Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Composant majeur des systèmes automatisés de production, l'automate programmable industriel (API) s'est vendu à des millions d'exemplaires. L'article s'efforce d'abord de définir l'API par ses caractéristiques dominantes, en premier lieu la résistance à l'environnement industriel. Les éléments constitutifs de tout API, processeur, mémoire, entrées/sorties sont passés en revue, ainsi que les fonctions de base, les langages spécifiques, et les fonctions particulières, dites fonctions métier. La communication industrielle, intégrant l'API dans un système global de traitement de l'information, et la sécurité, celle de l'API lui-même et celle qu'il peut contribuer à garantir, sont ensuite examinées. Un exemple de mise en oeuvre dans le domaine manufacturier, en association à des PC et des robots, concrétise les notions présentées et illustre l'adaptation de l'API à la fois aux techniques de pointe et à des matériels de conception plus ancienne.
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Millions of programmable logic controllers (PLCs), a major component of automated production systems, have been sold worldwide. This article starts by defining the principal characteristics of the PLC such as notably its resistance to the industrial environment. The components of any PLC, processor, memory, input/output are reviewed, as well as the basic functions, specific languages, and special functions, so-called business functions. Industrial communication, integrating the PLC into a global information processing system, and safety (of the PLC itself and the safety it can contribute to ensure) are then studied. An example of implementation in the manufacturing sector, in combination with PCs and robots, illustrates the notions and the compatibility of the PLC with innovative techniques and more traditional materials.
Auteur(s)
-
Michel BERTRAND : Docteur-ingénieur
INTRODUCTION
Source de méfiance et d'inquiétude lors de son apparition dans un monde industriel où l'électronique était rare, l'automate est devenu un produit banal ne donnant pas lieu à des annonces technico-commerciales spectaculaires. Certains aujourd'hui le voient comme une simple parcelle particulière du monde du PC, ou au mieux comme un composant transparent pour l'utilisateur. En fait, paradoxalement, vu sa grande diffusion, il s'est fait oublier, et est finalement méconnu.
Il possède pourtant des qualités propres qui le rangent dans une catégorie spécifique d'organes de commande, à côté notamment des PC, des microcontrôleurs, des systèmes numériques de contrôle-commande (SNCC), des contrôleurs d'automatismes programmables (PAC) : robustesse dans des conditions industrielles, positionnement temps réel, variété de configurations, de tailles et de présentations, facilité de programmation par des non-spécialistes, intégration aisée à des ensembles-métier dans nombre d'applications. Ses limites en mémoire et capacité de traitement peuvent être dépassées par une judicieuse association avec d'autres systèmes numériques, via des réseaux locaux industriels.
Le développement de nombreuses fonctions métier, sous forme de modules logiciels et/ou matériels, celui concomitant de nouveaux moyens de communication et d'outils logiciels appropriés facilitant sa mise en réseau, entraînant ainsi une diminution du câblage et la possibilité d'une programmation à plus haut niveau, en font un bon organe de la production automatisée flexible, prenant en compte les exigences actuelles en matière de sûreté de fonctionnement.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 2001 par Michel BERTRAND
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Automatisation et automates7. Conclusion
L' API est un bon produit s'il est bien choisi et bien employé. Ce qui peut apparaître comme une lapalissade nous a amené à attirer l'attention sur des aspects parfois jugés triviaux, tels les types d'E/S, le dimensionnement des alimentations électriques, les modes d'exécution d'un programme, les limites des divers types de communication, car ce sont des points où sont parfois commises des erreurs qui entraînent des surcoûts d'installation ou limitent fâcheusement les performances obtenues.
Le choix d'un API est lié à l'environnement. Plus ce dernier est perturbé, plus les exigences en termes de sûreté de fonctionnement sont grandes, plus l'API s'impose face à des solutions concurrentes.
Ensuite, il faut trouver un API adapté aux besoins. Il existe des API à 8 E/S, d'autres à plus de 1 000... La multiplicité des modèles, des configurations, des fonctions métier, permettent de trouver le matériel qui convient. L'offre est presque trop large, et des critères non quantifiables mais importants (habitudes de l'entreprise ou de l'intégrateur, autres matériels à associer, etc.) viennent en resserrer la palette. Transformé partiellement ou totalement en outil spécialisé, l'API retenu, grâce à ses capacités de communication, prendra place dans le réseau global d'information de l'installation.
Les frontières entre appareils sont certes difficiles à établir, et nous avons vu que l'on pouvait piloter un variateur par un API, ou employer un variateur incluant un API. L'essentiel est que la fonction demandée soit bien assurée, et, si l'on souhaite de la sûreté dans une production industrielle, on trouvera presque à coup sûr un API dans la chaîne.
Par ailleurs, comme l'ont montré les exemples présentés, la souplesse d'utilisation liée non seulement à la configuration, aux divers langages possibles, mais aussi à la pluralité des modes de communication, permettent d'adapter l'API tant à des installations existantes à rénover qu'à des procédés nouveaux. La gestion économique de l'énergie peut dans certains cas se limiter à des mises en route retardées, dans d'autres requérir le contrôle des impulsions de l'électronique de puissance, à une fréquence de plusieurs kHz. Une solution API sera possible dans les deux cas, pas bien sûr avec le même API ni les mêmes auxiliaires de calcul.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HUSSON (R.) et autres - Automatique. Du cahier des charges à la réalisation de systèmes - Dunod (2007).
-
(2) - GODOY (E.) et autres - Régulation automatique - Dunod (2007).
-
(3) - GLASER (A.) - Sécurité ou disponibilité ? Les deux ! - Mesures, n° 777 (Septembre 2005).
-
(4) - HARDOUIN (P.) - Renaissance dans l’atelier, sans incidence pour bébé - Mesures, n° 778 (Octobre 2005).
-
(5) - BERTRAND (M.) et autres - La plate-forme technologique Agile Systems Engineering : un lieu d'échanges pédagogie-recherche-transfert - 11e Colloque National AIP PRIMECA, La Plagne (22-24 avril 2009).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Supervision : outil de mesure de la production
ANNEXES
École d'ingénieurs du Canton de Vaud (consulté en mars 2010)
GEEA (consulté en février 2010)
http://www.geea.org/IMG/pdf/LES_AUTOMATES_PROGRAMMABLES_INDUSTRIELS_pour_GEEA.pdf
HU Jean-Louis, L'Automate Programmable Industriel (consulté en février 2010)
http://pagesperso-orange.fr/hu.jean-louis/ressourc/auto/pdf/api.pdf
Université catholique de Louvain, cellule de recherche Architecture et climat (consulté en avril 2010)
http://www.energieplus-lesite.be
HAUT DE PAGE
NF EN 61131 - UTE Automates programmables : éditée et diffusée par l’Union Technique de l’Électricité (reprend la CEI 1131 ; en anglais). - -
NF EN 61131-1 - (décembre 2004) - Partie 1 : informations générales – Elle spécifie les fonctions d'entrée de programme, d'essais, de supervision, des systèmes d'exploitation. - -
NF EN 61131-2 - (mai 2004) - Partie 2 : spécifications et essais des équipements...
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