pour la communication via l'interface srie du PC ou du portable (par exempleadaptateur PC)

Nous dcrivons par la suite tape par tape comment choisir et paramtrer l'adaptateur PC pour lePC.

1. Appelez le 'Paramtrage de l'interface PG/PC' . ( Dmarrer SIMATIC STEP7 Paramtrage de l'interface PG/PC)


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4. Slectionnez l'appareil voulu ( PC Apapter (PC/MPI-Cable) OK )

5. Choisissez les 'Proprits' de l' PC Apapter (MPI) ( PC Apapter (MPI) Proprits)

Cliquez sur' PC Apapter (MPI)

Cliquez sur'Proprits !


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6. Rglez le 'Port COM' et la 'Vitesse de transmission' de l'interface srie.

Nota : La vitesse de transmission doit tre galement rgle sur l'adaptateur PC ! Les adaptateursPC de l'ancienne gnration (aussi appels cbles PC/MPI) ne peuvent traiter qu'une vitesse detransmission plus lente de 19200 bit/s.

7. Slectionnez des valeurs pour les options 'Adresse', Dlai dattente ', 'Vitesse detransmission' et 'Adresse la plus leve' .

Nota : Il est recommand de laisser les valeurs par dfaut !

8. Validez les paramtres par dfaut ( OK OK ).

Vitesse de transmission !

Adresse la plusleve !

Dlai dattente

Adresse MPI duPC/PG !

Port COM

Vitesse de transmission


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9. Pour voir si le paramtrage est correct, appelez maintenant 'SIMATIC Manager' en double-

cliquant sur son icne. ( SIMATIC Manager)

10. Enfichez ensuite le connecteur provenant de l'interface MPI du PC dans l'interface MPI de la CPUet activez l'alimentation en courant de l'automate. L'interface MPI est situe derrire le couvercle dela CPU. Il s'agit d'un connecteur sub D 9 points.

11. Cliquez ensuite sur le bouton ' Partenaires accessibles' . Si tous les paramtres sontcorrects, la bote de dialogue suivante s'affiche. Vous pouvez y lire l'adresse MPI de la CPU qui est

l'adresse par dfaut (MPI = 2). ( )


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5. QU'EST-CE QU'UN AUTOMATE ET A QUOI SERT-IL ?

5.1 DESCRIPTION

L'automate programmable ou systme d'automatisation est un appareil qui commande unprocessus (par exemple une machine imprimer pour l'impression de journaux, une installation deremplissage de ciment, une presse pour le moulage de formes plastiques sous pression).Ceci est possible grce aux instructions d'un programme stock dans la mmoire de l'appareil.

5.2 COMMENT L'AUTOMATE COMMANDE-T-IL LE PROCESSUS ?

L'automate commande le processus en appliquant une tension de 24V par exemple auxactionneurs via les points de connexion de l'automate appels sorties . Ceci permet d'activer ou dedsactiver des moteurs, de faire monter ou descendre des lectrovannes ou d'allumer ou teindredes lampes.

M

M

0V

24V

Les sorties de l'automate commandent lesactionneurs par commutation de la tension !

Automate Machine

Programme avecinstructions

Mmoire

Programme chargdans la mmoire de

l'automate......

.... commande lamachine

Automate

Sorties

La lampe s'allume.

La lampe ne s'allume pas.


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5.3 COMMENT L'AUTOMATE REOIT-IL SES INFORMATIONS SUR LES ETATS DU PROCESSUS?

L'automate reoit ses informations sur le processus via les capteurs de signaux relis aux entres .

Ces capteurs de signaux peuvent par exemple tre des dtecteurs qui reconnaitront si la piced'usinage se trouve une position donne ou de simples commutateurs ou interrupteurs qui peuventtre ferms ou ouverts. Il est galement fait la distinction entre les contacts ouverture qui sontferms au repos et les contacts fermeture qui sont ouverts au repos.

5.4 QUELLE EST LA DIFFERENCE ENTRE LES CONTACTS A OUVERTURE ET A FERMETURE ?

On distingue parmi les capteurs les contacts ouverture et les contacts fermeture .

Le contact ci-dessous est un contact fermeture qui se ferme lorsqu'il est activ (au travail).

Le contact ci-dessous est un contact ouverture qui est ferm quand il est au repos.

24V

24V

0V

Les entres de l'automate acquirent lesinformations sur les tats du processus !

Automate

Entres

Contact ferm

Contact ouvert

24V

Cont.ferm. aurepos

Contactferm.ouvert

Contactferm.activ

Contactferm. ferm

Contactouv. aurepos

Contact ouv.ferm

Contactouv.activ

Contactouv.ouvert


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5.5 COMMENT L'AUTOMATE ADRESSE-T-IL DES SIGNAUX D'ENTREE/SORTIE ?

La dclaration d'une entre ou sortie donne l'intrieur d'un programme s'appelle l'adressage.

Les entres et sorties des automates sont la plupart du temps regroupes en groupes de huit entresou sorties TOR. Cette unit de huit entres ou sorties est appele un octet . Chaque groupe reoit unnumro que l'on appelle l' adresse d'octet .

Afin de permettre l'adressage d'une entre ou sortie l'intrieur d'un octet, chaque octet est divis enhuit bits . Ces derniers sont numrots de 0 7. On obtient ainsi l' adresse du bit .L'automate reprsent ici a les octets d'entre 0 et 1 ainsi que les octets de sortie 4 et 5.

Moduled'entres TOR

Octet 0

Bit 0 7Module

d'entres TOR Octet 1

Bit 0 7

Module desorties TOR

Octet 4

Bit 0 7Module de

sorties TOROctet 5

Bit 0 7

Pour adresser par exemple la cinquime entre partir du haut, il faut entrer l'adresse suivante :

E 0 . 4

E dsigne le type d'adresse entre, 0 l'adresse de l'octet et 4 l'adresse du bit.L'adresse de l'octet et l'adresse du bit sont toujours spares par un point.

Nota : L'adresse du bit de la cinquime entre est un 4 car la numrotation commence avec lezro.

Entrez l'adresse suivante pour adresser par exemple la dernire sortie :

A 5 . 7

A dsigne le type d'adresse sortie, 5 l'adresse de l'octet et 7 l'adresse de bit.L'adresse de l'octet et l'adresse du bit sont toujours spares par un point.

Nota : L'adresse du bit de la dernire sortie est un 7 car la numrotation commenceavec le 0.


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5.6 COMMENT LE PROGRAMME EST-IL TRAITE DANS L'AUTOMATE ?

Le traitement du programme dans l'automate est cyclique et se droule comme suit :

1. Aprs la mise sous tension de l'automate, le processeur qui constitue pour ainsi dire le cerveaude l'automate vrifie si chaque entre est sous tension ou non. L'tat de ces entres estenregistr dans la mmoire image des entres ( MIE). Si l'entre est sous tension, l'information 1ou "High", si l'entre n'est pas sous tension l'information 0 ou "Low".

2. Ce processeur excute le programme stock en mmoire de programme. Celui-ci est constitud'une liste d'instructions et d'oprations logiques excutes de manire squentielle.L'information d'entre requise cet effet est prleve dans la mmoire image des entres lueauparavant et les rsultats logiques sont crits dans une mmoire image des sorties ( MIS).Durant l'excution du programme le processeur accde galement aux zones de mmoire descompteurs, temporisations et mmentos.

3. Dans la dernire tape, l'tat est transmis aprs l'excution du programme utilisateur de la MISaux sorties, activant ou dsactivant celles-ci. L'excution du programme reprend au point 1.

Nota : Le temps requis par le processeur pour l'excution du programme s'appelle le temps de cycle.Ce dernier dpend entre autres du nombre et du type d'instructions.

Programme del'automate dans la

mmoire duprogramme

1re instruction2me instruction3me instruction4me instruction...

dernire instruction

1. Enregistrement desentres dans la MIE.

2. Excution duprogramme instructionaprs instruction avecaccs la MIE et MIS,ainsi qu'auxtemporisations,compteurs etmmentos.

3. Transfert de la MIS auxsorties.

MIE

Tempos

Compteur

Mmentos

MIS


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5.7 A QUOI RESSEMBLENT LES OPERATIONS LOGIQUES DANS LE PROGRAMME DE L'AUTOMATE?

Les oprations logiques servent dfinir des conditions pour l'activation d'une sortie.Elles peuvent tre cres dans le programme de l'automate dans les langages de programmationSchma des circuits ( CONT), Logigramme (LOG) ou Liste d'instructions (LIST).Nous nous limiterons en vue de simplification ici au langage LOG.Il existe de nombreuses oprations logiques pouvant tre mises en uvre dans des programmesd'automatisation.L'opration ET et l'opration OU ou bien la NEGATION d'une entre sont les oprations les plusfrquemment utilises et seront expliques ici l'appui d'un exemple.

Nota : Pour obtenir rapidement des informations sur les autres oprations logiques, consultez l'aideen ligne.

5.7.1 OPERATION ET

Exemple d'une opration ET :

La lampe doit s'allumer aprs fermeture des deux contacts fermeture.

Schma des circuits :

Explication :La lampe H1 s'allume au moment prcis o les deux contacts S1 et S2 sont ferms.

24V

M

S1 S2

H1


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Brochage de l'automate :Pour que cette logique puisse tre ralise dans le programme d'automatisation, les deux contactsdoivent tre relis aux entres de l'automate. S1 est reli ici l'entre E 0.0 et S2 l'entre E 0.1.

La lampe H1doit en outre tre relie une sortie par exemple A 4.0.

Opration ET dans LOG :

L'opration ET est reprsente dans Logigramme (LOG) par le symbole suivant :

M

24V

Automate

Entres

Contact S1

Contact S2

E 0.0

A 4.0Sorties

La lampe H1 doits'allumer si lescontacts S1 et S2sont ferms.

24V

E 0.1

A 4.0

E 0.1

E 0.0

Entres del'opration ET.Il est possibled'entrer plus de 2entres !

Sortie associe l'instructiond'affectation !

Reprsentationgraphique de l'oprationET !

Affectation dursultat del'opration logique !


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5.7.2 OPERATION OU

Exemple d'une opration OU :

La lampe doit s'allumer aprs fermeture d'un ou des deux contacts fermeture.

Schma des circuits :

Explication :La lampe s'allume au moment prcis ou un ou deux contacts sont ferms.Si le contact S1 ou S2 est ferm la lampe H1 s'allume.

Brochage de l'automate :Pour que cette logique puisse tre ralise dans le programme d'automatisation, les deux contactsdoivent tre relis aux entres de l'automate. S1 est reli ici l'entre E 0.0 et S2 l'entre E 0.1.La lampe H1 doit en outre tre relie une sortie par exemple A 4.0.

M

24V

M

S1

S2

H1

24V

Automate

Entres

Contact S1

Contact S2

E 0.0

A 4.0Sorties

La lampe H1 doits'allumer si lecontact S1 ou S2est activ.

24V

E 0.1

24V


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Opration OU dans LOG :

L'opration OU est reprsente dans Logigramme (LOG) par le symbole suivant :

5.7.3 NEGATION

Il est souvent ncessaire dans les oprations logiques d'interroger l'tat d'un contact pour savoir :- dans le cas d'un contact fermeture si celui-ci n'a pas t activ ou- dans le cas d'un contact ouverture s'il a t activ

et donc pour savoir si la tension est applique la sortie ou non.Ceci peut tre realis par la programmation d'une ngation l'entre de l'opration ET ou OU.

La ngation d'une entre de l'opration ET est reprsente dans LOG par le symbolesuivant :

La tension est applique la sortie A 4.0, si E 0.0 est dsactive et E 0.1 active.

A 4.0

E 0.1

E 0.0

Entres de l'opration OU.Il est possible d'entrer iciplus de 2 entres !

Sortie associe l'instructiond'affectation !

Symbole de l'oprationOU !

Affectation dursultat del'opration logique !

A 4.0

E 0.1

E 0.0

Entre de l'oprationET qui doit tre nie !

Symbole de langation !


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5.8 COMMENT LE PROGRAMME D'AUTOMATISATION EST-IL CREE ? COMMENT ARRIVE-T-IL DANLA MEMOIRE DE L'AUTOMATE ?

Le programme d'automatisation est cr au PC avec le logiciel STEP 7 et y est temporairementenregistr.Une fois que vous avez reli le PC l'interface MPI de l'automate, le programme peut alors trecharg l'aide de la fonction de chargement dans la mmoire de chargement de l'automate.

Nota : Cette procdure est dcrite tape par tape dans les chapitres 8 10.

PC avec STEP 7

Automate S7-300

Adaptateur PC

1. Crez leprogrammed'automatisationsur le PC avecSTEP 7.

2. Reliez le PC l'interface MPIde l'automate.

3. Chargez leprogramme du PCdans la mmoirede l'automate.


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Elments principaux de la tension d'alimentation et de la CPU :

Alimentation Carte-mmoire (option) Modules de signaux.

Signalisation d'tat

Commutateur marche / arrt

slecteur de tension

Prise secteurInterface MPI

CPU

Piles desauvegarde(option)

Commutateur de mode

Interface MPI :Chaque CPU est quipe d'une interface MPI pour la connexion de la ligne de programmation (parexemple adaptateur PC).Cette interface se trouve sous le volet de protection en bas droite de la CPU.

Commutateur de mode de fonctionnement :Chaque CPU est quipe d'un commutateur de mode permettant de changer de mode defonctionnement. Chaque position du commutateur de mode autorise certaines fonctions deprogrammation (PG). Les modes de fonctionnement suivants sont possibles :

RUN-P : Excution du programme ; toutes les fonctions

PG sont autorisesRUN : Excution du programme ; seules les fonctions

PG lecture sont autorisesSTOP : Le programme n'est pas excut ; toutes les

fonctions PG sont autorisesMRES : Position dans laquelle un effacement gnral

peut tr effectu


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Effacement gnral :Cette fonction efface toutes les donnes utilisateur sur la CPU et doit tre excute une fois avant ledbut de la programmation.

Ceci a lieu en trois tapes :

Etape Action Rsultat

1 Mettez la cl en position STOP. Le tmoin STOP s'allume

2 Mettez la cl en position MRES,maintenez-la dans cette position

jusqu' ce que le tmoin STOP

s'allume. Remettez-la en positionSTOP.

Le tmoin STOP clignote uneou deux fois et au bout de 3secondes s'allume nouveau.

3 Remettez aussitt la cl en positionMRES (pour un temps trs bref)

Le tmoin STOP clignotependant environ 3 secondes etse rallume ensuite : tout est o.k.;L'effacement gnral de la CPU a t excut.


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7. EXERCICE PRATIQUE

Nous allons dans notre premier programme STEP 7 rsoudre une tche simple.

Une presse avec cage de protection ne doit tre dclenche avec le bouton-poussoir de dmarrageS1 que si la cage de protection est ferme. Un capteur a pour fonction de surveiller si la cage deprotection se trouve bien en position ferme.Si c'est le cas, un distributeur quatre voies Y0 est activ pendant exactement 10 secondes pour lemoulage sous pression de la forme.Pour des raisons de scurit, la presse doit remonter lorsque le bouton-poussoir S1 est relch ouque le capteur cage de protection B0 ne ragit pas.

Liste d'assignation :

Adresse Mnmonique Commentaire

E 0.0 B0 Cage de protectionE 0.1 S1 Bouton-poussoir de dmarrage

A 4.0 Y0 Distributeur 4 voies pour cylindre de presse

Le distributeur 4 voiescommande le cylindre de lapresse.Le cylindre reste sorti durantle temps d'activation de lasortie Y0.

Bouton-poussoir S1 pourle dmarrage dumoulage sous pression.

Le capteur B0 reconnatsi la cage de protectionest descendue.

Cage de protectionempchant l'oprateurde se blesser.

Presse pourmoulage souspression de formes.

Presse avec cage de protectionCapteur cage de protection


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8. CREATION DU PROJET STEP 7

La gestion de fichiers a lieu dans STEP 7 dans le 'SIMATIC Manager'. A partir de ce dernier, vous

pouvez d'un clic de la souris par exemple copier des blocs de programme ou appeler d'autres outilspour en poursuivre l'dition ou le traitement. L'interface utilisateur est conforme au standardWINDOWS 95/98/NT habituel (un clic sur le bouton droit de la souris ouvre par exemple un menupour le composant slectionn).

Chaque projet est cr dans STEP 7 avec une structure prdfinie. Les programmes sont enregistrsdans les rpertoires suivants :

*1 Dsignations de la version 2.x de STEP 7

Projet :Ce rpertoire contient lematriel (par ex. les stationsSIMATIC 300) et les sous-rseaux (par ex. MPI etPROFIBUS).

Stations SIMATIC 300 :C'est ici que sont stockesles donnes de la configu-ration matrielle (Hardware/SC*1) et de la CPU.

Sources/SO* 1 :C'est ici que sont stockes lessources (par ex. les sourcesSCL) qui seront compiles enun programme excutable.

Blocs/AP-off*1 :C'est ici que sontenregistrs les blocs deprogramme ( OB, FB, FC,SFB, SFC, DB etc. ).

Mnmoniques/SY* :C'est ici que sont enregistrsles tables de mnmoniquespour l'adressage symbolique.

CPU :C'est ici que sontcrs le programmeS7 et les partenairesde liaison mis enrseau(Liaisons/CO*1).

Programmes S7:C'est ici que sont grs lesprogrammes utilisateur(Blocs/AP-off*1), les tables demnmoniques(Mnmoniques/SY*1) et lessources (Sources/SO* 1).


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Les dossiers 'Station SIMATIC 300' et 'CPU' refltent la configuration matrielle de l'automate. Cesprojets sont donc toujours spcifiques au matriel.Il est toutefois possible de crer un projet sans ces objets indpendamment d'une configurationmatrielle donne.

Il s'ensuit la structure suivante :

*1 Dsignations de la version 2.x de STEP 7

Nota : Cet exemple est cr sans configuration du matriel. Les programmes peuvent donc trechargs dans n'importe quelle configuration S7-300, S7-400 ou WinAC. Seules les adresses desentres et sorties devront le cas chant tre modifies.

Projet :Ce rpertoire contient lematriel (par ex. stationsSIMATIC 300) et les sous-rseaux (par ex. MPI etPROFIBUS).

Sources/SO* 1 :C'est ici que sont stockes lessources (par ex. les sourcesSCL) qui seront compiles enun programme excutable.

Blocs/AP-off*1 :C'est ici que sont stocksles blocs de programme (OB, FB, FC, SFB, SFC,DB etc. ).

Mnmoniques/SY*1:C'est ici que sont stockes lestables de mnmoniques pourl'adressage symbolique.

Programme S7 :C'est ici que sont grs lesprogrammes utilisateur(Blocs/AP-off*1), les tables demnmoniques(Mnmoniques/SY*1) et lessources (Sources/SO* 1).


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Les tapes suivantes sont excuter par l'utilisateur pour crer un projet dans lequel le programmepermettant de rsoudre la tche sera crit.

1. L'application centrale de STEP 7 est le 'SIMATIC Manager'. Vous l'ouvrez en double-cliquant surson icne. ( SIMATIC Manager)

2. Les programmes de STEP 7 sont grs dans des projets. Nous allons donc commencer crerun projet ( Fichier Nouveau).


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3. Nous lui donnerons le nom 'Mise en route' . ( Mise en route OK)

4. Nous allons d'abord insrer un 'Programme S7' dans le projet 'Mise en route' . ( Mise en

route Insertion Programme Programme S7).


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5. La squence du programme est crite dans STEP 7 au moyen de blocs. Le bloc d'organisationOB1 y figure par dfaut.Celui-ci constitue l'interface au systme d'exploitation de la CPU et est automatiquement appel ettrait par ce dernier.Dans ce bloc d'organisation sont ensuite appels d'autres blocs comme par exemple la fonction FC1.C'est ce qu'on appelle la programmation structure.Elle permet de dcomposer une tche en plusieurs tches partielles qui sont ainsi plus faciles rsoudre et tester dans leur fonctionnalit.

Structure du programme de l'exemple :

Bloc d'organisationOB1

Bloc appelcycliquement par lesystme d'exploitation.C'est dans celui-ciqu'est appele lafonction FC10.

CALL FC1FonctionFC1

Contient dans cetexemple le programmeproprement dit pour lacommande de lapresse. Est appel parl'OB1.


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6. Slectionnez le dossier 'Blocs' pour insrer un nouveau bloc FC1 dans le projet. ( Blocs)


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9. Les deux blocs OB1 et FC1 sont prsent insrs dans le dossier Blocs du SIMATIC Managerpour servir ultrieurement la programmation.


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9. ECRIRE LE PROGRAMME S7 EN LOG

LOG (Logigramme) est l'un des diteurs graphiques de STEP 7 dans lequel il est possible de crer le

programme S7. Dans ce langage de programmation, des botes symbolisent les diffrentes fonctionsde la tche d'automatisation. A gauche de chaque symbole se trouvent les entres, droite lessorties.

1. Le premier bloc que nous diterons est la fonction 'FC1'. Oprez pour cela un double clic surson icne dans 'SIMATIC Manager' ( FC1).


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2. Slectionnez dans l'diteur de programmes 'LIST/CONT/LOG' le langage de programmationLogigramme 'LOG' dans le menu 'Affichage' .( Affichage LOG)


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4. Nous avons besoin pour notre exemple d'une temporisation sous forme d'impulsion. Elles'appelle dans STEP 7 'S_PULSE' et figure dans le dossier 'Temporisations' .( Temporisations S_PULSE)

Nota : Une ligne d'information s'affiche lorsque vous slectionnez une opration.


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5. Pour obtenir une description plus dtaille sur l'opration, cliquez sur le symbole ' ? ' pour afficherl'aide en ligne correspondante dans laquelle chaque commande est explique l'appui d'un exemple.( ? )

Nota : La temporisation sous forme d'impulsion utilise ici 'S_PULSE' dlivre '1' la sortie 'Q' pour ladure dfinie si l'entre SET 'S' est gale '1'. La sortie 'Q' est remise '0' si le temps prdfini sous'TW' est coul ou si le niveau du signal de l'entre SET 'S' est nouveau '0'.


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6. Insrez dans le premier rseau l'opration 'PULSE' aprs l'avoir slectionne dans le catalogueen maintenant le bouton de la souris enfonc et en le relchant une fois dans le rseau.( S_PULSE).


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7. Les oprations frquemment utilises telles que la fonction ET se trouvent galement dans labarre d'outils. Pour insrer celle-ci, cliquez d'abord sur l'entre 'S' de la temporisation, puis sur l'icne

( S ).


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8. Intitulez prsent la temporisation 'T1' et entrez une valeur temporelle de 10 secondes enformat S5Time'S5t#10s' . Compltez les entres 'E 0.0' et 'E 0.1' de la fonction ET et entrez uncommentaire pour le rseau et le bloc. ( T1 S5T#10s E0.0 E0.1 commentaires).

Nota : La saisie du temps pour une temporisation doit respecter la syntaxe suivante :

S5T# 10S

Saisissez d'abord S5T# pour le format puis directement le temps voulu en secondes (ici 10Secondes). Il est galement possible d'entrer des millisecondes (MS), des minutes (M) et des heures(H). Il est galement possible de combiner ces units (par exemple S5T#3M_3S).


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9. Insrez ensuite un nouveau rseau en cliquant sur l'icne ' . ( )

10. Cliquez ensuite sur l'icne ' ' pour insrer une affectation ( )


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11. L'affectation s'applique la sortie 'A4.0' et vaut pour la dure o le signal 'T1' est gal "High.

Insrez encore ces deux oprandes avant d'enregistrer ' ' le bloc FC1 et de le charger ' ' dans

l'automate. ( A4.0 T1 )

12. Pour programmer l'appel de la fonction FC, ouvrez le bloc 'OB1' dans 'SIMATIC Manager' pardouble clic. ( SIMATIC Manager OB1)


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13. Ne modifiez pas les proprits du bloc OB1 et validez avec 'OK'.( OK)

14. Slectionnez dans l'diteur de programmes 'CONT/LOG/LIST' le langage de programmation'LOG' dans le menu 'Affichage' .( Affichage LOG)


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15. Insrez la 'FC1' qui se trouve dans le dossier 'Blocs FC' par double clic dans le rseau 1 de

l'OB1. Enregistrez ensuite le bloc OB1 ' ' et chargez-le ' ' dans l'automate. ( Blocs FC

FC1 )


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Formation T.I.A. Page 50 sur 125Edition : 03/2001 Programmation d'automates avec SIMATIC S7-300 - Notions de base

Avant-propos- Configuration de l'automate Langage de programmation STEP 7

10. TEST DU PROGRAMME S7 DANS LA CPU

1. Pour visualiser le programme du bloc FC1, slectionnez dans l'diteur de programmes

'CONT/LOG/LIST' la fentre 'FC1'. ( Fentre FC1)


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2. Un clic de la souris sur l'icne des lunettes ' ' lance la visualisation du programme de FC1.Vous pouvez alors voir le temps de la temporisation s'couler et l'tat logique des entres et sorties

changer. ( )


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11. BASES DE LA PROGRAMMATION DE L'AUTOMATE AVEC LE SIMATIC S7-300

Sont requises pour la formation 'STEP 7- Programmation - Notions de base' .

Objectif :

L'automate programmable est la pice matresse du processus d'automatisation. Il permet dersoudre moindre cot les tches d'automatisation les plus diverses.

SPS

STEUERN

RECHNEN

REGELN

BEDIENEN UND BEOBACHTENMELDEN UND PROTOKOLLIEREN

Nous vous donnerons dans ce document un aperu du systme d'automatisation S7-300 et de sonlogiciel de programmation STEP 7.

Prrequis : Aucune connaissance particulire n'est requise, les notions de base tant donnes en annexe.

STEP 7 - ProgrammationNotions de base2 - 3 jours Cours 1-7

Systmes de busindustriels de terrain2- 3 jours Cours 14-23

Fonctions tendues de laprogrammation avec STEP 72- 3 jours Cours 8-12

Visualisation duprocessus2- 3 jours Cours 24-26

Programmation degraphes squentiels2- 3 jours Cours 13

Commande

Signalisation et journalisation

Comptage

Conduite et supervision

Rgulation

API


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Avant-propos Configuration de l'automate Langage de programmation STEP 7

11.1 COMPOSITION ET FONCTION DE L'AUTOMATE

L'automate a pour fonction de commander les oprations d'une machine ou d'une installation enfonction d'une squence fonctionnelle prdfinie dpendant des signaux de capteurs.

11.2 TYPES DE SIGNAUX EN AUTOMATISATION

On distingue principalement deux types de signaux lectriques aux entres et sorties de l'automate :

11.2.1. SIGNAUX BINAIRES

Les signaux binaires peuvent prendre deux tats logiques. Les voici :

Etat logique "1" = Tension prsente = par exemple commutateur activ

Etat logique "0" = Tension absente = par exemple commutateur dsactiv

Une tension continue de 24V est souvent utilise dans l'automatisation. Un niveau de tension de +24V la borne d'entre signifie l'tat logique "1" pour cette entre. A l'oppos 0V veut dire tatlogique "0". Une affectation logique au capteur est en outre ncessaire. Il faut savoir s'il s'agit d'un"contact ouverture" ou d'un "contact fermeture". Un contact ouverture dlivre s'il a t activl'tat logique "0" que l'on dsigne encore par "0 actif" ou "active low". De manire analogue, uncontact fermeture dlivre le signal "1" s'il a t activ ou "1 actif" / "active high".En rgle gnrale, le capteur est "1 actif". Une application type de capteur "0 actif" est un interrupteurd'urgence. Un interrupteur d'urgence l'tat non activ (interrupteur enfonc) est travers par lecourant, c'est--dire qu'il dlivre le signal "1" l'entre (une rupture de fil peut ainsi tre dtecte). Si

l'activation de l'interrupteur d'urgence doit dclencher une raction prcise (par exemple la fermeturede toutes les vannes), celle-ci doit tre dclenche par l'tat logique "0".

Signaux binaires(TOR : tout ou rien)

Signaux analogiques


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Chiffres binaires:Un signal binaire ne peut donc avoir que les deux valeurs (tats logiques) "0" ou "1". Un signal binaireest encore appel chiffre binaire ou en langage technique un "bit".Plusieurs signaux binaires regroups selon un ordre donn (code) constituent le signal numrique.Tandis qu'un signal binaire ne permet que l'acquisition d'une grandeur binaire (par exemple porteouverte/porte ferme), il est possible en regroupant plusieurs chiffres binaires de constituer unnombre ou un chiffre sous forme d'information binaire.Le regroupement de n chiffres binaires permet la reprsentation de 2n diffrentes combinaisons.

Il est ainsi possible de transmettre avec 2 chiffres binaires 2x2, c'est--dire 4 diffrents contenusd'information :

0 0 Information1 (par exemple contact ouvert)0 1 Information2 (contact 1 ferm / contact 2 ouvert)1 0 Information3 (contact 1 ouvert / contact 2 ferm)

1 1 Information4 (les deux contacts sont ferms)

11.2.2 SIGNAUX ANALOGIQUES

A l'oppos du signal binaire qui ne connat que les deux tats logiques "Tension prsente +24V" et"tension absente 0V", les signaux analogiques peuvent prendre plusieurs valeurs l'intrieur d'uneplage donne. Un exemple typique de capteur analogique est le potentiomtre permettant de rgler larsistance voulue en modifiant la position du bouton tournant jusqu' la grandeur maximale.

Exemples de grandeurs analogiques en automatisation :

Temprature -50 ... +150CDbit 0 ... 200l/minVitesse 500 ... 1500 U/minEtc.

Ces grandeurs peuvent tre converties l'aide d'un transmetteur de mesure en tensions, courants oursistances lectriques. Si une vitesse doit par exemple tre acquise, il est possible de convertir laplage de vitesse de 500 ... 1500 U/min via le transducteur de mesure en une plage de tension de 0 ...+10V. Pour une vitesse mesure de 865 U/min, le transmetteur de mesure dlivrera une valeur detension de + 3,65.

365

1000 U/min

10V

10V: 1000 U/min = 0,01 V/U/min365 U/min x 0,01 V/U/min = 3,65

0 V +10V

500 865 1500 U/min


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Si les grandeurs analogiques sont traites par un automate, la valeur de tension, courant oursistance sera convertie en une information numrique. On appelle cette conversion la conversionanalogique - numrique (convertisseur A/N). Cela signifie que la valeur de tension de 3,65V parexemple sera stocke comme information ayant la forme d'une range de chiffres binaires. Plus lenombre de chiffres binaires utilis est lev, plus la rsolution est fine. Supposons que nous ayonspour la plage de tension 0 ... +10V qu'un seul bit, il serait par exemple possible de dire que la tensionmesure se trouve dans la plage de 0 .. +5V ou dans la plage de +5V ... +10V. Avec deux bits, laplage peut tre divise en quatre plages diffrentes, donc 0 ... 2,5 / 2,5 ... 5 / 5 ... 7,5 / 7,5 ... 10V. Lesconvertisseurs A/N usuels utiliss dans le domaine de l'automatisation convertissent avec 8 ou 11bits.Vous obtenez avec 8 bits 256 plages diffrentes et avec 11 bits une rsolution de 2048 plagesdiffrentes.

11 bits

10V: 2048 = 0,0048828 Il est possible de dtecter

des diffrences de tensioninfrieures 5mV0 2048

0A/0V 20mA/10V

11.3 SYSTEMES DE NUMEROTATIONCe n'est pas le systme dcimal, mais le systme binaire qui est utilis pour le traitement desadresses d'lments de la mmoire, entres, sorties, mmentos etc. par l'automate programmable.

11.3.1 SYSTEME DECIMAL

Pour comprendre le systme de numrotation binaire, nous examinerons d'abord le systme dcimal.

Nous dcomposerons pour ceci le nombre 215. Le 2 reprsente les centaines, le1 les dizaines et le 5 les units. Il faudrait donc crire 215 comme ceci : 200+10+5. Si l'on critl'expression 200+10+5, comme reprsent ci-dessous l'aide des puissances 10, on s'aperoitqu'une puissance 10 est affecte chaque chiffre du nombre dcimal.

+ +

Dezimalzahl

ZugeordneteZehnerpotenz10 10 10

10 10 10

2 1

2 1 5

5

5

200 10

***

012

2 1 0

Hunderter Zehner Einer

Une puissance de 10 est affecte chaque chiffre l'intrieur du nombre dcimal.

Centaines Dizaines Units

Affectation de la puissance 10

Nombre dcimal


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Chaque nombre dcimal est cod sparment. Le nombre 285 comprend par exemple trois chiffresdcimaux. Chaque chiffre dcimal est reprsent par une ttrade en code DCB.

2 8 50010 1000 0101

Chaque chiffre dcimal est cod sparment et remplac par une ttrade.

11.3.4 SYSTEME HEXADECIMAL

Le systme hexadcimal fait partie des systmes base. Le systme hexadcimal est un systme base 16.Une puissance de 16 est affecte chaque chiffre l'intrieur du nombre hexadcimal. Il faut doncen tout avec le zro 16 chiffres. Le systme dcimal est utilis pour les chiffres 0 9 tandis que les

lettres A, B, C, D, E et F sont utilises pour les chiffres 10 15.

Une puissance du nombre 16 est affecte chaque chiffre l'intrieur du nombre hexadcimal.

11.3.5 REPRESENTATION DES SYSTEMES DE NUMEROTATION

Dezimalzahl

0

1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516171819

DualzaHl

16 8 4 2 1

110011001100110011

0

1010101010101010101

1111000011110000

111111110000

1111

HexadezimalzaHl

0

123456789

ABCDEF0123

1111

Dcimal Binaire Hexadcimal


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Conversion Dcimal Hexadcimal

La conversion est la mme que pour la conversion Dcimal Binaire. A la diffrence prs que la

base utilise n'est plus 2 mais 16. Il ne faut donc plus diviser par 2 mais par 16.

Exemple : Le nombre dcimal 123 doit tre converti dans le nombre Hex correspondant.

Vrification :7 B

7x161 + 11x160 112 + 11 = 123

Conversion Binaire Hexadcimal

On pourrait pour convertir un nombre binaire en un nombre hexadcimal calculer d'abord la valeurdcimale du nombre binaire en additionnant les valeur. On pourrait ensuite convertir ce nombredcimal en un nombre hexadcimal l'aide de la division par 16.Mais il est galement possible de dduire directement la valeur hexadcimale d'un nombre binaire.On divise pour cela le nombre binaire en groupes de quatre en partant de la droite. Chaque groupede quatre fournit un chiffre du systme hexadcimal. Les bits manquants du groupe de gauche sontventuellement remplir par des zros.Exemple : Le nombre binaire 1111011 doit tre converti directement en un nombre hexadcimal.

1 1 1 1 0 1 1B

1 0 1 10 1 1 1

0x23 + 1x22 + 1x21 + 1x20 1x23 + 0x22 + 1x21 + 1x20

7 B H

Dans le sens d'une aiguilled'une montre remettent!


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11.4 CONCEPTS DE L'INFORMATIQUE

Nous utiliserons dans le contexte des commandes programmables souvent des mots tels que BIT,OCTET et MOT qui font partie du langage informatique.

11.4.1 BIT

Bit est l'abrviation utilise pour chiffre binaire. Le BIT est la plus petite unit d'information binaire.Elle peut prendre la valeur "1" ou "0".

0 tension absente1 tension prsente24 V

0 V

11.4.2 OCTET

L'octet (BYTE) permet de dsigner une unit de 8 chiffres binaires. La taille d'un octet est donc dehuit bits.

Signalzustand

B Y T E 0 0 0 0 11 1 1

11.4.3 MOT

Un mot est une suite de chiffres binaires formant une unit dans un contexte donn. La longueur d'unmot correspond 16 chiffres binaires.Des mots permettent de reprsenter entre autres :

0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1W O R T

1 Byte 1 Byte

Signalzustand

Un mot est donc quivalent 2 octets ou 16 bits.

OCTET

Etat du signal

Nombres binairesLettres

Instructions pourl'automate

MOT

Etat du signal

1 octet 1 octet


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11.4.4 DOUBLE MOTUn double mot correspond la longueur de 32 bits.

Un double mot est donc quivalent 2 mots, 4 octets ou 32 bits.

Il existe d'autres units telles que le kilobit ou le kilo-octet pour 2 10, donc 1024 bits ou 1024 octets etle mgabit ou le mgaoctet pour 1024 kilobits ou 1024 kilo-octets.

11.4.5 ADRESSE DE BIT

Un chiffre qu'on appelle une adresse de bit est affect chaque bit de l'octet pour l'adressage de cedernier. Le bit se trouvant le plus droite dans l'octet reoit l'adresse 0 et le bit se trouvant le plus gauche l'adresse 7.

7 6 5 4 3 2 1 0

Bitadresse

11.4.6 ADRESSE D'OCTET

Chaque octet reoit galement un numro qu'on appelle l'adresse d'octet. L'oprande est en outreidentifi, EB 2 signifiant par exemple octet d'entre 2 ou AB 4 octet de sortie 4.Les bits seront alors adresss par une adresse unique constitue de l'adresse de bit et d'octet.L'adresse de bit est spare de l'adresse d'octet par un point, l'adresse de bit se trouvant droite,l'adresse d'octet gauche du point.

E0.7 E0.6 E0.5 E0.4 E0.3 E0.2 E0.1 E0.0 B teadresse1B te

11.4.7 ADRESSE DU MOT

L'adresse du mot dcoule de la numrotation des mots.

Nota : Lors de l'utilisation de mots, par exemple mot d'entre (EW), mot de sortie (AW),mot de mmento (MW) etc., l'adresse de mot est toujours l'adresse du plus petit octet.

Nota : Il faut veiller dans l'adressage par mots ce que par exemple le mot d'entre 0 et le mot

d'entre 1 ne se chevauchent pas dans un octet. Il faut en outre veiller compter les

bits partir de la droite.

EW0 EW2

EB0 EB1 EB2 EB3

EW1

Adresse de mot

Adresse de bit

1 octet Adresse d'octet


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Par exemple le bit 0 de EW1 est E2.0. Le bit 1 sera E2.1. ... Le bit 7 sera E 2.7.

Le bit 8 sera E1.0. ... Le bit 15 sera E1.7.

Un dcalage d'octet a donc lieu entre le bit 7 et le bit 8.

11.4.8 ADRESSE DE DOUBLE MOT

L'adresse du mot dcoule de la numrotation des mots.

Nota: Lors de l'utilisation de doubles mots, par exemple ED, AD, MD etc. l'adresse

de double mot est toujours l'adresse du mot de poids faible.

11.5 CONSTITUTION DE L'AUTOMATE

Les automates programmables sont des appareils fabriqus en srie conus indpendamment d'unetche prcise. Tous les lments logiques, fonctions de mmoire, temporisations, compteurs etc.ncessaires l'automatisation sont prvus par le fabricant et sont intgrs l'automate durant lamarche par programmation. Diffrents systmes d'automatisation de fonctionnalits diffrentes sontproposs. Ils se distinguent principalement par le nombre de

entres et sorties,

emplacements de mmoire,compteurs,

temporisations,mmentos,

fonctions spciales,

la vitesse de travail,

et le type du traitement du programme.

Les plus grands systmes d'automatisation se composent selon le concept modulaire de diffrentsmodules. Il est possible grce au concept modulaire de crer partir du matriel de base dessystmes d'automatisation qui rpondent aux exigences de chaque application.Des systmes d'automatisation compacts sont votre disposition pour des tches d'automatisationplus limites. Ils constituent des units fermes et comportent un nombre d'entres et de sorties fixe.

ED0 Adresse de double motEW0 EW2

EB0 EB1 EB2 EB3EW1


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Une commande logique programmable est toujours constitue de :

SPS

Automatisierungsgert

Stellgerte bzw. Leuchtmelder Signalgeber

L'automate programmable se compose principalement de :

Zentralbaugruppe mit Prozessor

Ein- und Ausgabebaugruppen

Programmspeicher

BussystemStromversorgungsbaugruppe

Automatisierungsgert

Automate programmable

Capteurs Actionneurs ou voyants lumineux

Unit centrale avec processeur Mmoire de programme

Automate programmable

Module d'alimentation

Modules d'entres / sorties

Systme de bus


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Constitution d'une commande logique programmable :

Stromver-sorgungs-baugruppe

ZentralbaugruppeProgrammspeicher

Prozessor

Eingabe-

baugruppe

Ausgabe-

baugruppe

Signalgeber

Stromversorgung fr Signalgeber

Stromversorgung fr Stellgerte/Leuchtmelder

Stellgerte / Leuchtmelder

Alimentation de capteurs

Capteurs

Moduled'alimen-

tation

Unit centraleMmoire de programme

Processeur

Moduled'entres

Module desorties

Actionneurs / voyants lumineux

Alimentation des actionneurs / voyantslumineux


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11.6 FONCTIONNEMENT DE L'AUTOMATE PROGRAMMABLE

11.6.1 L'UNITE CENTRALE (CPU)

La tension provenant des capteurs est applique aux bornes du module d'entres. Le processeur del'unit centrale (CPU) traite le programme se trouvant dans la mmoire et interroge l'tat des entrespour savoir si la tension est prsente ou non. En fonction de l'tat des entres et du programme enmmoire, le processeur instruit le module de sorties afin qu'il applique la tension aux connecteurscorrespondants. Les actionneurs ou voyants lumineux sont activs ou dsactivs en fonction del'tat de la tension.

Unit centrale (CPU) de l'automate programmable :

000 UE 1.0

001 UE 1.1002 = A 0.0

003 OE 2.0

509 OE 3.2

510 =A 4.0

BE

Steuerwerk

Anweisungs-Register

Merker

Interne Zeiten

Interne Zhler

Prozeabbild fr digitale undanaloge Ein-und Ausgnge

+1

Peripheriebus ( Busmodul )

Eingabedigital undanlog

Ausgabedigital undanalog

Zeit-, Zhl-und Grenzwert-baugruppen

Unit dedommande

Memento

Temporisationsinternes

Compteursinternes

Mmoire imagedes entres etsorties TOR /analogiques

Registre desinstructions

EntresTORanalogiques

SortiesTOR etanalogiques

Tempos, compteurset dtecteurs deseuil


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Le compteur d'adresses interroge en srie chaque instruction de la mmoire du programme etdclenche la transmission de l'information de la mmoire du programme la mmoire desinstructions en fonction du programme. Les mmoires du processeur sont appeles des registres.L'unit de commande reoit ses instructions du registre des instructions. Tandis que l'unit decommande traite l'instruction courante, le compteur d'adresses transfre l'instruction suivante dans leregistre d'instructions. Le transfert de l'tat des entres dans la mmoire image des entres (MIE) estsuivi du rsultat logique, de la mise en uvre des temporisations, compteurs, accumulateurs et dutransfert du rsultat logique dans la mmoire image des sorties (MIS). Si lors de l'excution duprogramme utilisateur la fin du bloc (BE) est reconnue, l'tat de la mmoire image des sorties esttransfr aux sorties.Le bus de priphrie gre l'change de donnes entre l'unit centrale et la priphrie.La priphrie comporte les modules d'entres et sorties TOR, les modules d'entres et sortiesanalogiques et les modules de temporisation, de comptage ou de dtection de seuils.

11.6.2 LE SYSTEME DE BUS

Le systme de bus est un conducteur central servant la transmission des signaux. L'change designaux entre le processeur et les modules d'entres et sorties a lieu l'intrieur de l'automateprogrammable via le systme de bus process.Le bus comporte trois lignes de signaux parallles :

Adressbus

SteuerbusDatenbus

Bussystem

- Les adresses des diffrents modules sont adresses via le bus d'adresses.- Les donnes sont transfres par exemple du module d'entres aux modules de sorties via lebus de donnes.- Les signaux de commande et de contrle de la squence l'intrieur de l'automate

programmable sont transmis via le bus de commande.

Bus d'adresses

Systme de bus

Bus de donns Bus de commande


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CPU - une slection :

Les CPU requises pour la formation sont listes ci-aprs. Il existe des CPU de capacit plus grande

et de nouvelles CPU viennent sans cesse s'y ajouter.

Ceci se traduit toutefois par une plus grande capacit de calcul. Or, les petits programmes utiliss icine ncessitent pas de CPU de cette capacit pour leur excution.

CPU 312 IFM CPU 313 CPU 314 IFM CPU 314 CPU 315 CPU315-2DP

2K instructions6Ko mmoire detravail20Ko mmoire decharg.

4K instructions12Ko mmoirede travail20Ko mmoirede charg.



16K instruct.48Ko mmoirede travail80Ko mmoirede charg.

16K instruct48Ko mmoirede travail80Ko mmoirede charg.

128 octets DE/DA 128 octetsDE/DA

512 octetsDE/DA

512 octetsDE/DA

1024 octetsDE/DA

1024 octetsDE/DA

32 octets AE/AA 32 octets AE/AA 64 octets AE/AA 64 octets AE/AA 128 octets AE/AA

128 octets AE/AA

0,6 ms /1K instructions


0,3 ms /1 K instructions




1024 bits demmento

2048 bits demmento

2048 bits demmento

2048 bits demmento

2048 bits demmento

2048 bits demmento

32 compteurs 64 compteurs 64 compteurs 64 compteurs 64 compteurs 64 compteurs

64 temporisations 128temporisations

128temporisations

128temporisations

128temporisations

128temporisations

10 DE/6DAembarques, dont

4 DE pouralarmes de

processus oufonctionsintgres

compteur rapideEPROM 20Ko

intgre

20 DE/16DAembarques,

dont 4DE pouralarmes de

processus oufonctionsintgres

compteur rapide4 AI / 1AA

embarquesRsolution :11bits + signeEPROM 40Ko

intgr

ConnexionPROFIBUS DPintgre (Master

/ Slave)adressage

paramtrable


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Extension possible du S7-300

La figure montre l'extension maximale possible d'un S7-300 avec CPU314. Une configuration totalede 32 modules (les CPU 312IFM et CPU 313 ne supportent que 8 modules) et jusqu' 8 modules parchssis (range) est autorise.

Les rgles suivantes valent pour l'enfichage :Emplacement 1 : Alimentation PS (=affectation fixe) Emplacement 2 : Unit centrale CPU (=affectation fixe) Emplacement 3 : Coupleur IM (=affectation fixe) Emplacements 4-11 : Modules de signaux SM, modules de fonction FM et

Processeurs de communication CP (=pas d'affectation fixe)

Le bus est raccord en chanage entre les chssis via des coupleurs (IM 361). Le coupleur IMS estl'metteur, le coupleur IMR le rcepteur. Les coupleurs doivent tre enfichs aux emplacementsspcifis.Il faut prvoir une alimentation en courant supplmentaire par chssis d'extension.Il existe pour la configuration deux ranges des coupleurs cblage fixe, les IM 365 qui nerequirent pas d'alimentation supplmentaire et constituent une variante plus conomique.

Les longueurs de cble suivantes sont disponibles pour une configuration multiranges :

- Configuration deux ranges avec IM 365 max. 1m- Configuration plusieurs ranges avec IM 361 max. 10m

Les modules de fonction comme le FM SINUMERIC NC peuvent avoir leur propre priphrie. Lemodule FM dispose ainsi de sa propre zone d'entres/sorties laquelle il peut rapidement accder.La nouvelle priphrie est appele un segment local.Un segment local peut tre configur par chssis. Un accs cette priphrie par la CPU durant lefonctionnement n'est alors plus possible.

Local

Emplacementd'enfichage


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Elments principaux de l'alimentation en courant et de la CPU :

Alimentation Carte-mmoire (option)Modules de signaux.

Signalisation d'tat

Commutateur marche / arrt

slecteur de tension

Prise secteurInterface MPI

CPU

Piles de

sauve

Documents

Programmation d'automates avec STEP 7.pdf