Architectures exemple

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exemple de choix d'architecture

Soit une application type définie ainsi :

L'application a automatisée est une machine spéciale composée de :
* 10 vérins sur l'installation (distributeurs 5/2 bistables) avec capteurs de fin de course sur chaque mouvement de vérin.
* 1 moteur asynchrone pour le convoyeur d'amenée des pièces
* 1 moteur asynchrone sur le convoyeur de sortie
* 1 moteur asynchrone sur le poste de travail
* 10 capteurs opto pour la détection des produits
Les moteurs sont pilotés par des variateurs de fréquence qui sont pilotés par l'automate .
Sachant que bien que toute l'installation est pilotée par un écran tactile et que l'ensemble est relié à un système de GPAO[1]

La première chose à réaliser, c'est une liste d'éléments (avec leurs mnémoniques) ainsi que la liste d'entrées sorties correspondantes.

Une fois cette liste établie, on peut au choix :

• soit établir une liste par élément et reporter un nombre dans le tableau précédent
• soit remplir le tableau précédent de manière textuelle puis de refaire le même de manière numérique.

Pour ma part je préfere la premiere solution lorsque tous les éléments On aura donc :

*Vérin :
** DO : sortir, rentrer => total : 2 (pilotage du distributeur bistable 5/2)
** DI : sorti, rentré   => total : 2 (capteurs de position fin de course vérin)
** AO :                 => total : 0
** AI :                 => total : 0

*Moteur :
** DO : marche/Arrêt            => total : 1 (en considérant que l'ordre de marche / arrêt se fait sur une seule entrée du variateur)
** DI : retour marche, défaut   => total : 2 (on récupérera ici une synthèse des défauts du variateur)
** AO : consigne de vitesse     => total : 1
** AI : retour vitesse          => total : 1 (généralement ce n'est pas utilisé directement)

*Cellules opto :
** DO :               => total : 0
** DI : Info Cellule  => total : 1
** AO :               => total : 0
** AI :               => total : 0

Cette liste a été construite en partant du principe que tout le pilotage se ferait via un écran tactile relié à l'automate par réseau, donc si ce n'est pas le cas, il faut rajouter dans les listes précédentes tous les boutons avance/recul, Marche/arrêt, potentiomètres de réglage, voyants d'états, afficheurs analogiques ...

On reporte ensuite ces informations dans notre tableau

On reporte ensuite tout cela dans le tableau

Les informations du tableau ne prennent en compte que les informations process, à ceci il faudra rajouter suivant l'installation des informations telles que :

* Les informations d'arrêt d'urgence (de préférence 1 par bouton d'arrêt d'urgence en évitant une information de synthèse) ainsi que le pilotage du relai d'arrêt d'urgence.
* Les informations sur les différentes alimentations présentes dans l'armoire et essentielles au fonctionnement
* Les informations pour le klaxon, les vérines lumineuses, gyrophares ...

Ces informations seront disponibles dans l'armoire et donc seront remontées directement sur des cartes d'entrées/sortie du rack automate.

Aux vues des informations déjà récoltées, nous pouvons commencer a contruire une ébauche d'architecture :

Notre rack automate comprendra donc :

• Un module d'alimentation (optionnel si l'alimentation est fournie par un appareillage exterieur)
• Un module CPU
• Un ou plusieurs coupleurs de communication (au minimum un pour la communication avec l'écran tactile)
• Une carte de 16 entrées TOR (pour toutes les informations citées ci-dessus)
• Une carte de 16 sorties TOR (pour toutes les informations citées ci-dessus)

Le début de notre architecture se rapporchera de quelque chose ainsi :

centralisée

Nous avons vu précédement que pour une architecture centralisée, toutes les informations étaient remontées au rack automate. Dans notre cas, il faudrait rajouté au rack :

• 36 ETOR
• 23 STOR
• 3 EANA
• 3 SANA

Astuce !
une petite astuce: : En général et pour des raisons de pièces de rechange, on utilise le même type de carte et l'on évite de mixer les références de carte dans la mesure du possible.

Si l'on considère que les cartes déjà présentes sont dédiées et que l'espace disponible dessus est réservé, il faudrait donc rajouter :

• 3 * 16 ETOR
• 2 * 16 STOR
• 1 * 8 EANA
• 1 * 8 SANA

La configuration finale ressemblerait à cela :

Maintenant qu'est ce que cela va nous couter :

* Matérel de la configuration
* Câbles de connexion aux capteurs et actionneurs
* Matériel pneumatique
* Temps et coût de ce cablage
* Réalisation des schémas éléctriques et pneumatiques

le tout pour la somme de XXX euros

A titre d'exemple, cette configuration pourrait être dans la gamme :

• SIEMENS S7-200 ou S7-300
• ROCKWELL MicroLogix ou CompactLogix

décentralisée

Pour l'architecture décentralisée, je vous proposerais plutot une architecture mixte, puisqu'une partie des informations nécessaires est remontée sur le rack automate (voir informations annexes au process)

Par choix, habitude, prix négociés .... diverses raisons qui valent ce qu'elles valent, j'ai pris l'habitude de travailler avec FESTO pour tout ce qui est pneumatique. De ce fait, j'utilise leur gamme "MPA"[2]

En utilisant cette technologie, et bien sur en mettant nos variateurs sur le même réseau que le module MPA, nous aurions une configuration automate qui ne changerait pas de la configuration de base.

la configuration E/S du MPA se résumerait à cela :

Les sorties de pilotage des distributeurs ont disparues puisqu'elles sont directement adressée via le réseau. Il en est de même pour toutes les informations moteurs. Dans notre cas, tous nos distributeurs seront regroupés sur un seul MPA afin de réduire le cout de la tête de communication du MPA. En cas d'installation "étendue", les distributeurs et les modules d'entrées peuvent être dispatchés sur plusieurs.

Astuce !

On peut encore optimiser par exemple avec SIEMENS et une CPU 313C qui intégre : :

• la CPU
• le coupleur de communication
• une carte 16 ETOR
• une carte 16 STOR

Il ne faut pas non plus oublier la connexion des variateurs au réseau choisi (soit une carte optionnelle sur le variateur, soit directement intégré)

Maintenant qu'est ce que cela va nous couter :

* Matérel de la configuration + module MPA
* Câbles de connexion aux capteurs (distance réduite due à la proximité du module)
* Mise en réseau des variateurs
* Réalisation des schémas éléctriques et pneumatiques

le tout pour la somme de XXX euros