Qu'est-ce qu'un automate programmable

Manette (de l'anglais Control) — contrôle. Le contrôleur dans les systèmes automatisés est un outil technique qui remplit les fonctions de contrôle des processus physiques conformément à l'algorithme défini, en utilisant les informations reçues des capteurs et affichées sur les terminaux. Tout appareil pouvant fonctionner automatiquement comprend un contrôleur de contrôle - un module qui définit la logique de fonctionnement de l'appareil.

Contrôleurs logiques programmables (PLC) — les moyens techniques utilisés pour automatiser les processus technologiques. C'est un appareil électronique spécialisé fonctionnant en temps réel.

Un API peut être programmé numériquement et donc très facilement adapté aux exigences d'un processus particulier. Avec les exigences croissantes des machines et des processus de production modernes, les solutions d'automatisation PLC font désormais partie intégrante de la production industrielle quotidienne.

Le principal mode de fonctionnement d'un automate est son utilisation autonome à long terme, souvent dans des conditions environnementales défavorables, sans maintenance majeure et sans intervention humaine.Les API sont généralement utilisés pour contrôler des processus séquentiels, en utilisant des entrées et des sorties pour déterminer l'état d'un objet et émettre des actions de contrôle.

Les contrôleurs logiques programmables sont idéaux pour le contrôle individuel de diverses applications, machines, systèmes et processus ou la gestion numérique de l'alimentation.

Un contrôleur logique programmable est un dispositif à microprocesseur conçu pour collecter, convertir, traiter, stocker des informations et générer des commandes de contrôle, ayant un nombre fini d'entrées et de sorties, de capteurs, de commutateurs, d'actionneurs connectés à eux à l'objet de contrôle, et conçu pour fonctionner dans mode temps réel.

Un API typique se compose des parties suivantes :

• Par exemple, des boutons, des barrières lumineuses ou des capteurs de température sont connectés à l'unité de commande via les entrées. Grâce à ces composants, le système PLC peut surveiller l'état actuel de la machine.
• Les sorties sont connectées à un appareil tel que des moteurs électriques, des vannes hydrauliques que l'automate utilise pour contrôler une machine particulière.
• Programme utilisateur - Logiciel PLC, permet la commutation des sorties en fonction de l'activation des entrées.
• L'interface de communication est utilisée pour connecter l'automate à d'autres systèmes.
• Un automate comprend également sa propre alimentation, son CPU et son bus interne.

Les systèmes de contrôle à contact relais actuellement utilisés se caractérisent par une faible fiabilité, la présence de contacts ouverts, etc. L'utilisation de contrôleurs logiques programmables (PLC) pour l'automatisation des systèmes de contrôle locaux est la plus efficace.

Au fil du temps, les automates ne cessent d'évoluer et de s'adapter aux besoins spécifiques de l'environnement industriel.Les fonctions API présentent de nombreux avantages : en raison de leur flexibilité, elles peuvent être utilisées dans une grande variété d'industries. Les paramètres peuvent être modifiés à tout moment sans interférer avec le fonctionnement de l'équipement lui-même.

Seuls des dispositifs programmables individuellement pour le contrôle, la surveillance et la régulation des performances des machines de production peuvent répondre aux exigences élevées de l'industrie moderne.

Un API peut généralement être installé directement sur la machine de production. Cela économise l'espace nécessaire. En plus de pouvoir contrôler à distance un automate, l'un de ses principaux avantages est sa capacité de communication.

Les automates sont programmés conformément à la norme IEC-61131-3. Les automates programmables sont programmés à l'aide de complexes spécialisés, l'un des plus populaires étant CoDeSys. Il comprend les langages suivants : graphique (diagramme à barres, diagramme de blocs fonctionnels, diagramme fonctionnel séquentiel, diagramme fonctionnel continu), texte (liste d'instructions, texte structuré).

Le premier contrôleur logique programmable au monde est apparu au milieu du XXe siècle. Le Modicon 084 était une armoire avec un ensemble de relais et de contacts interconnectés, sa mémoire n'était que de 4 kilo-octets. Le terme PLC a été inventé par Allen-Bradley en 1971. Avec Richard Morley, il est le «père de PLC».

Le premier de ces systèmes est attribué à deux techniciens, Richard E. Morley et Odo J. Agresseur. Alors que Morley a présenté son système Modicon 084 comme un "ordinateur à semi-conducteur semi-conducteur" en 1969, Odo J. Struger a aidé à développer des API pour Allen-Bradley, basé au Wisconsin. Les deux ingénieurs sont considérés comme les créateurs du premier contrôleur logique programmable (PLC).Au fil du temps, les exigences imposées aux environnements de production dans le monde entier ont augmenté. Ainsi l'automate évolua et fut mis en service dans de nombreuses versions.

— Ingénieur électricien Yakov Kuznetsov

La structure de l'automate programmable :

Algorithme de travail PLC :

Le principal mode de fonctionnement d'un automate est son utilisation autonome à long terme, souvent dans des conditions environnementales défavorables, sans maintenance majeure et pratiquement sans intervention humaine.

Les automates ont un certain nombre de caractéristiques qui les distinguent des autres appareils électroniques utilisés en génie mécanique :

• Contrairement à un microcontrôleur (ordinateur à puce unique) - un microcircuit conçu pour contrôler les appareils électroniques - les automates programmables sont généralement utilisés dans les processus de production industrielle automatisés dans le contexte d'une usine de fabrication ;

• contrairement aux ordinateurs, les automates se concentrent sur le travail avec les unités de la machine grâce à une entrée sophistiquée de signaux sensoriels et à la sortie de signaux vers des actionneurs, axés sur la prise de décision et le contrôle de l'opérateur ;

• Contrairement aux systèmes embarqués, les automates sont fabriqués comme des produits indépendants, distincts des équipements qu'ils contrôlent.

• la présence d'un nombre accru d'opérations logiques et la possibilité de définir des minuteries et des compteurs.

• Tous les langages de programmation PLC ont un accès facile à la manipulation de bits dans les mots machine, contrairement à la plupart des langages de programmation de haut niveau sur les ordinateurs modernes.

Il existe des automates avec différents niveaux de complexité, en fonction de la complexité des tâches d'automatisation à résoudre.

Les opérations de base d'un API correspondent au contrôle combiné des circuits logiques d'unités spécifiques - mécaniques, électriques, hydrauliques, pneumatiques et électroniques.

Dans le processus de contrôle, les contrôleurs génèrent des signaux de sortie (marche - arrêt) pour contrôler les actionneurs (moteurs électriques, vannes, solénoïdes et vannes) en fonction des résultats du traitement des signaux reçus des capteurs ou des dispositifs de niveau supérieur.

Les contrôleurs programmables modernes effectuent également d'autres opérations, telles que la combinaison des fonctions d'un compteur et d'un temporisateur d'intervalle, et la gestion des retards de signal.

Les contrôleurs logiques programmables de niveau intermédiaire et de haut niveau ont généralement du matériel et des logiciels de contrôle de mouvement intégrés, en particulier des modules de compteur à grande vitesse, des modules de positionnement, etc., qui permettent une mise en œuvre relativement facile des fonctions de contrôle de mouvement et fournissent un positionnement de haute précision.

Structurellement, les automates sont adaptés pour fonctionner dans des conditions industrielles typiques, en tenant compte des atmosphères polluées, des niveaux de signal, de la résistance thermique et à l'humidité, du manque de fiabilité des alimentations électriques, ainsi que des chocs mécaniques et des vibrations. À cette fin, la partie matérielle est enfermée dans un boîtier robuste qui minimise l'impact négatif d'un certain nombre de facteurs de production.

La principale différence entre les circuits de contrôle PLC et relais réside dans les algorithmes mis en œuvre à l'aide de programmes. Un seul contrôleur peut implémenter des circuits équivalents à des milliers d'éléments logiques durs. De plus, la fiabilité du circuit ne dépend pas de sa complexité.

Les contrôleurs logiques programmables fonctionnent traditionnellement au bas des systèmes de contrôle d'usine automatisés (ACS), des systèmes directement liés aux technologies de fabrication.

Les automates programmables sont généralement la première étape des systèmes de contrôle des bâtiments. En effet, la nécessité d'automatiser une machine ou une installation est toujours la plus évidente. Il donne un effet économique rapide, améliore la qualité de la production, évite les travaux physiquement exigeants et routiniers. Les automates par définition sont construits pour ce travail.

Le principal avantage de l'automate est qu'un petit mécanisme peut remplacer un grand nombre de relais électromécaniques, ainsi qu'un temps de balayage rapide, des systèmes d'E / S compacts, des outils de programmation standardisés et des interfaces spéciales permettant de connecter directement des dispositifs d'automatisation non standard à le contrôleur ou combiner différents équipements en un seul système de contrôle.

Comment choisir le bon automate

Le choix d'un automate programmable est une tâche importante et difficile lors de la création de systèmes de contrôle automatique des paramètres technologiques dans toute entreprise industrielle.

Lors de son choix, il est nécessaire de prendre en compte et d'évaluer un grand nombre de facteurs. En combinant les exigences technologiques d'un objet spécifique pour le contrôle automatique avec une analyse comparative des contrôleurs logiques programmables modernes, vous pouvez prendre la bonne décision.

Classement API :

Lors de l'achat d'un API, la première étape consiste à examiner attentivement le type qui convient le mieux à l'objectif.

Les automates classiques sont des modules qui peuvent généralement être programmés à l'aide d'un ordinateur. Après cela, l'ordinateur n'est plus nécessaire pour faire fonctionner l'automate lui-même.En principe, une distinction doit être faite entre les automates modulaires, compacts et à fentes.

Les automates compacts sont généralement moins chers et prennent moins de place. Après cela, il est principalement utilisé pour les petits processus d'automatisation.

En plus des applications basées sur la plate-forme PC, il existe également des automates compacts qui peuvent être programmés à partir d'un panneau de commande sans PC.

Les automates programmables modulaires offrent la possibilité d'assembler de manière flexible l'unité de contrôle à partir de modules individuels afin que des tâches automatisées plus complexes puissent être programmées.

Certains modules peuvent être implémentés dans le système sous forme de cartes enfichables dans un emplacement libre sur la carte mère.

Il est également nécessaire de distinguer les automates dans la manière dont ils effectuent leur travail. En plus des modèles qui contrôlent les entrées dans un cycle prédéterminé et des automates qui traitent les sorties à différentes étapes, des modèles d'automates pilotés par événement sont également disponibles.

Avant d'acheter un automate, vous devez porter une attention particulière au nombre d'entrées et de sorties.De plus, il est nécessaire de considérer d'autres paramètres qui n'ont pas été pris en compte lors de la planification initiale. Considérez également si vous avez besoin d'un automate avec un écran intégré et un écran tactile. Dans certains cas, la lecture des valeurs et la gestion du système via l'infrastructure informatique existante peuvent suffire.

Qu'est-ce que l'IHM

HMI (Human Machine Interface) - une interface de communication homme-machine. Ces interfaces intuitives et conviviales sont utilisées pour permettre aux utilisateurs de faire fonctionner et d'exploiter des machines sans connaissance approfondie de la programmation d'automates. Un type d'appareils IHM sont les systèmes SCADA : Systèmes d'acquisition de données et de contrôle opérationnel (systèmes SCADA)