Automatisation et technique des commandes - SCE Document de formation pour une solution complète d’automatisation Totally Integrated Automation (T I A) MODULE A3 Initiation á la programmation d’API avec STEP 7 Document de formation T I A Edition : 05/2004 ; fr : 05/2005 Page 1 sur 48 Module A3 Programmation d’automate ‚Startup’ avec STEP 7
Automatisation et technique des commandes - SCE Ce document a été édité par Siemens A&D SCE (Automatisierungs– und Antriebstechnik, Siemens A&D Cooperates with Education) à des fins de formation. Siemens ne se porte pas garant de son contenu. La communication, la distribution et l’utilisation de ce document sont autorisées dans le cadre de formation publique. En dehors de ces conditions, une autorisation écrite par Siemens A&D SCE est exigée ( M. Knust: EMail: michael.knust@hvr.siemens.de).
Automatisation et technique des commandes - SCE PAGE : 1. Avant-propos................................................................................................. 5 2. 2.1 2.2 Conseils pour la programmation du SIMATIC S7-300 avec STEP 7............... Système d’automatisation SIMATIC S7-300....................................................... Logiciel de programmation STEP 7................................................................... 7 7 7 3. Installation du logiciel STEP 7............
Automatisation et technique des commandes - SCE Les symboles suivants seront utilisés dans ce module : Information Installation Programmation Exemple d’application Indications Document de formation T I A Edition : 05/2004 ; fr : 05/2005 Page 4 sur 48 Module A3 Programmation d’automate ‚Startup’ avec STEP 7
Automatisation et technique des commandes - SCE 1. AVANT-PROPOS Le contenu du module A3 est assigné à l’unité ‚Connaissances de base de la programmation STEP 7’ et présente une rapide entrée en matière dans la programmation STEP 7.
Automatisation et technique des commandes - SCE Configurations matérielles et logicielles requises 1 2 3 4 PC, système d’exploitation : Windows 95/98/2000/ME/NT4.0/XP avec Minimum : 133MHz et 64Mo RAM, 65 Mo d’espace disponible Optimal : 500MHz et 128Mo RAM, 65 Mo d’espace disponible Logiciel STEP7 V 5.x Interface ordinateur MPI (Ex : PC Adapter) Automate SIMATIC S7-300 avec au moins un module d’entrées/sorties numérique. Les entrées doivent sortir sur le tableau de commande.
Automatisation et technique des commandes - SCE 2. CONSEILS POUR LA PROGRAMMATION DU SIMATIC S7-300 AVEC STEP 7 2.1 SYSTEME D’AUTOMATISATION SIMATIC S7-300 Le système d'automatisation SIMATIC S7-300 est un automate modulaire compact pour une gamme de compétence inférieure et moyenne. Vous trouvez une gamme étendue de modules S7-300 pour répondre de manière optimale à votre tâche d'automatisation.
Automatisation et technique des commandes - SCE 3. INSTALLATION DU LOGICIEL STEP 7 STEP 7 existe en trois variantes : La version de base STEP 7 permet l'utilisation d'autres logiciels optionnels tels que S7-GRAPH ou S7-PLCSIM. Cet ensemble de logiciel requiert une autorisation. Le logiciel STEP 7 de base pour les étudiants comporte un logiciel optionnel S7-PLCSIM. Ce logiciel nécessite une autorisation et elle est valable pour 120 jours.
Automatisation et technique des commandes - SCE 4. PARAMETRAGE DE L’INTERFACE DE PROGRAMMATION (PC ADAPTER) 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 des CPU SIMATIC S7 jusqu'à 32 nœuds maximum. Chaque CPU du SIMATIC S7-300 est équipée d'une telle interface intégrée.
Automatisation et technique des commandes - SCE 2. Cliquez sur le bouton ‚Sélectionner’ pour installer l’interface MPI proposée. ( → Sélectionner) Cliquez sur ‘Sélectionner’ 3. Sélectionnez la carte voulue, par exemple 'PC Adapter', et choisissez 'Installer' (PC Adapter →Installer).
Automatisation et technique des commandes - SCE 4. Validez avec ‚Oui’. Dans le cas d’une nouvel enregistrement d’interface de STEP 7 en tant qu’interface standard, veuillez utiliser l’accès ‚en ligne’. Ensuite ‚fermez’ la boîte de dialogue pour le choix de l’interface. (→ Oui → Fermer) Cliquez sur ‘Oui’ Cliquez sur ‘Fermer’ 5.
Automatisation et technique des commandes - SCE 6. Réglez le 'Port COM' et la 'Vitesse de transmission' de l'interface série. Port COM 2 Vitesse de transmission Indications : La vitesse de transmission doit être également réglée sur le PC Adapter ! 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.
Automatisation et technique des commandes - SCE 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. 11. Cliquez ensuite sur le bouton ' – Partenaires accessibles'.
Automatisation et technique des commandes - SCE 5. QU'EST-CE QU'UN AUTOMATE ET A QUOI SERT-IL ? 5.1 QUE SIGNIFIE LE CONCEPT AUTOMATE PROGRAMMABLE ? 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, etc.).
Automatisation et technique des commandes - SCE 5.3 COMMENT L'AUTOMATE REÇOIT-IL LES INFORMATIONS SUR LES ETATS DU PROCESSUS? L'automate programmable reçoit les informations sur le processus via les capteurs de signaux reliés aux entrées de l’automate. Ces capteurs de signaux peuvent, par exemple, être des capteurs 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.
Automatisation et technique des commandes - SCE 5.5 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 numériques. Cette unité de huit entrées ou sorties est appelée un octet. Chaque groupe reçoit un numéro que l'on appelle l'adresse d'octet.
Automatisation et technique des commandes - SCE 5.6 COMMENT LE PROGRAMME EST-IL TRAITE DANS L'AUTOMATE ? Le traitement du programme dans l'automate est cyclique et se déroule comme suit : 1. 2. 3. Après la mise sous tension de l'automate programmable, 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).
Automatisation et technique des commandes - SCE 5.7 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 programmable 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 LOG.
Automatisation et technique des commandes - SCE Circuit de protection de l'automate programmable : Pour que cette logique puisse être réalisée dans le programme d'automatisation, les deux commutateurs doivent naturellement être reliés aux entrées de l'automate programmable. S1 est relié ici à l'entrée E 0.0 et S2 à l'entrée E 0.1. De plus, la lampe H1doit être reliée à une sortie par exemple A 4.0 24V Commutateur S1 E 0.0 Entrées 24V E 0.1 Commutateur S2 M Automate Sorties A 4.
Automatisation et technique des commandes - SCE 5.7.2 OU LOGIQUE Exemple d'une opération OU : Une lampe doit s'allumer, si l’un ou les deux contacts à fermeture sont activés. Schéma de circuits : S1 24V S2 24V H1 M Explication : La lampe s'allume au moment précis ou l’un ou les deux commutateurs sont activés. Si le commutateur S1 ou S2 est activé, alors la lampe H1 s'allume.
Automatisation et technique des commandes - SCE Opération OU dans LOG : L'opération OU est programmée dans le Logigramme (LOG) par le symbole ci-dessous et est représentée de la manière suivante : Entrées de l’opération OU. Il est possible de mettre plus de deux entrées E 0.0 Sortie associée à l'instruction d'affectation A 4.0 > E 0.1 = Affectation du résultat de l'opération logique Représentation graphique de l'opération OU logique 5.7.
Automatisation et technique des commandes - SCE 5.8 COMMENT LE PROGRAMME D'AUTOMATISATION EST-IL CREE ? COMMENT ARRIVE-T-IL DANS LA MEMOIRE DE L'AUTOMATE PROGRAMMABLE ? Le programme de l’automate programmable est créé sur le PC avec le logiciel STEP 7 et y est temporairement enregistré. Une fois que vous avez relié le PC avec l'interface MPI de l'automate, le programme peut alors être chargé à l'aide de la fonction de chargement dans la mémoire de l’automate programmable. 1.
Automatisation et technique des commandes - SCE 6.
Automatisation et technique des commandes - SCE Eléments principaux de la tension d'alimentation et de la CPU : Interface MPI : Chaque CPU est équipée d'une interface MPI pour la connexion de la ligne de programmation (ex : PC Adapter). Celle-ci se trouve sous le volet de protection à l’avant de la CPU. Commutateur de mode de fonctionnement : Chaque CPU est équipée d'un commutateur de mode permettant de changer de mode de fonctionnement.
Automatisation et technique des commandes - SCE Effacement général : Cette fonction efface toutes les données utilisateur sur la CPU mais cependant pas la Memory Card ou la Micro Memory Card. L’effacement général doit être exécuté une fois avant le début de la programmation. Ceci a lieu en trois étapes : Etape Action Résultat Mettez le commutateur de mode de fonctionnement en position STOP.
Automatisation et technique des commandes - SCE 7. EXEMPLE D’APPLICATION 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 que si la cage de protection est fermée. Cet état est surveillé par un capteur de cage de protection BO. Si c’est le cas, une soupape 5/2 Y0 pour le cylindre de presse est activée pendant exactement 10 secondes pour le moulage sous pression de la forme.
Automatisation et technique des commandes - SCE 8. CREATION DU PROJET STEP 7 La gestion de fichiers a lieu dans STEP 7 avec ‘SIMATIC Manager’. Là, vous pouvez d'un clic de la souris par exemple copier des blocs de programme ou appeler d'autres outils pour en poursuivre le traitement. L'interface utilisateur est conforme au standard WINDOWS 95/98/2000/ME/NT4.0/XP habituel (un clic sur le bouton droit de la souris ouvre par exemple un menu pour le composant sélectionné).
Automatisation et technique des commandes - SCE Il est toutefois possible de créer un projet sans ces objets indépendamment d'une configuration matérielle donnée. Il s'ensuit la structure suivante : Projet : Ce répertoire contient le matériel (ex : stations SIMATIC 300) et les sous-réseaux (ex : MPI et PROFIBUS). Sources/SO*1 : C'est ici que sont stockées les sources (par ex. les sources SCL) qui seront compilées en un programme exécutable.
Automatisation et technique des commandes - SCE Les étapes suivantes sont à exécuter par l'utilisateur pour créer un projet dans lequel le programme permettant de résoudre la tâche sera écrit. 1. L’outil central dans STEP 7 est ‚SIMATIC Manager’, qui est appelé par un double-clic. ( → SIMATIC Manager) 2. Les programmes de STEP 7 sont gérés dans des projets.
Automatisation et technique des commandes - SCE 3. Donnez au projet le ‚Nom’ de ‚Startup’. ( → Startup → OK) 4. Ensuite, insérez dans le projet ‚Startup’ un nouveau ‚Programme S7’.
Automatisation et technique des commandes - SCE 5. La séquence du programme est écrite dans STEP 7 au moyen de blocs. Le bloc d'organisation OB1 y figure par défaut. Celui-ci constitue l'interface avec le système d'exploitation de la CPU et est automatiquement appelé par ce dernier et traité cycliquement. Dans ce bloc d'organisation sont ensuite appelés d'autres blocs comme par exemple la fonction FC1. C'est ce qu'on appelle la programmation structurée.
Automatisation et technique des commandes - SCE 6. Sélectionnez le dossier 'Blocs' pour insérer un nouveau bloc FC1 dans le projet.
Automatisation et technique des commandes - SCE 7. Le 'bloc S7' : 'Fonction' est alors inséré dans le dossier Blocs. ( → Insertion → Bloc S7 → Fonction) 8. Il est maintenant possible d'entrer un nom pour la fonction et de sélectionner diverses options pour la documentation des blocs.
Automatisation et technique des commandes - SCE 9. Les deux blocs OB1 et FC1 sont à présent insérés dans SIMATIC Manager pour servir ultérieurement à la programmation.
Automatisation et technique des commandes - SCE 9. ECRITURE DU PROGRAMME STEP 7 DANS LE LOGIGRAMME LOG LOG (Logigramme) est l'un des éditeurs graphiques de STEP 7 dans lequel il est possible de créer le programme S7. Dans ce langage de programmation, des boîtes symbolisent les différentes fonctions de la tâche d'automatisation. A gauche de chaque symbole se trouvent les entrées, à droite les sorties. 1. Le premier bloc que nous éditerons est la fonction 'FC1'.
Automatisation et technique des commandes - SCE 2. Sélectionnez dans l'éditeur de programmes 'CONT/LIST/LOG' , le langage de programmation Logigramme 'LOG' dans le menu 'Affichage'.
Automatisation et technique des commandes - SCE 3.
Automatisation et technique des commandes - SCE 4. Nous avons besoin pour notre exemple d'une temporisation sous forme d'impulsion. Elle s'appelle dans STEP 7 ‚S_IMPULS’ et figure dans le catalogue sous le répertoire ‚Temporisations’.( → Temporisations → S_IMPULS) Indications : Lorsqu’une opération est sélectionnée, une brève information à propos de cette opération s’affiche au bas du catalogue.
Automatisation et technique des commandes - SCE 5. Pour obtenir une description plus détaillée sur l'opération, cliquez sur le bouton ‚F1’ pour afficher l'aide en ligne correspondante dans laquelle chaque commande est expliquée à l'appui d'un exemple. ( → F1 ) Indications : La temporisation sous forme d'impulsion ‚S_IMPULS’, utilisée ici, délivre '1' à la sortie 'Q' pour la durée définie si l'entrée SET 'S' est égale à '1'.
Automatisation et technique des commandes - SCE 6. Insérez dans le premier réseau l'opération ‚S_IMPULS’ après l'avoir sélectionnée dans le catalogue en maintenant le bouton de la souris enfoncé et en le relâchant une fois dans le réseau.
Automatisation et technique des commandes - SCE 7. Les opérations fréquemment utilisées telles que la fonction ET se trouvent également dans la barre d'outils. Pour insérer celle-ci, cliquez d'abord sur l'entrée 'S' de la temporisation, puis sur l'icône .
Automatisation et technique des commandes - SCE 8. Nommez maintenant la temporisation ‚T1’ et entrez une valeur temporelle de 10 secondes en format S5Time : ‚S5t#10s’ . De plus, complétez les entrées 'E 0.0' et 'E 0.1' de la fonction ET et entrez un commentaire pour le réseau et le bloc. ( → T1 → S5T#10s → E0.0 → E0.
Automatisation et technique des commandes - SCE 9. Insérez ensuite un nouveau réseau en cliquant sur l'icône ‚ 10. Cliquez ensuite sur l'icône ‚ ’ dans la barre d’outils.
Automatisation et technique des commandes - SCE 11. L'affectation s'applique à la sortie 'A4.0' et vaut pour la durée où le signal 'T1' est égal à "High“. Insérez encore ces deux opérandes avant d'enregistrer ‚ programmable ‚ Indications : ’. ( → A4.0 → T1 → → ’ FC1 et de le charger dans l’automate ) Ne fermez pas l’éditeur de programmes „CONT/LIST/LOG“. Ou bien, vous commutez en bas de page sur SIMATIC Manager (Point 12) Ou bien, vous appelez OB1 avec la fonction „OUVRIR“. 12.
Automatisation et technique des commandes - SCE 13. Conservez les propriétés de OB1 et validez avec ‚OK’ ( → OK) 14. Sélectionnez dans l'éditeur de programmes 'CONT/LIST/LOG' le langage de programmation 'LOG' dans le menu 'Affichage'.
Automatisation et technique des commandes - SCE 15. Insérez la 'FC1' qui se trouve dans le dossier 'Blocs FC' du catalogue en double-cliquant avec la souris dans le réseau 1 du bloc OB1. Enregistrez ensuite OB1 ‚ l’automate programmable ‚ ’ .
Automatisation et technique des commandes - SCE 10. TEST DU PROGRAMME STEP 7 DANS LA CPU 1. Pour visualiser le programme du FC1, sélectionnez dans l'éditeur de programmes 'CONT/LIST/LOG' le menu ‚Fenêtre’ puis ‚FC1’.
Automatisation et technique des commandes - SCE 2. Un clic de la souris sur l'icône avec des lunettes ‚ ’ lance la visualisation du programme de FC1. Vous pouvez alors voir le temps de la temporisation s'écouler et l'état logique des entrées et sorties changer.
