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Patrick TRAU, Lpro IEII

cours autom P.TRAU

Cours Mise en oeuvre automates programmables

Unistra - Faculté de Physique et Ingénierie

Licence Pro Installation d'Equipements Industriels à l'International


  1. Informations générales
  2. détails et documents du cours
  3. les TP
  4. Contrôle des connaissances

1) Informations générales

but du cours "Mise en œuvre d’automates programmables industriels" :

Comprendre le fonctionnement d’un système automatisé, pouvoir diagnostiquer d’où provient un dysfonctionnement (partie commande ou opérative, programme ou matériel, élément individuel ou dialogue entre éléments...) et éventuellement y remédier dans les cas simples.

Compétences visées :

- Être capable d’élaborer la chaîne fonctionnelle d’un automatisme, réalisée par programmation à base de logique combinatoire ou séquentielle, ou d’un Grafcet.
- Mettre en oeuvre un automate programmable industriel.

Contenus :

les concepts (partie opérative, commande, actionneurs et capteurs, combinatoire et séquentiel), résolution des problèmes combinatoires et numériques, résolution des problèmes séquentiels (Grafcet), mise en oeuvre sur automate programmable (langage à contacts, portes, Grafcet), l’automatisme dans le réseau (configuration bus, périphérie décentralisée, maître-esclave), découverte de la supervision automate.

Confinement :

Les cours ont débuté en présentiel. Puis le confinement devai être limité au mois de novembre. Nous avons obtenu des dérogations pour certains TP et examens, voici ce que nous avons prévu :

Je vous rappelle qu'il est indispensable de respecter les gestes barrière, et je vous prie de porter le masque pendant les séances, mais également avant si vous discutez avec vos collègues en étant relativement proches. Vous n'oublierez pas d'utiliser du gel hydroalcoolique en entrant dans le bâtiment.

évaluation du cours (et des profs) par les étudiants : je propose une aux étudiants de donner leur avis sur le cours, via un questionnaire sur moodle.

2) détails et documents du cours

11/9 : les bases : passage d<->b sans puis avec virgule, unité, deuxaine, 4aine... Bases 3, 8, 16, conversion en décimal , en binaire (regroupement par 3 ou 4). Le suivant (table jusqu'à 16 dans toutes les bases). L'addition, la multiplication, la division. Exo à la maison : calculer un dixième en binaire en posant 1/1010 (un sur dix). Nous n'avons pas eu le temps de détailler la soustraction (mais fait dans les divisions) ni la représentation des entiers négatifs (ce n'est pas grave).

17/9 : l'automatisme : définitions (PO/PC, E/S, capteurs, actionneurs, ToR, combinatoire, séquentiel). Exemple de la machine à café, recherche des E/S, table de vérité, tableaux de Karnaugh, équations des sorties (algèbre de Boole), schéma avec portes logiques. Attention, ce sera certainement ce que nous ferons au TP1

18/9 : les capteurs incrémentaux, le code Gray, convertisseur Gray->binaire, algèbre de Boole, théorème de Morgan

14/10 : rappels sur les tableaux de Karnaugh (ex à 5 variables). Les langages des automates Siemens : CONT, LOG, LIST pour le combinatoire. Les bascules RS, exemple de la porte de garage, mise en oeuvre  CONT, LOG, LIST.

15/10 : Grafcet : définitions, règles, divergences et convergences (d'étapes et de transitions), exo C (transfert descendeur) avec une puis 2 voies d'arrivée, discussion sur les transitions, l'initialisation. Début du système de gestion de chariots dans une mine (2 chariots).

12/11 (en visio) : exercices "poussés" sur le Grafcet. 1) puits de mine : le sujet avait été donné en cours, vous essayez sur papier et m'envoyez une photo sur trau@unistra.fr. On en discute. Pour faire simple, 2 grafcets. Comment savoir si c'est libre ? soit en regardant si l'autre grafcet n'est pas dans les phases de déchargement (Xn°) soit en utilisant un bit. Je propose deux solutions plus avancées (voir sous mon sujet) : mettre une étape (ici 3) qui est active si c'est libre. Quand on en a besoin, une convergence en ET fait deux choses : vérifier qu'elle soit active ET la désactiver (ne pas oublier de la réactiver dès qu'on a libéré le poste). J'ai aussi donné une autre solution (3 Grafcets) où la synchronisation entre les grafcets (Xn°) est poussée pour une sécurité maximale. 2) retour sur le poste de transfert : on veut deux parties (haute et basse) indépendantes sauf au moment de la dépose de la pièce sur le plateau. Solution avec un Grafcet (avec une convergence en ET pour être sûr que les 2 parties sont bien prêtes), solution en 2 Grafcets (mais avec synchronisation bien sécurisée).

Vous m'avez demandé d'autres exemples, en voici (mais sans correction). Et il y en a plein d'autres sur le net.

9/11 TP 1 (voir plus bas) : Tout ou rien : combinatoire puis séquentiel, langages CONT, LOG et LIST

13/11 : CC1 (sujet et correction plus bas)

30/11 : (encore en visio) correction CC1 (mis sur moodle, plus bas). Puis exercice (sujet 1 du lien "exos Grafcet" juste au dessous) sur le transfert d'un panier via (ou pas) un bac de trempage. En TP, nous nous inspirerons de cet exemple, mais avec plus de bacs et plus de chariots. J'ai également mis la correction sur moodle.

3/12 : exercice 3 perçage en 3 postes simultanés. Nathan nous a proposé une solution en 3 Grafcets. C'est une très bonne solution si on travaille bien la synchronisation (Xi). Et permettrait de ne pas faire nécessairement les 3 en même temps (à l'initialisation et le vidage de la machine en particulier). Ma proposition de solution pour le fonctionnement normal, il faudrait prévoir un Grafcet d'initialisation et de clôture.
Puis je vous ai présenté la programmation d'un Grafcet sur Step7 (voir le chapitre Graph de mon document Step7)

4/12 : TP2 : programmation de Grafcets, en particulier synchronisation (STEPi.X)

11/12 : TP3 : automates en réseau (Maître-Esclave), supervision WinCC

9/1 : Contrôle 2 (écorçage de grummes)

Documents du cours

[lien] doc automates Siemens (V5) (celle que vous n'avez pas le droit de sortir de la salle de TP) (pdf).

[lien] mémo WinCC (V3.1) (pdf)

[lien] doc micro 1 (à priori inutile en 20/21, si on peut tout faire en présentiel)

[lien] logiciel simulation Micro1 (inutile en 20/21)

[lien] exercices Grafcet (dont celui fait en cours le 30/11) (pdf)

[lien] correction question 1 des exos Grafcet (traité en cours le 30/11)

3) Les TP

Les TP ont lieu au Hall de Technologie de la fac P&I, au pôle API. Pour y accéder : Tram A arrêt campus Illkirch. Du tram, partez vers la gauche si vous êtes venus depuis le centre-ville, jusqu'au rond point que vous traversez. Puis coupez vers le parking à l'arrière de TPS, le hall (batiment J) est au bout du parking (voir plan ci-dessous). La première entrée est plutôt dédiée à la fac de maths, l'autre extrémité étant pour nous. Si vous venez en voiture, le parking est accessible depuis la rue Laurent Fries.

les sujets

4) Contrôle des connaissances

Vous aurez 3 notes, toutes 3 d'égale importance

[lien] sujet CC1 nov 2020

[lien] correction CC1 nov 2020

[lien] sujet CC2 janv 2021

remarques CC2 :

Je pensais avoir insisté longuement en cours et TP : quand on décompose un problème, chaque partie s'occupe de ses capteurs et actionneurs. Quand une autre partie veut connaître où en est le processus, elle doit le faire via un état (Xi en Grafcet, bit dans d'autres langages...) On ne dit pas "le capteur z est appuyé" mais "dans une autre partie, le vérin a poussé la pièce jusqu'en z". Donc quand je vous dis de démarrer un Grafcet par un capteur, mais de vérifier que c'est bien une grume et pas un copeau qui vole, il FAUT vérifier si l'étape qui pousse la grume est active ! Et bien sûr, l'écorceuse est libre si elle est dans certaines étapes !

autre erreur faite par beaucoup d'entre vous : dire C1 d'un côté et C1.C2 de l'autre fait que si C1 et C2 on fait les deux ! il faut dire "C1 et pas C2" (je ne sais pas faire une barre sur moodle)


Patrick TRAU, avril 2021