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1. FORMATION D’AUTOMATISME
Automatisation Niveau1 par:
Mr ALLAME Oussama

2. INTRODUCTION
 Actuellement quasiment toutes les applications industrielles
d'automatismes sont pilotées par un ou plusieurs automate
programmable.
 un automate, peut gérer des applications "simples" (quelques
entrées/sorties) ou des application "très complexes" (des milliers
d'entrées/sorties.
 Quelques abréviations :
 API : Automate Programmable Industriel
 PLC : Programmable Logical Controler
 PC : Programmable Controler (ne pas confondre avec Personnal Computer)

3. RÔLE ET AVANTAGES
 L'API remplace les centaines de relais qui assuraient l'automatisme
dans les armoires électriques.
 Les avantages :
 Moins de place utilisée dans l'armoire (pour la logique)
 Moins de câblage interne,
 Réalisation des modifications facilitée,
 Récupération des modifications effectuées facile, il suffit de
lire le programme pour voir les modifications. Certains
logiciels permettent même de faire des comparaisons de
programmes et indiquent précisément les différences.
 Coût moindre (par rapport aux relais). Ceci est même vrai
pour des applications simples (quelques dizaines de relais).
 Réalisation simple et peu couteuses d'applications similaires il
suffit de "recopier" le programme.
 Maintenance facilité : l'API par lui même est relativement
fiable et peut aider l'homme dans sa recherche de défauts
(Voyants, bits indicateurs, messages, écrans de dialogue, …).

4. RÔLE ET AVANTAGES
 Les avantages (suite) :
 Possibilité de prévoir une maintenance à distance (Modem
téléphonique, Internet, …).
 Possibilités de communication avec l'extérieur (ordinateur,
autre API) que n'ont pas les relais.
 Evolution du métier de l'automaticien,
 Les inconvénients :
 Besoin de formation (est-ce un inconvénient ou une évolution
du métier ?),
 "Boîte noire" on ne voit pas directement ce qui se passe à
l'intérieur,
 Diversité des marques et de modèles qui entraine une
diversité des langages et des repérages des variables, malgré
l'existence d'une norme CEI 1131 (qui comme toutes les
normes laisse beaucoup de possibilités de divergences, donc
de choix différents)

5.  La conception d'un automate peut être :
 Monobloc : souvent pour les "petits modèles"
 Modulaires : Rack + cartes
 Alimentation : transforme la tension secteur (24, 48V =, 110, 230 V~)
en tension continue (4, 12, … V=) pour alimenter l'électronique des
cartes.
 Bus : Ensemble des fils permettant la circulation des informations
entre les différents constituants de l'API. (Energie, signaux,
Adressage, …)

6. Automate Monobloc

7. Automate Modulaires

8. ARCHITECTURE MATÉRIELLE D’UN AUTOMATE
PROGRAMMABLE

10. STRUCTURE D’UN S7-300
Le SIMATIC S7-300 est un système d’automatisation modulaire offrant
la gamme de modules suivants:
-Unités centrales de capacités différentes
-Modules d’alimentation PS avec 2A, 5A et 10A
-Modules d’extension IM pour configuration multirangées du S7-300
-Modules de signaux SM pour entrées et sorties TOR et analogiques
-Modules de fonction FM pour fonctions spéciales (PID, …)
-Processeurs de communication CP pour la connexion au réseau
PS CPU IM SM
DI/DO
AI/AO
FM
PID
CP
Profibus DP

12. 1) - Le microprocesseur :
Le microprocesseur réalise toutes les fonctions logiques ET, OU, les fonctions de
temporisation, de comptage, de calcul... à partir d'un programme
contenu dans sa mémoire.
Il est connecté aux autres éléments (mémoire et interface E/S) par des liaisons
parallèles appelées ' BUS '
qui véhiculent les informations sous forme binaire.
2) - La zone mémoires :
a)- La Zone mémoire va permettre :
• De recevoir les informations issues des capteurs d’entrées
• De recevoir les informations générées par le processeur et destinées à la
commande des sorties (valeur des compteurs, des temporisations, …)
• De recevoir et conserver le programme du processus.
b)-Action possible sur une mémoire :
• ECRIRE pour modifier le contenu d’un programme.
• EFFACER pour faire disparaître les informations qui ne sont plus nécessaires.
• LIRE pour en lire le contenu d’un programme sans le modifier.
S7-300 : PRÉSENTATION DE LA CPU

13. • RAM (Random Acces Memory): mémoire vive dans laquelle on peut lire, écrire et
effacer (contient le programme)
• ROM (Read Only Memory): mémoire morte accessible uniquement en lecture.
• EEPROM mémoires mortes reprogrammables effacement électrique.
Remarque :
informations binaires.
La capacité mémoire se donne en mots de 8 BITS (Binary Digits) ou octets.

14. STRUCTURE GÉNÉRALE INTERNE
Mémoire de
données
(bits, mots,
tempos,
compteurs,
…
Processeur
Alimentation
Cartes
d'entrées
Cartes
de
sorties
Mémoire de programme
Interfaces de communication
Capteurs,
Boutons,
…
Console,
PC, API, …
Bus Bus
Cartes
d'entrées
Cartes
d'entrées
Cartes
de
sorties
Cartes
de
sorties Pré-
actionneurs,
…
Secteur

15. S7-300 : PRÉSENTATION DE LA CPU
15

22. S7-400
22

23. S7-400 : MODULES
23
PS
Alimentation
CPU SM :
ETOR
SM :
STOR
SM :
EANA
SM :
SANA
CP SM FM IM
Coupleur

24. S7-400 : PRÉSENTATION DE LA CPU
24
LED de
signalisation défaut
Alimentation
pile externe
Interface
MPI/DP
Interface DP
Logement pour
carte mémoire
Sélecteur de
mode

33. Les entrées reçoivent des informations en provenance des éléments de détection
(capteurs) et du pupitre opérateur (BP).
Les sorties transmettent des informations aux pré-actionneurs (relais,
électrovannes …) et aux éléments de signalisation (voyants) du pupitre.
Les interfaces d'entrées/sorties :

35. PRINCIPE D’ADRESSAGE DES ENTRÉES SORTIES TOR
35

36. ADRESSAGESDEBASE

38. ADRESSAGES DE BASE
E0.0 …. E0.7
EB ?
E1.0 …. E1.7
EB ?

39. ADRESSAGES DE BASE
E0.0 …. E0.7
EB 0
E1.0 …. E1.7
EB 1

40. ADRESSAGES DE BASE
E10.0 …. E10.7
EB ?
E20.0 …. E20.7
EB ?

41. ADRESSAGES DE BASE
E10.0 …. E10.7
EB 10
E20.0 …. E20.7
EB 20

42. E10.0 …. E10.7
EW?
E11.0 …. E11.7
ADRESSAGES DE BASE

43. E10.0 …. E10.7
EW 10
E11.0 …. E11.7
ADRESSAGES DE BASE

44. E22.0 …. E22.7
EW ?
E23.0 …. E23.7
ADRESSAGES DE BASE

45. E22.0 …. E22.7
EW 22
E23.0 …. E23.7
ADRESSAGES DE BASE

49. VUE DE FACE DE LA CPU 312 IFM
49

50. Vers schéma automatisé

54. Principe de fonctionnement de l’API
CPU
MIE
MIS
Module
entrées
Module
sorties

55. 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

56. 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

57. FONCTIONNEMENT AUTOMATE

58. Les automates sont le souvent de type modulaire :
- une unité centrale
- des cartes E/S
- et de communication
en fonction des besoins de chaque application
UNITE CENTRALE E/S COM

59. UNITE CENTRALE E/S COM
M.I.E. et M.I.S.
mémoires images
des Entrées et des Sorties

60. UNITE CENTRALE E/S COM
Données Système
Unité Arithm. et Logique
M.I.E. et M.I.S.
Voyants
et pré-actionneurs (distributeurs, contacteurs)
Cartes
Sorties
Actionneurs (vérins, moteurs)
Cartes
Entrées
Boutons
et capteurs
Cartes
Entrées
Boutons
et capteurs

61. UNITE CENTRALE E/S COM
Données Système
Unité Arithm. et Logique
M.I.E. et M.I.S.
Cartes
Sorties
Cartes
Entrées Interfaces de
communication
- Console de programmation - Console de maintenance
- Autres automates
- Autres équipement,...

62. II. Les Entrées-Sorties physiques

63. CARTE
ENTREES
E1
E2
E3
E4
24 V=
UNITE
CENTRALE
0 V
0 V
0 V
0 V

64. CARTE
ENTREES
E1
E2
E3
E4
24 V=
UNITE
CENTRALE
24 V
0 V
24 V
0 V

65. CARTE
SORTIES
24 V=
UNITE
CENTRALE
M11
S11 : 0 V

66. CARTE
SORTIES
24 V=
UNITE
CENTRALE
M11
S11 : 24 V

67. merci