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LP AII – parcours « Automatismes Supervisés »

TP d'automatismes : Prise en Main de CoDeSys**

durée : 3h

Prise en Main de CoDeSysPrise en Main de CoDeSys→ Configuration matérielle et organisation du projet→ langages de programmation CEI (ST, LD, FBD et SFC) et CFC→ Synchronisation de Grafcets et de sous-programmes

1. 1. PPREMIERREMIER P PROJETROJET..Nous allons dans cette partie créer un premier programme, traduisant un grafcet simple pouvant être testé sur la platine qui comporte différentes Led's, boutons poussoirs, interrupteurs et potentiomètres :

Le fonctionnement suivant sera êtreimplanté, en suivant le tutoriel présentédans les pages qui suivent :

IUT de Toulon Département GEII LP AII - S1

S1 S2 S3 S4 S5

I1

I2

H1

H2

H3

H4

P1 P2

Bornier

Vers A.P.I

1

S1 + I1

2

3

_S2 . I2

T / X3 / 3,5s

H1

H2 H3

LP AII, Automatismes - TP de prise en main du logiciel CoDeSys - S2

1.1. Configuration du projet.

✔ Création du Projet.

– Double-cliquez sur l'icôle « CoDeSys v2.3, puis sur « fichier » → « nouveau », et sélectionnez la cible matérielle (API ) de votre poste** (750-849 ou 750-841_(...FW12) ) :L'assistant vous propose de créer le module correspondant au programme principal nommé « PLC_PRG ».

– Laissez ce nom par défaut, ainsi que la case « programme » cochée, puis choisissez le langage de programmation CFC.

IUT de Toulon département GEII 2/16

Langage CFC (« Continous Functional Chart » → Logigramme) pour le programme principal.


✔ Définition des modules d'E/S.– Dans la partie en bas à gauche de l'écran, sélectionnez l'onglet « ressources » :

– Puis cliquez sur « configuration de l'automate » :

– Développez le menu « Hardware configuration », et cliquez droit sur « K-bus » → « Ajouter sous-élément » :

– Vous devez maintenant ajouter les différentes cartes d'E/S présentent sur votre rack-automate, respectant les références inscrites sur les cartes (cf représentation du rack en page 2) et leur ordre d'apparition sur le rack. (la dernière borne 750-600 est une borne de fin de terminaison et n'est pas à configurer)



– Validez la configuration → « OK ».

✔ Définition des variables d'E/S (Attribution de mnémoniques aux adresses).– Développez le champ « K-Bus » (bus de fond de panier de l'API) comme suit (page 5), afin de faire apparaître

les adresses des différentes entrées et sorties des cartes configurées.

La convention utilisée, définie par la norme CEI 61-313-3, est la suivante :

➔ Entrées T.O.R → %IX m.n (flèche jaune vers la gauche)

➔ Sorties T.O.R → %QX m.n (flèche rouge vers la droite)

➔ Entrées Analogiques → %IWx (flèche verte vers la gauche)

➔ Sorties Analogiques → %QWx (flèche bleue vers la droite)



Afin de permettre une utilisation simple dans le programme, chacune de ces entrées et sorties peut être renommée en cliquant devant le préfixe « AT », et en tapant le nom souhaité.

– Renommez les entrées et sorties afin que leurs noms coïncident avec les noms des interrupteurs (I1, I2), boutons-poussoirs (S1 à S5) et voyants (H1 à H4) de la platine de test.

➔ Attention à l'ordre des entrées et sorties → Exemple, borne 750-430 :


- Ordre de numérotation sur une borne d'entrée -


✔ Définition du répertoire de Compilation.Afin de ne pas être bloqué par les restrictions d'écriture du compte Windows « LP AII», effectuez l'opération suivante :

– Menu « Projet » → « Options » → « Répertoires ». Modifiez le chemin d'accès pour les fichiers de compilation en remplaçant le chemin défini par votre répertoire «TP1 » situé sur le bureau ou sur votre clé USB.

✔ Ajout de la bibliothèque CEI.Avant de débuter la programmation, il faut ajouter au projet la bibliothèque permettant de gérer la norme CEI pour le langage SFC.

– Pour cela, allez dans l'onglet « ressources » et sélectionnez « gestionnaire de bibliothèques ». Cliquez-droit pour ajouter une « autre bibliothèque » :

– Ajoutez la bibliothèque « Iecsfc » qui se trouve dans le répertoire « C:\Program Files\WAGO Software\CoDeSys V2.3\Library ».



1.2. Création du programme en langage SFC.

– Cliquez-droit sur « Modules », choisissez « insérez objet », et créez un nouveau programme SFC :

– Veillez à cochez la case « utiliser les pas CEI » :

Un programme SFC est composé d'étapes, de transitions, de réceptivités et d'actions. Nous allons détailler les principaux choix offerts par CoDeSys pour programmer ces différents éléments :

✔ Étapes & transitions

→ AJOUTER ÉTAPES, TRANSITIONS, BRANCHES ET / OU ←

→ SUPPRIMER DES ÉTAPES ←

Pour supprimer des éléments du grafcet, il faut veiller à respecter l'alternance étapes/transitions, donc il faut sélectionner, (en maintenant la touche « CTRL » ou « Shift » enfoncée ) une étape ET sa transition.


Insérer « Etape + transition » devant l'étape sélectionnée

Insérer « Etape + transition » derrière l'étape sélectionnée

Créer une branche alternative : divergence OU

Convergence OU

Créer une branche parallèle : divergence ET

Convergence ET

Insérer un saut vers une étape

Insérer « saut + transition » vers une étape


✔ ActionsPar défaut, une action de type « N », c'est à dire une action continue, est associée à chaque étape, si la case « activer les pas CEI » est activée.

→ AJOUTER OU SUPPRIMER DES ACTIONS ←

– Pour ajouter une action supplémentaire, faire un clic-droit sur l'étape correspondante et « Relier Action »;– Pour ajouter une action supplémentaire, faire un clic-droit sur l'étape correspondante et « Effacer

Action »;

→ ATTRIBUTS D'ACTIONS ←

Attribut Paramètre Description

N Aucun Action Non mémorisée : L'action est activée lorsque l'étape associée est active, et se désactive automatiquement à la sortie de l'étape.

S, R Aucun Action Mémorisée : l'attribut « S » (Set) permet de mémoriser l'activation de l'action, celle-ci restera active jusqu'à ce que l'attribut « R » (Reset) soit rencontré dans le grafcet sur la même action.

L Durée d'activation :

t#.....

Action limitée dans le temps : L'action est activée à l'entrée dans l'étape, puis désactivée automatiquement au bout du temps, spécifié (ou à la sortie de l'étape).

D Temps de retard :

t#.....

Action Retardée : L'action est activée avec le retard spécifié après l'entrée dans l'étape.

✔ Réceptivités

→ ÉQUATION LOGIQUE ←

Placez vous sur la transition à programmer et tapez l'équation logique à tester en utilisant les opérateurs booléens AND, OR et NOT.

→ CONSTANTES ←

Les états logiques '0' (faux) et '1' (vrai) sont définies par les valeurs 'FALSE' et 'TRUE' en langage ST.

→ COMPARAISON ←

Placez vous sur la transition à programmer et tapez la comparaison en utilisant les sympoles <, >, <=, >= ou <>.

Exemple : CPT > 10 → valide la réceptivité si la variable « CPT », de type INT est supérieure à 10

→ TEMPORISATION ←

Pour temporiser une étape, on utilise une comparaison (cf ci-dessus) sur une variable de type « TIME ». Cette variable sera le temps d'activité de l'étape à temporiser.

Exemple : Etape_5.t > t#1mn3s500ms → valide la réceptivité lorsque l'on est resté 1 minute, 3 secondes et 500 ms dans l'étape nommée « Etape_5 ».



→ FRONTS D'UNE VARIABLE ←

Pour tester le changement d'état d'une variable, il faut faire apppel à un langage de programmation autre que le SFC pour la transition concernée. On utilisera par exemple le langage LD ou bien le FBD.

Pour ce faire, double-cliquez sur la transition et choisissez LD ou FBD, puis : programmez la transition dans le langage choisi. Les blocs fonctionnels « R_TRIG » et « F_TRIG » permettent de tester les fronts montant (R : Rising) et descendant (F : Falling) sur une variable.

Exemple : Validation de la transition de « Etape_ »2 vers « Etape_3 » sur front montant de S1 :


Choix de la fonction R_TRIG (front montant)

Tout bloc fonction utilisé par le programme doit être déclaré :

Choix du langage LD pour la réceptivité

En nommant le bloc F_TRIG et en vliquant sur OK, la ligne de déclaration suivante apparaît automatiquement dans le programme SFC...


1.3. Premier Grafcet.

Nous allons maintenant compléter le module SFC créé précédemment afin de répondre au fonctionnement décrit en page 1 du sujet :

– Placez-vous au niveau de la première transition et « insérez étape + transition », Répétez l'opération pour obtenir un grafcet linéaire à 3 étapes.

– Vous pouvez renommer les étapes avec les noms suivants : « Etape_1 », « Etape_2 » et « Etape_3 »

– Le diagramme SFC final correspondant au grafcet exemple est donc :

Il ne reste alors plus qu'à appeler le grafcet dans le programme principal.

– Pour cela, insérez un module dans le programme PLC_PRG. Par défaut, une fonction AND est placée. Tapez le nom de votre programme SFC à la place de « AND » :


NOT (I1)

Etape_3.t > t#3s500ms


1.4. Test & Implantation du Programme.

✔ Mode Simulation.– Dans le menu « En Ligne », cochez « Simulation ».

– Dans le même menu, chargez le programme dans le simulateur en cliquant sur « Accéder au système ».

– Lancez le programme en cliquant sur « Démarrer ».

– Si des erreurs apparaissent à la compilation, corrigez-les, puis accédez de nouveau au système.

Le projet est maintenant prêt à être testé :

Sur la fenêtre du programme SFC, vous visualisez les étapes actives (en bleu)Dans l'onglet « ressources », « configuration de l'automate » vous pouvez forcer les entrées en cliquant dessus et observer l'état des sorties :

– Pour quiter la simulation → « En ligne » → « quitter le système ».



✔ Paramètres de communication.Note : Les paramètres de communication sont en principe mémorisés par CoDeSys, cette opération est donc normalement faite une fois pour toutes pour chaque poste.

– Pour configurer la liaison avec l'automate : → « En ligne » → « Paramètres de communication ».– Pour créer une nouveau canal de communication : « nouveau », puis nommez le canal (par exemple

« Ethernet » :

– Modifiez le paramètre « Adresse IP » par l'adresse IP de l'automate (192.168.0.'n° poste + 10') :

✔ Chargement dans l'API et test sur la platine.– Décochez l'option simulation dans le menu « En ligne »;– « Accéder au système » dans le même menu, le programme est alors chargé dans l'automate défini par

l'adresse IP entrée dans les paramètres de communication;– « Démarrer » le programme.



2. 2. BBÉTONNIÈREÉTONNIÈRE AUTOMATISÉEAUTOMATISÉE..Deux sous-ensembles identiques composés d'un moteur, d'un réducteur et d'une vis d'Archimède permettent d'alimenter la bétonnière en sable et en ciment.

Une électrovanne commande l'arrivée d'eau. Un vérin permet le basculement de la bétonnière.Le dosage simultané des trois produits est réalisé en réglant les durées d'alimentation des actionneurs M1, M2 et EV : 20,5s pour le sable

9,7 secondes pour le ciment15 secondes pour l’eau

Désignation Variable Correspondance sur la platine de test

Départ Cycle DCY Bouton poussoir S1

Moteur d'entrainement pour l'alimentation en sable M1 Voyant H1

Moteur d'entrainement pour l'alimentation en ciment M2 Voyant H2

Électrovanne pour l'alimentation en eau EV Voyant H3

Rotation de la bétonnière ROT Voyant H4

Basculement pour le versement du mélange VER X (visualisation de l'état de la sortie sur la led de la carte)

Retour de la bétonnière en position horizontale RET X (visualisation de l'état de la sortie sur la led de la carte)

Fin de course haut fch Interrupteur I1

Fin de course bas fcb Interrupteur I2

Q1) Établir sur papier le grafcet décrivant le fonctionnement ci-dessus, en utilisant une structure en ET à trois branches parallèles.

Q2) Créez un projet « betonnière » correctement configuré, et attribuez les noms de variable ci-dessus aux E/S, de façon à ce que la correspondance avec les éléments de la platine soient respectés.

Q3) Créez un programme SFC « Grafcet » traduisant le grafcet établi à la question 1.Q4) Appelez ce programme dans PL_PRG , puis chargez votre programme dans l'API et testez son

fonctionnement. Q5) Modifiez votre programme SFC en utilisant des actions limitées dans le temps de façon à ce que votre

grafcet ne comporte plus qu'une seule branche.


BétonnièreCollecteur

cuvesable

cuveciment

vis d'archimèdemoteur

M1moteurM2

électrovanne EV

représentéed'eau non


3. 3. SSYNCHRONISATIONYNCHRONISATION DEDE G GRAFCETSRAFCETS..

PRÉSENTATION :

Nous allons dans ce chapitre présenter une méthode de programmation permettant de répondre au besoin des grafcets synchronisés.

Les grafcets synchronisés sont des graphes dont l'exécution est concurrente, et qui sont liés par des variables étapes qui les synchronisent :

Nous allons illustrer cette partie en traitant l'exemple simple suivant :

Q6) Créez un nouveau projet correctement configuré (ou sauvegardez le projet précédent sous un nom différent), et attribuez les noms des éléments de la platine de test aux variable d'E/S.

Q7) Créez deux programmes SFC « G1 » et « G2 » correspondant aux deux grafcets ci-dessus.

Chacun de ces programmes doit posséder une entrée et une sortie booléennes : Le grafcet G1 doit lire X12 (entrée) et fournir à G2 X2 (sortie).

Réciproquement, G2 doit lire X12 (entrée) et fournir à G1 la valeur X2 (sortie).


X12

1

2

3

S1

S2

H1

H2

10

11

12

X2

I1

I2

H3

H4

G1 : G2 :


– Il faut donc effectuer les déclarations correspondantes dans la zone de déclaration de variables :

Q8) Prendre en compte la variable X2 sur la 1° transition :

Q9) Activer la variable X12 à l'étape 12 :

Q31) Procédez de façon similaire pour le grafcet G2.

APPEL DES GRAFCETS SYNCHRONISÉS

Lorsque l'on place G1 et G2 sur le logigramme PLC_PRG, les entrées et sorties des blocs G1 et G2 apparaissent, il suffit de les relier correctement :



4. 4. EENTRÉESNTRÉES ANALOGIQUESANALOGIQUES ETET LANGAGELANGAGE ST. ST.

– Déclarez P1 et P2 au niveau de vos cartes d'entrées sorties, sur les deux voies correspondantes de la carte d'entrées analogiques.

– Accédez au système, et observez la plage de variation des valeurs obtenues sur les variables P1 et P2 lorsque vous tournez les potentiomètres. En déduire la correspondance entre la valeur délivrée par la carte et la tension mesurée.

– Créez un nouveau programme « comp_ana » en langage ST.

– En vous aidant si besoin de l'aide du logiciel, programmez en langage ST (instructions IF ... THEN ... ELSE ) le fonctionnement suivant :

– Si P1 est supérieur à P2, alors H3 est allumé, sinon il est éteint.

– Si l'entrée P2 mesure une tension supérieure à 3V, alors H2 est allumé, sinon il est éteint.

– Si l'entrée P1 mesure une tension supérieure à 7,5V, alors H1 est allumé, sinon il est éteint.

5. 5. FFONCTIONONCTION DEDE C COMPTAGEOMPTAGE ETET DEDE TEMPORISATIONTEMPORISATION..

– Créez un nouveau programme « cpt_temp» en langage ST.

– En vous aidant si besoin de l'aide du logiciel, programmez dans le programme principal langage CFC un bloc compteur CTUD afin d'obtenir le fonctionnement suivant :

– Comptage des appuis sur S1

– Décomptage des appuis sur S2

– Remise à zéro du compteur avec S3

– Préchargement à la valeur 10 lors de l'appui sur S4

– Allumage de H1 si cpt > 5

– Modifiez le programme précédent un ajoutrant un bloc TON de façon à ce que la remise à zéro ne soit effective que si l'appui sur S3 est maintentu au moins 3S.


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