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EI3 - AUTOMATISME INDUSTRIEL

Travaux Pratiques n° 3

Pièces hautes & pièces basses

L'objectif de cette séance, est d'automatiser le fonctionnement d'un poste de tri, en utilisant un automate siemens que l'on programmera en LIST avec le logiciel STEP 7. 1. Description La maquette du poste de tri automatique comprend : � capteurs

- 2 détecteurs de pièce en début et fin de tapis : SW

- 3 capteurs de passage de pièce (1 détecteur pour les pièces hautes et 2 détecteurs pour les pièces basses) : PS

� actionneurs - 1 tapis - 2 éjecteurs de pièces - SO

� interface avec l’utilisateur - 5 boutons poussoirs (marche / stop tapis ; 2 éjecteurs ; 1 reset compteur) - 1 codeur composé de 2 roues codeuses - 1 afficheur composé de 2 afficheurs LCD 7 segments

Les capteurs et actionneurs de la maquette décrite ci-dessus, sont connectés à l’automate sur des entrées / sorties TOR de la façon décrite ci-après. Tout le câblage de l’automate a été préalablement réalisé. Compléter le tableau suivant :

Entrée mnémonique description NO ou NF COMPOUT indique si le compteur dépasse la valeur pré-sélectionnée RESET SW1 présence de pièce en début de tapis PS1 pièce présente devant le capteur PS2 pièce haute présente devant le capteur PS3 pièce présente devant le capteur SW2 présence de pièce en fin de tapis DCY Vaut 1 si le fil est branché

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Sortie mnémonique description A 16.0 COUNTER Incrémente le compteur sur un front montant de la sortie A 16.1 MOTOR Le tapis avance à vitesse très lente si la sortie est à 1 (le moteur tourne) A 16.2 HIGHSPEED Le tapis avance à vitesse lente si la sortie est à 1 et si MOTOR est à 1 A 16.3 SO1 Éjecteur 1 : éjecte la pièce si la sortie est à 1 A 16.4 SO2 Éjecteur 2 : éjecte la pièce si la sortie est à 1

2. Cahiers des charges Le constructeur indique qu'une pièce met environ 10 secondes pour passer de la cellule PS1 à l’éjecteur SO1 lorsque le tapis est en vitesse lente. Pour que l'éjection des pièces soit efficace il est indispensable de stopper le tapis et que les actionneurs soient activés durant au moins 1 seconde. Les pièces hautes devront être éjectées par SO1 (en milieu de tapis) et les pièces basses par SO2 (en fin de tapis). En mode automatique, si une pièce est présente à la fin du tapis (SW2 = 1), le tapis s'arrête puis la pièce est éjectée. Pour les pièces hautes, le trajet entre PS1 et S01 doit se faire en vitesse lente. le trajet entre PS3 et S02 doit se faire en vitesse lente. Le temps de transit de chaque pièce doit être minimal. 2.1 Premier cahier des charges : gestion du tapis et des éjecteurs On considère que les pièces (hautes ou basses) ne peuvent être introduites que s'il n'y a plus de pièce sur le tapis (la pièce précédente a été éjectée). Si une pièce est introduite avant l'éjection de la pièce précédente une erreur doit se produire. Lorsque le mode automatique est activé (DCY = 1) par défaut le tapis avance à vitesse lente. Si le mode automatique est désactivé (DCY = 0) par défaut le tapis est arrêté. En cas d’erreur le tapis s’arrête et la remise en conditions initiales (plus de pièce sur le tapis) se fera en mode manuel (DCY = 0). Écrire les grafcets puis les traduire en LIST (voir l’aide ci-après sur le logiciel STEP 7). 2.2. Second cahier des charges : pièces coincées Ce second cahier des charges complète le précédent. Un défaut est détecté lorsqu'une pièce met plus de 20 secondes pour se rendre de SW1 à PS1 ou de PS1 à SO2 (pièces coincées sur le tapis). Écrire les grafcets et les traduire en LIST. 2.3. Troisième cahier des charges : compteur Ce troisième cahier des charges complète le précédent. Compter le nombre de pièces basses éjectées depuis le début du cycle et l'afficher. Si le nombre de pièces basses éjectées depuis le début du cycle est supérieur à la valeur présélectionnée arrêter le traitement. La reprise des traitements se fera par un appui sur le bouton RESET. Écrire les grafcets et les traduire en LIST. 2.4. Quatrième cahier des charges : défaut de production Reprendre le cahier des charges précédent. Si sur 10 pièces consécutives il y a plus de 50% de pièces hautes un défaut doit se déclencher. Écrire les grafcets et les traduire en LIST.

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2.5. Cinquième cahier des charges : plusieurs pièces traitées simultanément Dans les cahiers des charges précédents, les pièces étaient traitées une par une. Afin d'augmenter la rapidité des traitements il est possible que deux pièces soient simultanément sur le tapis. Il ne peut y avoir par tronçon de tapis (SW-1 SO-1 et SO-1 SO-2) qu'une seule pièce. Écrire les grafcets et les traduire en LIST. 3. Step7 et le langage LIST 3.1. La programmation sous Step7 La programmation sous STEP se fait par blocs :

• OB1 : le bloc ''chef d'orchestre''. Ce bloc est exécuté à chaque cycle automate. • OB100 : initialisation des variables. Ce bloc est exécuté 1 seul fois au lancement de l'automate (passage du

mode ''stop'' au mode ''run''). Il n’a pas besoin d’être appelé par l’OB1. Chaque bloc ou fonction peut faire appel à des fonctions FCx.

• Les mots sont notés Mx et la valeur des bits est représentée par Mx.0 à Mx.7. • Les mots ''entrée'' sont notés Ex et la valeur des bits est représentée par Ex.0 à Ex.7. • Les mots ''sortie'' sont notés Ax et la valeur des bits est représentée par Ax.0 à Ax.7.

Conseils • Utiliser une fonction par grafcet • Utiliser une fonction pour mettre à jour les sorties. • Utiliser des variables de mots proches des numéros d'étape : étape 0 = M0.0, étape 11 = M1.1, étape 102 =

M10.2

3.2. La création d'un nouveau projet Step7 au moyen de l'assistant étape Description illustration

1 Lancer le logiel STEP 7, SIMATIC Manager (icône sur le bureau)

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• Lancer l'assistant de création de nouveau projet s'il n’apparaît pas au lancement du logiciel

• Cliquer sur suivant • Sélectionner le CPU 314 • Cliquer sur suivant • Sélectionner OB1 (cocher la case) • Sélectionner OB100 (cocher la

case) • Cliquer sur suivant • Nommer le projet • Cliquer sur créer (répertoire par

défaut : C:\Programe Files\Siemens\Step7\S7proj\)

3 Ouvrir le projet

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• Sélectionner les sources (cliquer sur blocs)

• Tester le transfert du programme sur l'automate (charger)

3.3. Quelques rappels… Tous les blocs et toutes les fonctions doivent se terminer par l'instruction BE L'appel à une fonction x se fait ainsi : CALL FC x Mise à 1 d'un bit : S M10.1 Mise à 0 d'un bit : R M10.0 ET : U non ET : UN OU : O non OU : ON 3.4. Exemple de passage d'un grafcet au LIST Il est essentiel de comprendre l’exemple simpliste suivant…

grafcet OB100 : initialisation OB1 FC1 : grafcet FC2 : sorties

S M 0.0 R M 0.1 BE

CALL FC1 CALL FC2 BE

U M 0.0 U E 3.3 R M 0.0 S M 0.1 U M 0.1 UN E 3.3 R M 0.1 S M 0.0 BE

U M 0.1 = A 1.2 BE