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Formation
Programmation d'automates avec STEP 7 Mise en route

Programmation d'automates
Avec SIMATIC S7-300 - Notions de base
Commandes de programmation de base
en CONT de STEP 7

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Programmation d'automates avec STEP 7 - mise en route

Table des Matières
TABLE DES MATIERES _______________ ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.
1. AVANT-PROPOS ____________________________________________ 4
2. CONSEILS DE PROGRAMMATION DU SIMATIC S7-300 AVEC STEP 7 _ 5
2.1. SYSTEME D'AUTOMATISATIOM SIMATIC S7-300 ______________ 5
2.2. LOGICIEL DE PROGRAMMATION STEP 7 _____________________ 5
3. INSTALLATION DU LOGICIEL STEP 7 ___________________________ 6
4. PARAMETRAGE DE L'INTERFACE DE PROGRAMMATION __________ 7
5. QU'EST-CE QU'UN AUTOMATE ET A QUOI SERT-IL ? ______________ 11
5.1. DESCRIPTION __________________________________________ 11
5.2. COMMENT L'AUTOMATE COMMANDE-T-IL LE PROCESSUS ? __ 11
5.3. COMMENT L'AUTOMATE REÇOIT-IL SES INFORMATIONS ? ____ 12
5.4. QUELLE EST LA DIFFERENCE ENTRE LES CONTACTS NO ET NF ? 12
5.5. COMMENT L'AUTOMATE ADRESSE-T-IL DES SIGNAUX D'ENTREE/SORTIE ? 13
5.6. COMMENT LE PROGRAMME EST-IL TRAITE DANS L'AUTOMATE ? 14
5.7. A QUOI RESSEMBLENT LES OPERATIONS LOGIQUES DANS LE PROG DE L'API ?

15

6. INSTALLATION ET MISE EN ŒUVRE DU S7-300 __________________ 15
7. CONFIGURATION MATERIEL DANS STEP 7 _____________________ 17
7.1. CREATION D'UN PROJET A L'AIDE DE L'ASSISTANT __________ 17
7.2. CREATION MANUELLE D'UN PROJET _______________________ 20
8. ECRIRE LE PROGRAMME S7 EN CONT ________________________ 26
8.1. OPERATION ET ______________ ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.8
8.2. OPERATION OU ________________________________________ 33

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Programmation d'automates avec STEP 7 - mise en route

8.3. OPERATION NON ______________________________________ 35
8.4. TEMP ON-DEALY _______________________________________ 35
8.5. TEMP OFF-DEALY ______________________________________ 36
8.6. MEMONTO DE CADANCE ________________________________ 37
9. PROGRAMMATION SYMBOLIQUE _____________________________ 38
10 . MEMONTOS ______________________________________________ 41
11. ELEMENTS BISTABLES R - S ________________________________ 42
GRAFCET________________________________________________________ 44
I - INTRODUCTION ____________________________________________ 44
II – DEFINITION _______________________________________________ 46
III – EXEMPLE ________________________________________________ 47
IV – REGLES D’EVOLUTION _____________________________________ 47
V – CONFIGURATIONS COURANTES _____________________________ 48
VI – EXERCICE _______________________________________________ 50
VII – TP _____________________________________________________ 52

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Programmation d'automates avec STEP 7 - mise en route

1.

AVANT-PROPOS
Objectif :
Le lecteur apprendra dans ce cours à programmer des automates à l'aide de l'outil de configuration
STEP 7. Ce cours a pour but de vous donner les notions de base et explique la démarche à l'appui
d'un exemple détaillé.






Installation du logiciel et paramétrage de l'interface de programmation
Qu'est-ce qu'un automate et comment fonctionne-t-il ?
Installation et mise en œuvre d'un automate SIMATIC S7-300
Création d'un programme exemple
Chargement et test d'un programme exemple

Configuration requise :
Nous supposerons que des connaissances sont déjà acquises dans les domaines suivants :

Windows 95/98/XP/NT
Matériel et logiciel requis :
1
2
3
4

PC, système d'exploitation Windows 95/98/NT avec
Configuration minimale : 133MHz et 64Mo RAM, espace disque dur disponible 65 Mo
Configuration optimale : 500MHz et 128Mo RAM, espace disque dur disponible 65 Mo
Logiciel STEP7 V 5.x
Interface MPI pour PC (par exemple adaptateur PC)
Automate SIMATIC S7-300 avec au moins un module d'entrées/sorties TOR. Il faut faire sortir
les entrées sur un tableau de commande.
Exemple de configuration :
- Bloc d'alimentation : PS 307 2A
- CPU : CPU 314
- Entrées TOR : DI 16x DC24V
- Sorties TOR: DO 16x DC24V / 0,5 A

1 PC

2 STEP7

3 PC Adapter

4 S7-300

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Programmation d'automates avec STEP 7 - mise en route

2.

CONSEILS DE PROGRAMMATION DU SIMATIC S7-300 AVEC STEP 7

2.1

SYSTEME D'AUTOMATISATIOM SIMATIC S7-300
Le système d'automatisation SIMATIC S7-300 est un automate modulaire compact de milieu de
gamme.
Vous trouvez une gamme étendue de modules S7-300 pour répondre de manière optimale à votre
tâche d'automatisation.
L'automate S7 est constitué d'une alimentation, d'une CPU et d'un module d'entrées ou de sorties. A
ceux-ci peuvent s'ajouter des processeurs de communication et des modules de fonction qui se
chargeront de fonctions spéciales, telles que la commande d'un moteur par exemple.
L'automate programmable contrôle et commande une machine ou un processus à l'aide du
programme S7. Les modules d'entrées/sorties sont adressés dans le programme S7 via les
adresses d'entrée (E) et adresses de sortie (A).
L'automate est programmé à l'aide du logiciel STEP 7.

2.2

LOGICIEL DE PROGRAMMATION STEP 7
Le logiciel STEP 7 est l'outil de programmation des systèmes d'automatisation
-

SIMATIC S7-300

-

SIMATIC S7-400

-

WinAC.

STEP 7 offre les fonctions suivantes pour l'automatisation d'une installation :
-

Configuration et paramétrage du matériel

-

Paramétrage de la communication

-

Programmation

-

Test, mise en service et maintenance

-

Documentation, archivage

-

Fonctions de diagnostic et d'exploitation

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3.

Automation and Drives-SCE

INSTALLATION DU LOGICIEL STEP 7
STEP 7 existe en deux variantes :
- La version de base STEP 7 permet l'utilisation d'autres logiciels optionnels tels que S7GRAPH ou S7- PLCSIM. Ce logiciel optionnel requiert une autorisation.
- La version STEP 7 mini pour le nouvel utilisateur ne requiert pas d'autorisation mais ne permet
pas l'utilisation de logiciels optionnels S7- PLCSIM ou S7- GRAPH.
STEP 7 est livré sur CD-ROM avec une disquette contenant l'autorisation qui devra être transférée
au PC et permet l'utilisation de STEP 7.
Cette autorisation peut être re-transférée sur la disquette pour être utilisée sur un autre PC.
Pour installer STEP 7, procédez comme suit :
1.
Insérez le CD de STEP 7 dans le lecteur de CD- ROM.
2. Le programme est automatiquement lancé. Si ce n'est pas le cas, effectuez un double clic sur
le fichier → setup.exe'.
Le programme Setup vous guide tout au long de l'installation de STEP 7.
3. Une autorisation, c'est-à-dire une licence, est requise pour l'utilisation de la version de base de
STEP 7 sur votre ordinateur. Vous devez transférer celle-ci de la disquette d'autorisation sur
l'ordinateur.
Ceci a lieu à la fin de l'installation. Le programme vous demande dans une boîte de dialogue si
vous souhaitez procéder à l'installation de l'autorisation.
- Si vous cliquez sur « Oui » vous êtes ensuite invité à insérer la disquette d'autorisation dans le
lecteur pour transférer l'autorisation sur le lecteur.
- Si vous cliquez sue « Non » vous pourrez transférer la licence a laide de logiciel Authorsw ou
Licences manager ça dépend de la version de logiciel step7 installer

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4.

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PARAMETRAGE DE L'INTERFACE DE PROGRAMMATION (ADAPTATEUR PC)
Une liaison MPI est nécessaire pour programmer un SIMATIC S7-300 depuis le PC ou la PG. MPI
signifie Multi Point Interface (interface multipoint) et est une interface de communication utilisée pour
la programmation, le contrôle-commande avec HMI et l'échange de données entre CPU SIMATIC S7
jusqu'à 32 nœuds maximum.
Chaque CPU du SIMATIC S7-300 est équipée d'une interface MPI intégrée.
Il existe plusieurs possibilités pour raccorder le PC, la PG ou un portable à l'interface MPI :
- Processeurs de communication ISA intégrés pour la PG
- Processeurs de communication ISA pour le PC (par exemple carte MPI-ISA)
- Processeurs de communication PCI pour le PC (par exemple CP5611)
- Processeurs de communication PCMCIA pour le portable (par exemple CP5511)
- Adaptateur pour la communication via l'interface série du PC ou du portable (par exemple
adaptateur PC)
Nous décrivons par la suite étape par étape comment choisir et paramétrer l'adaptateur PC pour le
PC.

1.
Appelez le 'Paramétrage de l'interface PG/PC'. ( → Démarrer → SIMATIC → STEP7 → Paramétrage
de l'interface PG/PC)
2. Cliquez ensuite sur le bouton 'Sélectionner ' pour installer l'interface MPI proposée. ( → Sélectionner )

Cliquez sur 'Sélectionner’

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Automation and Drives-SCE

3.
Sélectionnez la carte voulue, par exemple 'PC Apapter (PC/MPI-Cable)', et choisissez
'Installer' ('PC Apapter (PC/MPI-Cable)→Installer).

Cliquez sur 'PC
Apapter (PC/MPICable)’ !

Cliquez sur 'Installer’

4.

Sélectionnez l'appareil voulu (→PC Apapter (PC/MPI-Cable) → OK )

5.

Choisissez les 'Propriétés' de l' PC Apapter (MPI)’ ( → PC Apapter (MPI) → Propriétés)

Cliquez sur
'Propriétés’ !
Cliquez sur' PC
Apapter (MPI)’

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6.

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Réglez le 'Port COM' et la 'Vitesse de transmission' de l'interface série.

Port COM

Vitesse de transmission

Nota : La vitesse de transmission doit être également réglée sur l'adaptateur PC ! Les adaptateurs
PC de l'ancienne génération (aussi appelés câbles PC/MPI) ne peuvent traiter qu'une vitesse de
transmission plus lente de 19200 bit/s.
7.

Sélectionnez des valeurs pour les options 'Adresse', Délai d’attente ', 'Vitesse de
transmission' et 'Adresse la plus élevée'.

Adresse MPI du
PC/PG !

Délai d’attente

Vitesse de transmission !
Adresse la plus
élevée !

Nota : Il est recommandé de laisser les valeurs par défaut !
8.

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Validez les paramètres par défaut ( → OK → OK ).

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9. Pour voir si le paramétrage est correct, appelez maintenant 'SIMATIC Manager' en double-cliquant sur
son icône. ( → SIMATIC Manager)

10. Enfichez ensuite le connecteur provenant de l'interface MPI du PC dans l'interface MPI de la
CPU et activez l'alimentation en courant de l'automate. L'interface MPI est située derrière le
couvercle de la CPU. Il s'agit d'un connecteur sub D à 9 points.

– Partenaires accessibles'. Si tous les paramètres sont
11. Cliquez ensuite sur le bouton '
corrects, la boîte de dialogue suivante s'affiche. Vous pouvez y lire l'adresse MPI de la CPU qui est
l'adresse par défaut (MPI = 2). ( →

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)

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5.
5.1

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QU'EST-CE QU'UN AUTOMATE ET A QUOI SERT-IL ?
DESCRIPTION
L'automate programmable ou système d'automatisation est un appareil qui commande un
processus (par exemple une machine à imprimer pour l'impression de journaux, une installation de
remplissage de ciment, une presse pour le moulage de formes plastiques sous pression).
Ceci est possible grâce aux instructions d'un programme stocké dans la mémoire de l'appareil.
Programme chargé
dans la mémoire de
l'automate......

.... commande la
machine

Mémoire

Programme avec
instructions
Automate

5.2

Machine

COMMENT L'AUTOMATE COMMANDE-T-IL LE PROCESSUS ?
L'automate commande le processus en appliquant une tension de 24V par exemple aux
actionneurs via les points de connexion de l'automate appelés sorties. Ceci permet d'activer ou de
désactiver des moteurs, de faire monter ou descendre des électrovannes ou d'allumer ou éteindre
des lampes.

M
La lampe s'allume.
24V
Les sorties de l'automate commandent les
actionneurs par commutation de la tension !

Sorties
0V
Automate

La lampe ne s'allume pas.

M

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5.3

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COMMENT L'AUTOMATE REÇOIT-IL SES INFORMATIONS SUR LES ETATS DU
PROCESSUS?
L'automate reçoit ses informations sur le processus via les capteurs de signaux reliés aux entrées.
Ces capteurs de signaux peuvent par exemple être des détecteurs qui reconnaîtront si la pièce
d'usinage se trouve à une position donnée ou de simples commutateurs ou interrupteurs qui
peuvent être fermés ou ouverts. Il est également fait la distinction entre les contacts à ouverture
qui sont fermés au repos et les contacts à fermeture qui sont ouverts au repos.
24V
Contact fermé
24V
Les entrées de l'automate acquièrent les
informations sur les états du processus !

Entrées
0V
Automate

Contact ouvert
24V

5.4

QUELLE EST LA DIFFERENCE ENTRE LES CONTACTS A OUVERTURE ET A FERMETURE ?
On distingue parmi les capteurs les contacts à ouverture et les contacts à fermeture.
Le contact ci-dessous est un contact à fermeture qui se ferme lorsqu'il est activé (au travail).

Cont.
ferm. au
repos

Contact
ferm.
ouvert

Contact
ferm.
activé

Contact
ferm. fermé

Le contact ci-dessous est un contact à ouverture qui est fermé quand il est au repos.

Contact
ouv. au
repos

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Contact
ouv. fermé

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Contact
ouv.
activé

Contact
ouv.
ouvert

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5.5

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COMMENT L'AUTOMATE ADRESSE-T-IL DES SIGNAUX D'ENTREE/SORTIE ?
La déclaration d'une entrée ou sortie donnée à l'intérieur d'un programme s'appelle l'adressage.
Les entrées et sorties des automates sont la plupart du temps regroupées en groupes de huit
entrées ou sorties TOR. Cette unité de huit entrées ou sorties est appelée un octet. Chaque groupe
reçoit un numéro que l'on appelle l'adresse d'octet.
Afin de permettre l'adressage d'une entrée ou sortie à l'intérieur d'un octet, chaque octet est divisé
en huit bits. Ces derniers sont numérotés de 0 à 7. On obtient ainsi l'adresse du bit.
L'automate représenté ici a les octets d'entrée 0 et 1 ainsi que les octets de sortie 4 et 5.

Module
d'entrées TOR
Octet 0
Bit 0 à 7

Module de
sorties TOR
Octet 4
Bit 0 à 7

Module
d'entrées TOR
Octet 1
Bit 0 à 7

Module de
sorties TOR
Octet 5
Bit 0 à 7

Pour adresser par exemple la cinquième entrée à partir du haut, il faut entrer l'adresse suivante :

E

0.4

E désigne le type d'adresse entrée, 0 l'adresse de l'octet (selon l’adressage de l’automate)
et 4 l'adresse du bit.
L'adresse de l'octet et l'adresse du bit sont toujours séparées par un point.
Nota :
le zéro.

L'adresse du bit de la cinquième entrée est un 4 car la numérotation commence avec

Entrez l'adresse suivante pour adresser par exemple la dernière sortie :

A

5.7

A désigne le type d'adresse sortie, 5 l'adresse de l'octet (selon l’adressage de l’automate)
et 7 l'adresse de bit.
L'adresse de l'octet et l'adresse du bit sont toujours séparées par un point.
Nota :

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L'adresse du bit de la dernière sortie est un 7 car la numérotation commence
Avec le 0.

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5.6

Automation and Drives-SCE

COMMENT LE PROGRAMME EST-IL TRAITE DANS L'AUTOMATE ?
Le traitement du programme dans l'automate est cyclique et se déroule comme suit :
1. Après la mise sous tension de l'automate, le processeur qui constitue pour ainsi dire le cerveau
de l'automate vérifie si chaque entrée est sous tension ou non. L'état de ces entrées est
enregistré dans la mémoire image des entrées (MIE). Si l'entrée est sous tension, l'information 1
ou "High", si l'entrée n'est pas sous tension l'information 0 ou "Low".
2. Ce processeur exécute le programme stocké en mémoire de programme. Celui-ci est constitué
d'une liste d'instructions et d'opérations logiques exécutées de manière séquentielle.
L'information d'entrée requise à cet effet est prélevée dans la mémoire image des entrées lue
auparavant et les résultats logiques sont écrits dans une mémoire image des sorties (MIS).
Durant l'exécution du programme le processeur accède également aux zones de mémoire des
compteurs, temporisations et mémentos.
3. Dans la dernière étape, l'état est transmis après l'exécution du programme utilisateur de la MIS
aux sorties, activant ou désactivant celles-ci. L'exécution du programme reprend au point 1.
1. Enregistrement des
entrées dans la MIE.

2. Exécution du
programme instruction
après instruction avec
accès à la MIE et MIS,
ainsi qu'aux
temporisations,
compteurs et
mémentos.

Programme de
l'automate dans la
mémoire du
programme

MIE

1ère instruction
2ème instruction
3ème instruction
4ème instruction
...

Compteur

dernière instruction

Tempos

Mémentos
MIS

3. Transfert de la MIS aux
sorties.
Nota : Le temps requis par le processeur pour l'exécution du programme s'appelle le temps de
cycle. Ce dernier dépend entre autres du nombre et du type d'instructions.

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5.7

Automation and Drives-SCE

A QUOI RESSEMBLENT LES OPERATIONS LOGIQUES DANS LE PROGRAMME DE
L'AUTOMATE ?
Les opérations logiques servent à définir des conditions pour l'activation d'une sortie.
Elles peuvent être créées dans le programme de l'automate dans les langages de programmation
Schéma des circuits (CONT), Logigramme (LOG) ou Liste d'instructions (LIST).
Nous nous limiterons en vue de simplification ici au langage CONT.
Il existe de nombreuses opérations logiques pouvant être mises en œuvre dans des programmes
d'automatisation.

6.

INSTALLATION ET MISE EN ŒUVRE DU S7-300
Gamme de modules :
Le SIMATIC S7-300 est un système d'automatisation modulaire offrant la gamme de modules
suivants :
- Unités centrales (CPU) de capacités différentes, certaines avec d'entrées/sorties intégrées (par
exemple les CPU312IFM/CPU314IFM/313C) ou avec interface PROFIBUS intégrée (par
exemple la CPU315-2DP)
- Modules d'alimentation PS avec 2A, 5A ou 10A
- Modules d'extension IM pour configuration multirangée du S7-300
- Modules de signaux SM pour entrées et sorties TOR et analogiques
- Modules de fonction FM pour fonctions spéciales (par exemple l'activation d'un moteur pas à
pas)
- Processeurs de communication CP pour la connexion au réseau

Alimentation
en tension
par ex.

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Module
d'extension
par
ex.

système de bis
ASI
par ex.

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par ex.

par ex.

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Automation and Drives-SCE

Nota : Pour ce cours, vous aurez seulement besoin d'un module d'alimentation, d'une CPU 313C2DP (16entrées/16sorties intégrées)

Eléments principaux de la CPU 313C-2DP :

CPU

Modules de signaux.

Micro Carte-mémoire

Signalisation d'état

Commutateur de mode

Interface MPI

Interface MPI :
Chaque CPU est équipée d'une interface MPI pour la connexion de la ligne de programmation (par
exemple adaptateur PC).
Cette interface se trouve sous le volet de protection en bas à droite de la CPU.

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7.

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Configuration matériel dans STEP 7

Veuillez définir l’API-MATÉRIEL utilisé dans votre station avec le logiciel STEP 7. Après la configuration,
téléchargez-svp la dans le PLC.
Information
Veuillez s'assurer que le PC est relié à L’API avec le câble de communication, l'alimentation de la station est
allumée, le commutateur d’arrêt d’urgence hors tension et le CPU- commutateur est en position d'ARRÊT ou
RUN-P. Assurez-vous que la mémoire d’API est vide (effacement).
Ouvrez un nouveau projet et appelez-le P2_01. Il n'est pas nécessaire d'ajouter le nom de station dans le nom
de configuration de matériel, parce que la configuration est la même pour toutes les stations.
Exécution
La marche à suivre pour créer un projet est décrite étape par étape dans
Création d'un projet à l'aide de l'assistant ou Création manuelle d'un projet.

7.1

Création d'un projet à l'aide de l'assistant

Pour l'appeler, choisissez la commande Fichier > Assistant "Nouveau projet"

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/FAST INDUSTRIE

Choisissez le type de CPU (CPU 313C-2DP)

Langage de programmation (CONT)

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Nom de Projet (P2_01)

Système cible

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Créer

Compiler et charger les objets

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7.2

Automation and Drives-SCE

Création manuelle d'un projet

Fichier

Insertion

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Nouveau

Station

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(Nom : P2_01)

OK

Station SIMATIC 300

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+ P2_01

+ SIMATIC 300

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SIMATIC 300(1)

+RACK-300 Profilé

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Matériel (double clique)

Support (double clique)

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+SIMATIC 300

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+ CPU 313C-2DP

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6ES7-313-6CE00-0AB0(double clique)

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CPU 313C-2DP (Dans slot 2 : double clique)
Cycle/Mémento de cadence
Mémento de cadence
Octet de Mémento : 100 (voir chapitre 8.6 Mémento de Cadence)

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Rémanence
Octets mémento à compter de MB0 : 0, Temps S7 à compter de T0 : 0,
Compteur S7 à compter de Z0 : 0 (Voir le chapitre 10. Mémento)
OK

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Enregistrer et
compiler

Charger

Enregistrer et compiler

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Charger

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Fermer HW Config

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8.

Automation and Drives-SCE

ECRIRE LE PROGRAMME S7 EN CONT

Le premier bloc que nous éditerons est bloc d’organisation 'OB1'. Opérez pour cela un double clic
sur son icône dans 'SIMATIC Manager' ( → OB1).

Après il faux choisir dans langage de création CONT

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L'interface de programmation dans CONT ressemble à ceci :

Sauvegarde Chargement du bloc
du bloc !
dans la CPU !

Insertion d'un
nouveau réseau

Commandes fréquemment
utilisées telles contacte
ouvert, contacte fermé,
affectation des sorties,
branchement T, connexion !

Catalogue des
éléments de
programme

Champs de
commentaires et titres de
blocs et de réseaux !

C'est ici sur le réseau que
vous programmez la tâche
à l'aide des éléments
graphiques CONT !

Vous faites glisser les éléments de
programme avec la souris dans le
réseau.
Il ne vous reste plus qu'à entrer vos
opérandes !

Nota : Vous programmez les programmes dans les blocs de STEP 7 dans des réseaux. Ceci permet
de créer de larges structures et permet une meilleure documentation des titres de réseaux.

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8.1

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OPERATION ET
Exemple d'une opération ET :
La lampe doit s'allumer après fermeture des deux contacts à fermeture.
Schéma des circuits :

S1

S2

24V
H1

M
Explication :
La lampe H1 s'allume au moment précis où les deux contacts S1 et S2 sont fermés.

Brochage de l'automate :
Pour que cette logique puisse être réalisée dans le programme d'automatisation, les deux contacts
doivent être reliés aux entrées de l'automate. S1 est relié ici à l'entrée E 0.0 et S2 à l'entrée E 0.1.
La lampe H1doit en outre être reliée à une sortie par exemple A 4.0.

24V
Contact S1
E 0.0

Entrées

24V
E 0.1

Contact S2

M
Automate

Sorties

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A 4.0

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La lampe H1 doit
s'allumer si les
contacts S1 et S2
sont fermés.

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Automation and Drives-SCE

Opération ET dans CONT :
L'opération ET est représentée dans Schéma des circuits (CONT) suivant :

Contact S1

Contact S2

Sortie : la
lampe H1

Exercice pratique
Nous allons dans notre premier programme STEP 7 résoudre une tâche simple.
Une presse avec cage de protection ne doit être déclenchée avec le bouton-poussoir de démarrage
S1 (START dans la station distribution) que si la cage de protection est fermée. Un capteur a pour
fonction de surveiller si la cage de protection se trouve bien en position fermée.(simulation de la
cage fermée avec B.P Reset de la station de distribution)
Si c'est le cas, un distributeur à quatre voies Y0 est activé
Pour des raisons de sécurité, la presse doit remonter lorsque le bouton-poussoir S1(start) est
relâché ou que le capteur cage de protection B0 (reset) ne réagit pas.
Liste d'assignation :
Adresse

Mnémonique

Commentaire

E 125.0
E 125.3
A 124.0

B0
S1
Y0

Cage de protection
Bouton-poussoir de démarrage
Distributeur à 4 voies pour le vérin de presse

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Presse avec cage de protection
Capteur cage de protection

Le distributeur à 4 voies
commande le cylindre de la
presse.
Le cylindre reste sorti durant
le temps d'activation de la
sortie Y0.

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Bouton-poussoir S1 pour
le démarrage du
moulage sous pression.

Le capteur B0 reconnaît
si la cage de protection
est descendue.

Cage de protection
empêchant l'opérateur
de se blesser.

Presse pour
moulage sous
pression de formes.

Nous avons besoin pour notre exemple (Fonction ET) de 2 contacte à fermeture

et une

bibine
pour activation de distributeur Y0.
Donc il faux sélectionner réseau et appeler ces contactes et la bobine

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3. sélectionner la
bobine

2. sélectionner deux
contacte à fermeture
1. sélectionner le réseau

Adressage des entrés et des sorties
Complétez les entrées 'E 125.0' et 'E 125.3' de la fonction ET, la sortie A 124.0 et entrez un
commentaire pour le réseau et le bloc.

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Automation and Drives-SCE

Nota : pour l’adressage des entés et des sorties, le numérotation sa dépend de la configuration des
module d’entrés et sorties.

E125.0

E125..3

E124.0

Charger le programme dans l’automate et visualisation

2. visualisation du
programme

E125.0

E125.3

E124.0

1. charger le programme

Tester le programme dans la station de distribution

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8.2

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OPERATION OU
Exemple d'une opération OU :
La lampe doit s'allumer après fermeture d'un ou des deux contacts à fermeture.
Schéma des circuits :

S1

24V
S2
24V

H1

M
Explication :
La lampe s'allume au moment précis ou un ou deux contacts sont fermés.
Si le contact S1 ou S2 est fermé la lampe H1 s'allume.
Brochage de l'automate :
Pour que cette logique puisse être réalisée dans le programme d'automatisation, les deux contacts
doivent être reliés aux entrées de l'automate. S1 est relié ici à l'entrée E 0.0 et S2 à l'entrée E 0.1.
La lampe H1 doit en outre être reliée à une sortie par exemple A 4.0.

24V
Contact S1
E 0.0

Entrées

24V
E 0.1

Contact S2

M
Automate

Sorties

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A 4.0

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La lampe H1 doit
s'allumer si le
contact S1 ou S2
est activé.

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Opération OU dans CONT :
L'opération OU est représentée dans Schéma des circuits (CONT) suivant :
Contact S1

Sortie : la
lampe H1
Contact S2

Exercice pratique

Programmer avec STEP7 la fonction OU avec les B.P START, RESET et la lampe Q1
La lampe s'allume au moment précis ou un ou deux contacts sont fermés.
Si le contact START ou Reset est fermé la lampe Q1 s'allume.

Nous avons besoin pour notre exemple (Fonction OU) de 2 contacte à fermeture

, une

pour activation de la lampe Q1 et
,
pour les liaison .
bibine
Donc il faux sélectionner réseau et appeler ces contactes et la bobine

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8.3

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NEGATION
Il est souvent nécessaire dans les opérations logiques d'interroger l'état d'un contact pour savoir :
- dans le cas d'un contact à fermeture si celui-ci n'a pas été activé ou
- dans le cas d'un contact à ouverture s'il a été activé
et donc pour savoir si la tension est appliquée à la sortie ou non.
Ceci peut être réalisé par la programmation d'une négation à l'entrée de l'opération ET ou OU.
La négation d'une entrée de l'opération OU est représentée dans CONT par le symbole
suivant :

La tension est appliquée à la sortie A 4.0, si E 0.0 est désactivée ou E 0.1 activée.

8.4

Temporisation - Retard à la montée – On-Delay

Description de l'opération
S_EVERZ (Paramétrer et démarrer temporisation sous forme de retard à la montée)
Cette opération démarre la temporisation précisée en cas de front montant à
l'entrée de démarrage S. Un changement d'état de signal est toujours nécessaire
pour activer une temporisation. La valeur de temps indiquée à l'entrée TW s'écoule
tant que l'état de signal à l'entrée S est à 1. L'état de signal à la sortie Q égale 1
lorsque la temporisation s'est exécutée sans erreur et que l'état de signal à l'entrée
S est toujours 1. La temporisation s'arrête si l'état de signal à l'entrée S passe de 1
à 0 alors que la temporisation s'exécute. Dans ce cas, l'état de signal à la sortie Q
est 0.

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En cas de passage de 0 à 1 à l'entrée de remise à zéro R pendant que la temporisation s'exécute, cette
dernière est remise à zéro. La valeur de temps en cours et la base de temps sont alors également mises à 0.
L'état de signal à la sortie Q égale alors 0. La temporisation est également remise à zéro si l'état de signal
égale 1 à l'entrée R alors que la temporisation ne s'exécute pas et que le RLG à l'entrée S est égal à 1.
La valeur de temps en cours peut être lue en format binaire à la sortie DUAL et en format décimal codé binaire
à la sortie DEZ. La valeur de temps en cours correspond à la valeur initiale en TW moins la valeur de temps
écoulée depuis le démarrage de la temporisation.
Exemple

La temporisation T5 est démarrée si l'état de signal passe de 0 à 1 à l'entrée E 0.0 (front montant du RLG). Si
le temps de deux secondes (2 s) indiqué expire et que l'état de signal à l'entrée E 0.0 égale toujours 1, l'état de
signal à la sortie A 4.0 est 1. Si l'état de signal en E 0.0 passe de 1 à 0, la temporisation est arrêtée et A 4.0 est
à 0. Si l'état de signal à l'entrée E 0.1 passe de 0 à 1, la temporisation est remise à zéro qu'elle soit en cours
d'exécution ou non.

8.5

Temporisation - retard à la retombée – OFF-Delay

Description de l'opération
S_AVERZ (Paramétrer et démarrer temporisation sous forme de retard à la retombée)
Cette opération démarre la temporisation précisée en cas de front descendant à
l'entrée de démarrage S. Un changement d'état de signal est toujours nécessaire
pour activer une temporisation. L'état de signal à la sortie Q égale 1 lorsque l'état
de signal à l'entrée S est 1 ou lorsque la temporisation s'exécute. La temporisation
est remise à zéro lorsque l'état de signal à l'entrée S passe de 0 à 1 alors que
la temporisation s'exécute. La temporisation n'est redémarrée que lorsque l'état
de signal à l'entrée S repasse de 1 à 0.

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En cas de passage de 0 à 1 à l'entrée de remise à zéro R pendant que la temporisation s'exécute, cette
dernière est remise à zéro.
La valeur de temps en cours peut être lue en format binaire à la sortie DUAL et en format décimal codé binaire
à la sortie DEZ. La valeur de temps en cours correspond à la valeur initiale en TW moins la valeur de temps
écoulée depuis le démarrage de la temporisation.
Exemple

La temporisation est démarrée si l'état de signal passe de 1 à 0 à l'entrée E 0.0.
L'état de signal à la sortie A 4.0 est à 1 lorsque l'état de signal en E 0.0 est 1 ou que la temporisation
s'exécute. Si l'état de signal en E 0.1 passe de 0 à 1 pendant que la temporisation s'exécute, cette dernière est
remise à zéro.

8.6

Mémento de Cadence

Mémentos de cadence
Un mémento de cadence est un mémento dont l'état binaire change périodiquement dans un rapport
impulsion pause de 1:1. Vous déterminez, lors du paramétrage du mémento de cadence avec STEP 7,
l'octet de mémento de la CPU qui servira de mémento de cadence.
Utilité
Vous pouvez vous servir de mémentos de cadence dans votre programme utilisateur pour, par
exemple, commander des avertisseurs lumineux avec lampe clignotante ou pour déclencher des
événements périodiques (comme l'enregistrement d'une valeur de mesure).
Fréquences possibles
A chaque bit de l'octet de mémento de cadence est affectée une fréquence. Le tableau suivant présente
cette affectation.
5 4
3 2 1 0
Bits de l'octet du mémento de cadence 7 6
2,0 1,6 1,0 0,8 0,5 0,4 0,2 0,1
Période (s)
0,5 0,625 1 1,25 2 2,5 5 10
Fréquence (Hz)

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Exemple Pratique :
Nous avons choisi dans la configuration matérielle le Mémento 100 comme Mémento de cadence

Lorsqu’on appuis sur B.P START (E125.0) la lampe Q1 commence a clignoter avec une fréquence de 0.5 HZ
(une période de 2s)

9.

PROGRAMMATION SYMBOLIQUE

Vous affectez dans la table des mnémoniques un nom symbolique à toutes les
Adresses absolues que vous voulez appeler dans le programme ainsi que le type
de données, par exemple pour l‘entrée E125.0 le mnémonique START. Ces
noms valent pour toutes les sections du programme. C‘est pourquoi on les appelle
des variables globales.
La programmation symbolique permet d‘alléger l‘écriture de votre programme qui
y gagne en clarté.

Travailler avec l‘éditeur de mnémoniques
Pour ouvrir celui-ci, naviguez dans la Fenêtre de projet “Startup“ Jusqu‘au Programme S7 (1) et
Double-cliquez sur Mnémoniques.

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La table des mnémoniques ne contient pour l‘instant aucun élément

- Entrez dans la ligne 1 “START“ (Mnémonique) et “E 125.0“ (opérand). Le type de données s‘inscrit
Automatiquement dans la colonne du type.
Affectez de la même manière un nom symbolique à toutes les entrées et sorties du programme.
- Enregistrez vos entrées ou vos modifications de la table des mnémoniques et fermez la fenêtre.

2. Enregistrer
- sous notre programme on voit un nom symbolique qui représente les adresses absolues que vous
avez appeler

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10.

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MEMENTOS
Des mémentos sont utilisés pour les opérations internes de l'automate pour lesquelles l'émission
d'un signal n'est pas nécessaire. Les mémentos sont des éléments électroniques bistables servant à
mémoriser les états logiques "0" et "1"
Chaque automate programmable dispose d'une grande quantité de mémentos. Vous programmez
ces derniers comme des sorties. En cas de panne de la tension de service, le contenu sauvegardé
des mémentos est perdu.
10.1 MEMENTOS REMANENTS
Une partie des mémentos est toute fois rémanente (c'est-à-dire non volatile). Une pile de
sauvegarde dans l'automate permet de sauvegarder la mémoire en cas de panne de la tension. Les
résultats logiques sont conservés.

Remanente
Merker
Les mémentos
rémanents

:

- sauvegardent
le dernier étatder
précédant
la coupureden
de tension
-behalten
bei Ausschalten
Speisespannung
letzten Zustand
- conversent leur dernier état au changement de mode 'RUN>STOP'
-behalten
bei Wechsel
dervia
Betriebsart
"RUN>STOP"
Zustand
- peuvent être
remis à zéro
le programme
utilisateur ihren
ou la letzten
commande
d'effacement
général außer durch das Anwenderprogramm mit "AG>URLÖSCHEN" rückgesetzt werden
-können

Les mémentos rémanents sauvegardent le dernier état de l'installation ou de la machine avant le
changement d'état de fonctionnement. Au redémarrage, l'installation ou la machine peut poursuivre
là où elle s'était arrêtée.
Vous définissez les zones de mémoire rémanentes lors du paramétrage de la CPU dans l'application
S7 Configuration.
10.2

MEMENTOS NON REMANENTS

Sont remis à zéro lors du passage "RUN > STOP" et de la "MISE EN ROUTE".

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11.

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ELEMENTS BISTABLES R - S
Un élément bistable est représenté selon DIN 40900 et DIN 19239 par un rectangle avec une entrée
S (Set) et une entrée R (Reset).
Un état de signal 1 bref sur l'entrée S met la bascule à 1. Un état de signal 1 bref sur l'entrée R
remet la bascule à 0. L'état de signal 0 aux entrées R et S ne modifie pas l'état préalable.
Si les deux entrées R et S ont simultanément l'état de signal 1, une mise à 1 ou à 0 prioritaire aura
lieu. Cette mise à 1 ou à 0 prioritaire doit être programmée.
11.1

MISE A ZERO PRIORITAIRE

Ou

Si l'état de signal est 1 à l'entrée E 1.1 et 0 à l'entrée E 1.0, le Mémento M0.0 est à 1. Si l'état de signal est 0 à
l'entrée E 1.1 et 1 à l'entrée E 1.0, le Mémento M0.0 est à 0. Si les deux états de signal ont la valeur 0, rien ne
se passe. En revanche, s'ils ont tous les deux la valeur 1, la mise à zéro, exécutée en dernier, l'emporte : le
Mémento M0.0 est à 0.

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11.2

Automation and Drives-SCE

MISE A UN PRIORITAIRE

Si l'état de signal est 1 à l'entrée E 1.0 et 0 à l'entrée E 1.1, le Mémento M0.0 est à 0. Si l'état de signal est 0 à
l'entrée E 1.0 et 1 à l'entrée E 1.1, le Mémento M0.0 est à 1. Si les deux états de signal ont la valeur 0, rien ne
se passe. En revanche, s'ils ont tous les deux la valeur 1, la mise à 1, exécutée en dernier, l'emporte : le
Mémento M0.0 est à 1.

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GRAFCET
I - introduction
1. Structure d'un système automatisé
Un système automatisé se compose de deux parties qui coopèrent:
-une partie opérative constituée du processus à commander, des actionneurs qui agissent sur ce processus et
des capteurs permettant de mesurer son état.
-une partie commande qui élabore les ordres pour les actionneurs en fonction des informations issues des
capteurs et des consignes. Cette partie commande peut être réalisée par des circuits câblés, ou par des
dispositifs programmables (automates, calculateurs)

2. Exemple

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1er cas
2ème cas

On désire le fonctionnement suivant:

On désire le fonctionnement suivant:
Tant que le signal m possède la valeur 0, le chariot est
à l’arrêt en a
Au repos le chariot est à l’arrêt en a
Si le signal m prend la valeur 1 le chariot se déplace
sauf s’il se trouve en b

Au signal m (signal bref) le chariot se déplace vers b
puis revient en a

On peut établir dans ce cas la table de vérité liant la
commande Av aux variables binaires a, b, m et on
obtient la fonction Av= m.b

On ne peut plus établir dans ce cas la table de vérité
liant les commandes Av et Ar aux variables binaires a,
b, m

La partie commande possède dans ce cas une
structure de type combinatoire

En effet pour m=0,a=0,b=0 on peut avoir 2 cas :
Av=1,Ar=0 à l’aller ou Av=0,Ar=1 au retour

Un système est dit "combinatoire" lorsque qu'à une
combinaison des variables binaires d'entrée
correspond une seule combinaison des variables de
sorties.

La commande dans ce cas est de type séquentiel
Un système est dit "séquentiel" lorsque l'état des
sorties dépend en plus de l'histoire (de l'état
précédent, qui lui aussi, dépend de l'état qui l'a
précédé...)

3. Cahier des charges d'un automatisme
Le cahier des charges décrit:
-les relations entre la partie commande et la partie opérative
-les conditions d’utilisation et de fonctionnement de l’automatisme
Le fonctionnement d’un automatisme séquentiel peut être décomposé en un certain nombre d’étapes. Le
passage (ou transition) d’une étape à une autre étape se fait à l’arrivée d’un évènement particulier (réceptivité)
auquel le système est réceptif.
Le GRAFCET (Graphe de Contrôle Etape-Transition) est un outil graphique normalisé (norme internationale
depuis 1987) permettant de spécifier le cahier des charges d’un automatisme séquentiel. On peut utiliser 2
niveaux successifs de spécifications:
GRAFCET niveau1: spécifications fonctionnelles. On décrit l’enchaînement des étapes sans préjuger de la
technologie.
GRAFCET niveau2: on ajoute les spécifications technologiques et opérationnelles
Conçu au départ comme outil de spécification du cahier des charges, le GRAFCET est devenu également un
outil pour la synthèse de la commande et un langage de programmation des automates programmables

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II - définitions
Un Grafcet est composé d'étapes, de transitions et de liaisons.
Une LIAISON est un arc orienté (ne peut être parcouru que dans un sens). A une extrémité d'une liaison il y a
UNE (et une seule) étape, à l'autre UNE transition. On la représente par un trait plein rectiligne, vertical ou
horizontal. Une verticale est parcourue de haut en bas, sinon il faut le préciser par une flèche. Une horizontale
est parcourue de gauche à droite, sinon le préciser par une flèche.

Une ETAPE correspond à une phase durant laquelle on effectue une ACTION pendant une certaine DUREE
(même faible mais jamais nulle). L'action doit être stable, c'est à dire que l'on fait la même chose pendant toute
la durée de l'étape, mais la notion d'action est assez large, en particulier composition de plusieurs actions, ou à
l'opposé l'inaction (étape dite d'attente).
On représente chaque étape par un carré, l'action est représentée dans un rectangle à gauche, l'entrée se fait
par le haut et la sortie par le bas. On numérote chaque étape par un entier positif, mais pas nécessairement
croissant par pas de 1, il faut simplement que jamais deux étapes différentes n'aient le même numéro.

Si plusieurs liaisons arrivent sur une étape, pour plus de clarté on les fait arriver sur une barre horizontale, de
même pour plusieurs liaisons partant de l'étape. Cette barre horizontale n'est pas une nouvelle entité du
Grafcet, elle fait partie de l'étape, et ne représente qu'un "agrandissement" de la face supérieure (ou inférieure)
de l'étape. On accepte de remplacer cette barre par un point si cela ne crée aucune ambiguïté.

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Une étape est dite active lorsqu'elle correspond à une phase "en fonctionnement", c'est à dire qu'elle effectue
l'action qui lui est associée. On représente quelquefois une étape active à un instant donné en dessinant un
point à l'intérieur.
Une TRANSITION est une condition de passage d'une étape à une autre. Elle n'est que logique (dans son sens
Vrai ou Faux), sans notion de durée. La condition est définie par une RECEPTIVITE qui est généralement une
expression booléenne (c.à.d avec des ET et des OU) de l'état des CAPTEURS.
On représente une transition par un petit trait horizontal sur une liaison verticale. On note à droite la réceptivité,
on peut noter à gauche un numéro de transition (entier positif, indépendant des numéros d'étapes). Dans le cas
de plusieurs liaisons arrivant sur une transition, on les fait converger sur une grande double barre horizontale,
qui n'est qu'une représentation du dessus de la transition. De même pour plusieurs liaisons partant sous une
transition.

III - exemple simple
Supposons un chariot pouvant avancer (A) ou reculer (R) sur un rail limité par deux capteurs G et D, Un cahier
des charges pourrait être : Quand on appuie sur le bouton DEPART, on avance jusqu'en D, puis on revient. Ce
C.d.C. est incomplet et imprécis. La réalisation du Grafcet permet de remarquer : Que fait-on avant l'appui de
DEPART, jusqu'où revient-on, quelles sont les conditions initiales ? On réécrit le C.d.C. en 3 phases : Attendre
jusqu'à l'appui de DEPART, avancer jusqu'en D, reculer jusqu'en G, attendre à nouveau DEPART et
recommencer. On suppose le chariot initialement en G (sinon faire un cycle l'amenant en G).

IV - règles d'évolution
La modification de l'état de l'automatisme est appelée évolution, et est régie par 5 règles :
R1 : Les étapes INITIALES sont celles qui sont actives au début du fonctionnement. On les représente en
doublant les côtés des symboles. On appelle début du fonctionnement le moment où le système n'a pas besoin
de se souvenir de ce qui c'est passé auparavant (allumage du système, bouton "reset",...). Les étapes initiales
sont souvent des étapes d'attente pour ne pas effectuer une action dangereuse par exemple à la fin d'une
panne de secteur.
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R2 : Une TRANSITION est soit validée, soit non validée (et pas à moitié validée). Elle est validée lorsque
toutes les étapes immédiatement précédentes sont actives (toutes celles reliées directement à la double
barre supérieure de la transition). Elle ne peut être FRANCHIE que lorsqu'elle est validée et que sa
réceptivité est vraie. Elle est alors obligatoirement franchie.
R3 : Le FRANCHISSEMENT d'une transition entraîne l'activation de TOUTES les étapes immédiatement
suivante et la désactivation de TOUTES les étapes immédiatement précédentes (TOUTES se limitant à 1
s'il n'y a pas de double barre).
R4 : Plusieurs transitions SIMULTANEMENT franchissables sont simultanément franchies (ou du moins
toutes franchies dans un laps de temps négligeable pour le fonctionnement). La durée limite dépend du "temps
de réponse" nécessaire à l'application (très différent entre un système de poursuite de missile et une ouverture
de serre quand le soleil est suffisant).
R5 : Si une étape doit être à la fois activée et désactivée, elle RESTE active. Une temporisation ou un
compteur actionnés par cette étape ne seraient pas réinitialisés. Cette règle est prévue pour lever toute
ambiguïté dans certains cas particuliers qui pourraient arriver dans certains cas :

La partie COURS s'arrête ici. Toute autre règle que vous auriez pu entendre autre part ne fait pas partie du
Grafcet. Il faudra TOUJOURS que votre Grafcet vérifie ce qui a été dit ci dessus (sinon ce n'est pas du
Grafcet). Je tiens à préciser que le Grafcet devra être mis en oeuvre (câblé ou programmé) et donc une
traduction de ce Grafcet en un schéma ou une suite d'instructions sera nécessaire. Le résultat de cette
traduction, même s'il ressemble quelquefois à un Grafcet, ne peut pas imposer de nouvelles règles au Grafcet
(qui dirait par exemple que le cas proposé après la règle 5 est interdit en Grafcet)

V - configurations courantes
divergence en OU :

Convergence en OU :

si 1 active et si a seul, alors désactivation de 1 et activation
de 2, 3 inchangé.
si a et b puis 1 active alors désactivation 1, activation 2 et 3
quel que soit leur état précédent. (règle 4)

Si 1 active et a sans b, alors activation de 3 et
désactivation de 1, 2 reste inchangé
Si 1 et 2 et a et b alors 3 seule active

On appelle BARRE DE OU la barre symbolisant les entrées / sorties multiples d'étapes.

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Convergence en ET :

Divergence en ET :

si 1 active et si a, alors désactivation de 1
Si 1 active seule et n’a alors aucun changement. Si 1 et 2 et a, alors
et activation de 2 et 3.
activation de 3 et désactivation de 1 et 2.
On appelle couramment BARRE DE ET la double barre, mais attention ce n'est pas une entité à part mais une
partie d'une transition.
Détaillons également le saut avant (si a alors ...) et les boucles (répéter ... jusqu'à c). Ce sont les deux seules
possibilités avec des OU: il ne peut y avoir de divergence en ou après une transition

Passons maintenant à quelques problèmes plus complexes (tirés de "Comprendre et maîtriser le Grafcet,
Blanchard, ed. Capadues"):
1- soient 4 étapes 1 à 4 et deux transitions de réceptivité t1 et t2. Construire la portion de Grafcet réalisant :
Quand 1 ET 2 actifs alors
si t1 passer en 3 (et désactiver 1 et 2),
si t2 passer en 4 (et désactiver 1 et 2),
sinon rester en 1 et 2
La solution ci-dessous est accompagnée d'une représentation de type "réseau de Petri" pour bien montrer où
doivent se placer les convergences et divergences (à quoi doit être reliée 1?, à quoi doit être reliée t1? ...). En
fait on trouve la solution facilement en analysant les cas d'évolution (quand franchit t'on t1 ?). Il faut souligner
que l'ajout d'une étape intermédiaire n'est pas une bonne solution car tout passage d'une étape dure un laps de
temps (donc discontinuité sur les sorties = aléa technologique)..

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2 - Problème du même ordre : Quand (étape 1 et t1) OU (étape 2 et t2) alors passer en 3 ET 4:

3 - si {étape 1 et [étape 2 ou (étapes 3 et 4)]} et transition t alors activer l'étape 5 (et désactiver les autres).

VI – Exercice Modélisation d'un système de dégraissage

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Dégraissage semi-automatique
Cahier des charges
z Un chariot se déplace sur un rail et permet, en se positionnant au dessus d'une cuve, de nettoyer des pièces
contenues dans un panier en les trempant dans un bac de dégraissage pendant 10 secondes.
z Le chargement et le déchargement du panier s'effectuent en position Bas, l'un à la partie gauche (position
C1), l'autre à la partie droite (position C3). Quand il y a eu un déchargement le contact p est actionné.
z L'ordre de départ du cycle ainsi que l'information de fin de déchargement sont donnés par l'opérateur.
z Le chariot ne se déplace que le panier en position haute (h =1).
z De même une information provenant de l'un ou l'autre des boutons poussoir en dehors des étapes de
chargement ou déchargement restera ignorée dans les autres étapes.
Question :
[ Etablir le Grafcet niveau 1 de cet automatisme.

Formation T.I.A.
Edition : 02/2006

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Jamal EL GHRIB



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