API2 _Siemens2015_2016
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Filière d’Ingénieurs/Tronc
Commun
2015/2016
2ére Partie:
A.AIT ELMAHJOUB
2
Les automates programmables industriels
SIEMENS
SIEMENS
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Qu‘est-ce qu‘un API ?
SIEMENS 3
Un API, c’est un ensemble Hardware et Software
Au niveau Hardware, il se compose de
Une alimentation
Une unité centrale ou CPU
De modules I/O digitales ou analogiques
De cartes intelligentes ou coupleurs de communication
pour dialoguer avec le monde extérieur.
Un ou plusieurs bus de communication pour le dialogue entre
la CPU et tous ces modules
Au niveau Software
Un système d’exploitation dans la CPU De la mémoire dans la CPU répartie en différentes zones, MIE, MIS,
bits internes, tempos, compteurs, données,programme
Pour créer le programme, un atelier logiciel, STEP 7
Présentation de la gamme SIMATIC
SIEMENS 4
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La gamme S7-200,S7-300,S7-400
SIEMENS 5
Alimentation
S7-400
CPU
Coupleur communication
Modules I/O
ChassisChâssis
S7-200
S7-300
6
SIMATIC S7-200
Est un micro-automate compact d’entée de gamme.
SIEMENS
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S7-200 : Présentation de la CPU
SIEMENS 7
S7-200 : Modules
SIEMENS 8
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L'automate SIMATIC S7-1200 est modulaire, compact, polyvalent et
d'un encombrement réduit pour des performances élevées.
L'interface PROFINET intégrée garantit la simplicité de
communication pour la programmation, la liaison vers les IHM et le
dialogue de CPU à CPU.
SIEMENS 9
SIMATIC S7-1200
10
SIMATIC S7-300
Le mini-automate modulaire pour applications
de puissance petite à moyenne
SIEMENS
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S7-300 : Modules
Spectre modulaire :
Les différentes catégories de modules suivantes forment,
associées à une CPU, la structure du SIMATIC S7-300 :
SIEMENS 11
SIMATIC S7 - 300
SIEMENS 12
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S7 – 300 : PRÉSENTATION DE LA CPU
13SIEMENS
Cartes de périphérie S7300 Cartes Entrées Digitales (TOR)
16 ou 32 entrées standard DC 24V
16 entrées AC/DC 24-48V
16 entrées DC 24V avec interruptions
16 entrées DC 48-120V
8 ou 16 entrées AC 120-230V
32 entrées AC 120V
Cartes Sorties Digitales (TOR)
16 ou 32 sorties DC 24V 0,5A
8 sorties DC 24V 2A
16 sorties AC/DC 24-48V 0,5A
8 sorties DC 24V 0,5A avec diagnostic
8 ou 16 sorties à relais
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Cartes de périphérie S7300
Cartes Entrées Analogiques
courants
tensions
PT100, PT1000,
Thermocouples
12 à 16 bits
1 à 4 convertisseurs
Temps de conversion jusqu’à 0,052 ms par voie
Cartes Sorties Analogiques
courants
tensions
12 à 16 bits
Temps de conversion jusqu’à 0,2 ms par voie
SIEMENS 15
16
Couvre le milieu, le haut et le très haut de
gamme
SIMATIC S7-400
SIEMENS
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S7-400 : Modules
SIEMENS 17
S7-400 : Présentation de la CPU
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S7-400 : Présentation de la CPU
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Interaction du logiciel et du matériel
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Logiciel STEP 7
Machine
devant être
commandée
Transfert du programme crééCâble PG
CPU
Atelier logiciel STEP7 Professionnal
La programmation se fait à partir de STEP7 Pro,
Cette programmation va pouvoir se faire suivant plusieurs langages
Schémas à contacts
Logigrammes
Liste d’instructions
Séquentiel (Grafcet, étape et transition)
SCL, Structured Control Langage,plus informatique, proche du C
STEP7 Professionnal contient tous ces langages, utilisables et
mixables dans un même programme.
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TRAITEMENT LINÉAIRE DE PROGRAMME
Lors de la programmation linéaire, les instructions de l’appareil de
commande sont traitées les unes après les autres, telles qu’écrites dans la
mémoire programme. Si la fin du programme (BE) est atteinte, le traitement
du programme recommence du début.
On parle de traitement cyclique.
23SIEMENS
Traitement cyclique du programme
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Mémoires image du processus
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Structure du programme
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STEP 7
LANGAGES DE PROGRAMMATION
CONT (Ladder ou Contact)
LIST Liste d ’instruction
LOG Portes logiques
Grafcet
SIEMENS
LANGAGE DE PROGRAMMATION STEP 7
La gestion des fichiers en STEP 7 s’effectue avec « SIMATIC Manager ».
En STEP 7, chaque projet est stocké dans une structure fixe prédéfinie.
Dans les répertoires ‚Station SIMATIC 300’ et ‚CPU’ on met en place la
conception matérielle. En conséquence, on voit toujours un tel projet d’un
point de vue de son matériel.
28SIEMENS
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L’INSTRUCTION DE COMMANDE
Une instruction de commande est structurée
de la manière suivante :
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Instruction de commande
Partie operationParamètres
Partie opérande
Identificateur
U E 0.0
SIEMENS
L’INSTRUCTION DE COMMANDE
Exemples d’opérations binaires:
30
FUP KOP AWL
||
()
|/| N
=
U&
>1
||
O
LOG CONT LIST
ET
NON
OU
ATTRIBUTION
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TYPES DE VARIABLES
Entrées (E)
Sorties (A)
Mémentos (Flag) (M)
Temporisations (T)
Compteurs (Z)
SIEMENS
Adressage des modules S7-300
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Adressage ETOR/STOR en configurationmultichâssis
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Adressage
Entrée E X.Y
X:Emplacement de la carte d ’entrée et Y
numéro de l ’entrée
Sortie A X’.Y’
X’:Emplacement de la carte de sortie etY’ numéro de la sortie
Bit interne M X’’.Y’’
0<= X’’ < = 255 0<= Y’’ <= 7
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Adressage
Bit variables
Input E0.0 à 127.7 (#byte.#bit)
Output A 0.0 à 127.7
Flag M 0.0 à 255.7
SIEMENS
36
Opérations combinatoires sur bits
Les opérations de combinaison sur bits
évaluent les états de signal 1 et 0 et les
combinent selon la logique booléenne.
Le résultat de ces combinaisons est égal à 1
ou 0. Il s’agit du résultat logique (RLG).
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Les opérations de base:
U ET
UN ET NON
O OU
ON OU NON
X OU exclusif
XN OU NON exclusif
Opérations combinatoires sur bits
SIEMENS
38
Opérations ouvrant une expression entre
parenthèses :
U( ET d'une expression
UN( ET NON d'une expression
O( OU d'une expression
ON( OU NON d'une expression
X( OU exclusif d'une expression
XN( OU NON exclusif d'une expression
Opérations combinatoires sur bits
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Les opérations suivantes mettent fin à une
séquence combinatoire :
= Affectation
R Mettre à 0 (Si RLG = 1)
S Mettre à 1 (Si RLG = 1)
Opérations combinatoires sur bits
SIEMENS
40
Les opérations suivantes vous permettent de
modifier le résultat logique RLG :
NOT Négation du RLG
SET Mettre RLG à 1 CLR Mettre RLG à 0
Opérations combinatoires sur bits
SIEMENS
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Exemple
SIEMENS
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Exemple
SIEMENS
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Exemple
SIEMENS
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Exemple
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Exercice
SIEMENS
Exercice
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Les automates programmables industriels :Opération numérique
SIEMENS
SIEMENS
Les formats d'adressage
Dans une application Step7 vous rencontrerez quatre formats de
variable de base :
Le bit (ou un bool)
Le byte (ou un Octet)
Le Word (ou un mot)
Le Double Word (ou le double mot)
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Formats de nombres
OCTET
EB, AB, MB
Exemple :
EB0, AB4, MB1
SIEMENS 49
Byte 0 0 0 0 11 1 1
ETAT SIGNAL
SIEMENS 50
Formats de nombres
MOT
EW, AW, MW
ADRESSE DE MOT
SIEMENS 50
0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1M O T
1 Octet 1 Octet
Etat de signal
EW0 EW2
EB0 EB1 EB2 EB3
EW1
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Formats de nombres
DOUBLE MOT Un double mot a une longueur de mot de 32 chiffres binaires.
Un double mot a donc la taille de 2 mots, de 4 octets, ou encore de 32
bits.
ED, AD, MD
SIEMENS 51
ED0
EW0 EW2
EB0 EB1 EB2 EB3
EW1
Opérations chargement et de transfert
Les opérations L (charger) et T (transférer) vous permettent de
programmer l’échange d’informations entre des modules d’entrées
ou de sorties, d’une part, et des zones de mémoire, d’autre part, ou
bien entre des zones de mémoire.
Vous disposez des opérations de chargement et de transfert
suivantes :
L Charger
T Transférer
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Opérations chargement et de transfert
L Charger
L <opérande> charge dans l'accumulateur 1 l'octet, le
mot ou le double mot indiqué une fois que l'ancien
contenu de l'accumulateur 1 a été sauvegardé dans
l'accumulateur 2
L Chargement:
ACCU1 → ACCU2,
Opérande → ACCU1
T Transférer Cette opération transfère (copie) le contenu de
l'accumulateur 1 dans l'adresse de destination
SIEMENS 53
Opérations sur les accumulateurs
TAK Permuter accumulateur 1 et
accumulateur 2
INC Incrémenter accumulateur 1
DEC Décrémenter accumulateur 1
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Opérations de comparaison
Les opérations de comparaison comparent le contenu del'accumulateur 2 à celui de l'accumulateur 1 selon les types decomparaison suivants :
== ACCU 2 = ACCU 1
<> ACCU 2 ≠ ACCU 1
> ACCU 2 > ACCU 1
< ACCU 2 < ACCU 1
>= ACCU 2 >= ACCU 1
<= ACCU 2 <= ACCU 1
Si le RLG égale 1, le résultat de comparaison est vrai.
Si le RLG égale 0, le résultat de comparaison est faux.
SIEMENS
56
Opérations de comparaison
Vous disposez des opérations de
comparaison suivantes :
? I Comparer entiers de 16 bits
? D Comparer entiers de 32 bits ? R Comparer réels de 32 bits
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Opérations de comparaison
Format
Comparer entiers de 16 bits
==I, <>I, >I, <I, >=I, <=I
Comparer entiers de 32 bits
==D, <>D, >D, <D, >=D, <=D
Comparer réels de 32 bits
==R, <>R, >R, <R, >=R, <=R
SIEMENS
Opérations arithmétique
Les opérations arithmétiques combinent le contenu des
accumulateurs 1 et 2. Le résultat est rangé dans l’accumulateur 1.
Le contenu de l’accumulateur 2 reste inchangé.
+I Additionner accumulateurs 1 et 2 (entiers de 16 bits)
-I Soustraire accumulateur 1 de accumulateur 2 (entiers de 16 bits)
/I Diviser accumulateur 2 par accumulateur 1 (entiers de 16 bits)
*I Multiplier accumulateur 1 par accumulateur 2 (entiers de 16 bits)
+D Additionner accumulateurs 1 et 2 (entiers de 32 bits)
-D Soustraire accumulateur 1 de accumulateur 2 (entiers de 32 bits)
/D Diviser accumulateur 2 par accumulateur 1 (entiers de 32 bits)
*D Multiplier accumulateur 1 par accumulateur 2 (entiers de 32 bits)
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Opérations de temporisation
Le langage de programmation STEP 7 met les opérations
de temporisation suivantes à votre disposition :
SI Temporisation sous forme d'impulsion
SV Temporisation sous forme d'impulsion prolongée
SE Temporisation sous forme de retard à la montée
SS Temporisation sous forme de retard à la montée mémorisé
SA Temporisation sous forme de retard à la retombée
SIEMENS
60
Adresse d'une temporisation en mémoire
Un mot de 16 bits est réservé pour chaque
opération de temporisation.
STEP 7 permet d’utiliser jusqu’à 256
temporisations.
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Valeur de temps
Vous pouvez charger une valeur de temps prédéfinie en utilisantl’un des deux formats suivants :
w#16#txyz
t = base de temps (c’est-à-dire l’intervalle de temps ou la résolution)
xyz = valeur de temps en format décimal codé binaire (DCB)
S5T#aH _bM _cS _dMS
H (heures), M (minutes), S (secondes) et MS (millisecondes) ;
a, b, c, d sont définies par l'utilisateur
la base de temps est choisie automatiquement.
La valeur de temps maximale que vous pouvez indiquer estégale à 9 990 secondes ou 2H_46M_30S.
SIEMENS
62
Choix de la temporisation : SETemporisation sous forme de retard à la montée
La valeur logique de cette temporisation reste à 0 pendant que la
temporisation s'écoule. Elle monte ensuite à 1 lorsque le temps est écoulé.
Cette opération démarre la temporisation indiquée si le résultat logique RLG
passe de 0 à 1. Si le RLG passe à 0 avant que cette durée n'ait expiré, la
temporisation s'arrête.
Le démarrage de la temporisation ne s'exécute que si la valeur de temps et
la base de temps figure en format DCB dans l'accumulateur 1-L pour que le
temps redémarre.
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Choix de la temporisation : SETemporisation sous forme de retard à la montée
SIEMENS
Exercice
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Opérations de comptage
Vous disposez des opérations de comptage
suivantes :
R Remettre compteur à zéro
S Initialiser compteur
ZV Incrémenter
ZR Décrémenter
SIEMENS
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R Remettre compteur à zéro
R <compteur>
charge la valeur de comptage 0 dans le
compteur en accès si le RLG égale 1.
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S Initialiser compteur
S <compteur>
charge la valeur de comptage figurant dans
l’accumulateur 1 dans le compteur concerné si le
RLG passe de 0 à 1.
La valeur de comptage dans l'accumulateur 1 doit
être un nombre DCB compris entre 0 et 999.
SIEMENS
68
ZV Incrémenter
ZV <compteur>
incrémente d'1 la valeur de comptage du compteur
en accès si le résultat logique RLG passe de 0 à 1
et si la valeur de comptage est inférieure à 999.
Si la valeur de comptage atteint sa limite supérieure
de 999, l'incrémentation s'arrête.
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ZR Décrémenter
ZR <compteur>
décrémente d'1 la valeur de comptage du
compteur en accès si le résultat logique RLG
passe de 0 à 1 et si la valeur de comptage est
supérieure à 0.
Si le compteur atteint sa limite inférieure de 0, ladécrémentation s'arrête.
SIEMENS
70
ZR Décrémenter
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Exercice
On désire incrémenter le compteur Z1 chaque
2,5 Secondes
E0.0 permet de démarrer le comptage
E0.1 permet d’arrêter le comptage
E0.2 permet de mettre le compteur Z1 à 0
Si la valeur courante du compteur (Z1) >=10
on active la sortie A4.0
SIEMENS
Exercice: Faire le programme LIST
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3
Exercice
SIEMENS 73
Les automates programmables industriels:Traitement des valeurs analogiques
SIEMENS 74
SIEMENS
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SIEMENS 75
Traitement des valeurs analogiques
Traitement des valeurs analogiques
Principe
Un processus de fabrication intègre de multiples grandeurs
physique (pression, température, vitesse, rotation valeur pH,
viscosité etc.) qui doivent être traitées dans l’automate pour pouvoir
exécuter la tache assignée.
Les capteurs de mesure réagissent à des modification de la
grandeur à déterminer par des variation de longueur, des écarts
angulaires, des changements des propriétés de conductivitéélectrique, etc.
Les transducteurs de mesure convertissent les modifications
mentionnées ci-dessus en signaux analogiques, par ex +/- 500mV,
+/- 10V , +/- 20mA, 4 à 20 mA.
ces signaux sont délivrés aux modules d’entrées analogiques.
SIEMENS 76
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CAN (convertisseur analogique/numérique) Les valeurs analogiques ne peuvent être traitées dans la CPU
que sous forme numérique. Cette opération de conversion est
assurée par le CAN dans le module d’entrée analogique.
Le résultat de la conversion est stocké dans ce qui est appelé la
mémoire du résultat et conservé dans cette mémoire jusqu’à ce
qu’il soit écrasé par une nouvelle valeur.
La valeur analogique convertie peut être lue à l’aide dechargement « L PEW… »
SIEMENS 77
Traitement des valeurs analogiques
Sortie analogique
Les valeurs analogiques calculées par le programme utilisateur
sont transférées à un module de sortie analogique via l’opération
de transfert « T PAW… » , dans lequel un CNA (convertisseur
numérique/analogique) procède à la conversion en un signal
analogique.
SIEMENS 78
Traitement des valeurs analogiques
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4
Exemple
Le niveau de remplissage d’une cuve doit être mesuré en litres. Le transducteur de mesure utilisé délivre une valeur analogique
de 10V pour un niveau de remplissage équivalant à 500 litres.
SIEMENS 79
Normalisation d’une entrée analogique
Lorsqu’un signal 10V est émis, le module analogique délivre une
valeur sous forme d’un entier de 27 648.
Cette valeur est alors convertie en une grandeur physique. Cette
opération est appelée normalisation d’une entrée analogique.
La conversion de la valeur analogique en valeur normée estréalisée par le bloc fonctionnel standard FC 105.
La fonction FC 105 est fournie avec
STEP 7 dans la bibliothèque «Standard Library » dans le
programme S7 « TI-S7 Converting Blocks».
SIEMENS 80
Normalisation d’une entrée analogique
7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016
http://slidepdf.com/reader/full/api2-siemens20152016 41/41
05/12/201
Paramètres de la FC105
Paramètres Déclaration Type dedonnées
Description
IN Entrée INT Valeur d’entrée à convertir
HI_LIM Entrée REAL Limite supérieure en unités
physiques
LO_LIM Entrée REAL Limite inférieure en unités
physiques
BIPOLAR Entrée BOOL "1" bipolaire, "0" unipolaire.
RET_VAL Sortie WORD Mot d’état
OUT Sortie REAL Résultat de la conversion
d’échelle
SIEMENS 81
Exemple Le programme utilisateur calcule une valeur dans une plage comprise entre 0 et
100.0%. Cette valeur doit etre fournie via un module de sotie analogique.
Formatage
Le bloc fonctionnel standard FC106 assure le formatage (conversion d’un nombre
réel entre 0 et 100.0% en un entier de 16 bits entre 0 et 27648)
Normalisation d’une sortie analogique