api2 _siemens2015_2016

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016

http://slidepdf.com/reader/full/api2-siemens20152016 1/41

05/12/201

Filière d’Ingénieurs/Tronc

Commun

2015/2016

2ére Partie:

A.AIT ELMAHJOUB

2

Les automates programmables industriels

SIEMENS

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

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

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

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

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

S7-200 : Présentation de la CPU

SIEMENS 7

S7-200 : Modules

SIEMENS 8

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

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

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

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

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

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

SIEMENS 14

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

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

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

S7-400 : Modules

SIEMENS 17


SIEMENS 18

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1


SIEMENS 19

SIEMENS 20

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1

Interaction du logiciel et du matériel

SIEMENS 21

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.

SIEMENS 22

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1

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

SIEMENS 24

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1

Mémoires image du processus

SIEMENS 25

Structure du programme

SIEMENS 26

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1

27

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

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1

L’INSTRUCTION DE COMMANDE

Une instruction de commande est structurée

de la manière suivante :

29

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

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1

31

TYPES DE VARIABLES

Entrées (E)

Sorties (A)

Mémentos (Flag) (M)

Temporisations (T)

Compteurs (Z)

SIEMENS

Adressage des modules S7-300

SIEMENS 32

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1

Adressage ETOR/STOR en configurationmultichâssis

SIEMENS 33

34

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

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1

35

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).

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

1

37

Les opérations de base:

U ET

UN ET NON

O OU

ON OU NON

X OU exclusif

XN OU NON exclusif


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


SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

39

Les opérations suivantes mettent fin à une

séquence combinatoire :

= Affectation

R Mettre à 0 (Si RLG = 1)

S Mettre à 1 (Si RLG = 1)


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


SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

41

Exemple

SIEMENS

42

Exemple

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

43

Exemple

SIEMENS

44

Exemple

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

45

Exercice

SIEMENS

Exercice

SIEMENS 46

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

47

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)

SIEMENS 48

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

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

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

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

SIEMENS 52

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

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

SIEMENS 54

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

55

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


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

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

2

57


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)

SIEMENS 58

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

59

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.

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

61

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.

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

63

Choix de la temporisation : SETemporisation sous forme de retard à la montée

SIEMENS

Exercice

SIEMENS 64

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

65

Opérations de comptage

Vous disposez des opérations de comptage

suivantes :

R Remettre compteur à zéro

S Initialiser compteur

ZV Incrémenter

ZR Décrémenter

SIEMENS

66

R Remettre compteur à zéro

R <compteur>

charge la valeur de comptage 0 dans le

compteur en accès si le RLG égale 1.

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

67

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.

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

69

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

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

71

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

SIEMENS 72

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

Exercice

SIEMENS 73

Les automates programmables industriels:Traitement des valeurs analogiques

SIEMENS 74

SIEMENS

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

SIEMENS 75

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

7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

3

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


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


7/26/2019 API2 _Siemens2015_2016


05/12/201

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


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

api2 _siemens2015_2016

Documents