TP Init Step7-2

LP AII – parcours « Automatismes Supervisés »

TP d'automatismes : Prise en Main de Step 7 ** durée : 3h

Prise en main du logiciel STEP 7 → Configuration du projet → Programmation de grafcets avec S7Graph → Gestion des modes de marche

1. P RISE RISE EN MAIN DU LOGICIEL STEP 7. Step 7 est la suite logicielle permettant la programmation des API SIEMENS. Cet outil de programmation est basé sur la norme CEI 61-131 et met en ouvre les langages définis par cette norme et permet naturellement de procéder aux configurations matérielles et réseau des équipements mis en œuvre. Nous allons, au travers de cette partie : –

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Confi Configu gure rerr un proj projet et STEP STEP7 7 (Con (Confi figu gura rati tion on maté matéri riell elle e : Auto Automa mate te,, cart cartes es d'E/ d'E/S. S... .. et logi logici ciel elle le : mnémoniques...) Expliquer la structure du projet (blocs de programmes, de données etc...) Créer différents blocs de programmations mettant en œuvre différentes fonctions de bases (fonctions logiques, mémoires, fonctions arithmétiques, temporisations, compteurs etc...) dans différents langages (SFC=>GRAPH, , CFC => LOG, LD => CONT) Utiliser le simulateur PLCSIM intégrée à PL7 pour valider le fonctionnement du programme.

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Configuration du projet

Q1) Lancez « Simatic Simatic Manager » et fermez l'assista l'assistant nt de création création de projet qui se lance automatiquem automatiquement. ent. Créez un nouveau fichier de projet, choisir le répertoire de destination et nommez le projet. Nous allons commencer par définir la station (CPU) que nous allons programmer. Celle-ci fait partie de la famille S7-300 :

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- TP de prise en main du logiciel Step7 -

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Q2) Ouvrez ensuite l'outil de configuration matérielle (HW Config, comme « Hardware Configuration »):

Q3) Cliquez-droit sur la page blanche créée, puis insérez un rack vide :

Il s'agit ensuite de placer sur chaque emplacement du rack les différents éléments conformément à ceux présents sur la platine de TP, à savoir : – – – – –

L'alimentation (PS 307 - 5A) La CPU (315F 2PN/DP : 315-2HF13-0AB0 v2.6) – d'adresse IP 192.0.1.10 Carte analogique (4E, 2S sur 8 bits) : SM334 Carte E/S TOR : (16E/16S 24V) : SM323 Carte E TOR : (16E, 24V) : SM321

Q4) Pour placer un élément sur le rack, cliquez droit sur l'emplacement désiré, puis « objet ». Sélectionnez ensuite dans les répertoires les éléments souhaités. Complétez la configuration conformément aux consignes ci-dessus, puis sauvegardez et fermez « HW Config ».

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Q5) Pour paramétrer la configuration, dans le menu « outil » choisir « Paramétrer l'interface PG/PC », puis sélectionnez la carte réseau TCP/IP (auto) :

Q6) Cliquez sur propriétés, vérifiez que cette connexion est bien installée. Votre projet est à présent configuré au niveau matériel et en ce qui concerne la communication avec l'automate.

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Adressage des données et saisie des Mnémoniques

Nous allons dans cette partie attribuer des noms aux entrées/sorties correspondant aux éléments de la platine de test (voyants, interrupteurs, boutons poussoirs et potentiomètre). •

La convention adoptée par Siemens pour l'adressage des données est le suivant :

%A 0 . 3 Type de Donnée : %E : bits d'entrée %A : bits de sortie %M : bits mémoire, %EW : mots d'entrée %MW : Mots internes %AW : Mots de sortie

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N° de l'octet (pour les E/S TOR)

N° du bit

OU N° du mot

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Q7) Ré-ouvrir l'outil ,de configuration matérielle. Faire un clic-droit sur la première carte d'E/S (carte analogique), puis « éditer les mnémoniques :

Q8) Renommez les 4 entrées analogiques « E_Ana1 » à « E_Ana4 » et les 2 sorties « S_Ana1 » et « S_Ana2 ». Q9) Procédez de la même façon pour la carte d'E/S TOR, en renommant les 8 premières entrées E1 à E8 et les 8 premières sorties S1 à S8.

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Organisation du Programme.

La partie programme utilisateur est composée de « blocs » dans Step7. Au minimum, tout programme contient un bloc nommé « OB1 » : «Organisation Bloc n°1 ». Il s'agit en quelque sorte du programme principal qui sera chargé d'appeler les éventuels « sous programmes » (qui pourront être des fonctions ou des blocs fonctionnels ». Nous allons créer à titre d'exemple un petit grafcet et réaliser son appel via OB1. Q10) Dans le navigateur, cliquez droit sur « blocs », puis :

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Q11) Nommez ce bloc et choisissez le langage « Graph » (équivalent du SFC) :

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La programmation de la structure du graphe se fait facilement en utilisant les icônes situées à gauche de l'écran :

Les transitions se programme en langage LOG (logigramme, équivalent du CFC ou FBD). Enfin, pour ajouter une action, il faut faire un clic droit à droite de l'étape. On peut choisir différents attributs (N, S, R etc...).

Q12) Réaliser le grafcet proposé au tableau, puis sauvegardez votre travail, puis fermez « S7-GRAPH ». Q13) Double-cliquez sur OB1, et choisir le langage « LOG ». Pour réaliser l'appel du grafcet précédent, faîtes un glisser comme suit :

« Glisser »

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Q14) Instanciez le bloc en lui attribuant le nom proposé par défaut (DB1 : bloc de données associé au bloc fonctionnel FB1). Q15) Il ne reste maintenant plus qu'à tester le programme sur la maquette, ou en simulation**. Pour cela, il faut : Charger les blocs programmés : –

- Répondre « OUI » (ou « TOUS ») à tous les message d'avertissement, Une fois le programme chargé, vous pouvez visualiser l'évolution du grafcet en rouvrant « S7-GRAPH » puis en cliquant sur l'icône « visualisation » (paire de lunettes). **simulation : - Pour activer la simulation, cochez la case correspondante dans SIMATIC Manager...

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… Puis insérer les entrées et sorties souhaitées (« insertion »), « entrées » ou « sorties » et tapez l'adresse de l'octet ou du mot à afficher. - Vous pouvez également affichez les mnémoniques correspondants :

- Cliquez sur « RUN » dans la fenêtre « CPU » pour lancer la simulation.

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2. L ANGAGE « GRAPH » : APPLICATION . Nous allons baser notre étude sur une chaîne de remplissage de bidons d'huile comprenant deux postes de travail « poste de remplissage » et « poste de bouchage »: Réservoir d’huile

Magasin de bouchons

Vérin B

Vérin A

Vanne

Tête de vissage

Bidons

Tapis pas à pas

La dépose et le retrait des bidons sur le tapis ne sont pas gérés par l'automate que nous programmerons dans ce TP.

1 Marche de Production Normale : − −

Le tapis avance d’un pas. Les postes de remplissage et de bouchage travaillent simultanément : − Remplissage : Descente vérin B, vérin en bas, ouverture vanne VAN pendant 3 secondes puis fermeture vanne et rentrée vérin B. − Bouchage : En position haute un bouchon se place, par gravité, dans la tête de vissage. Descente vérin A avec rotation H2 de la tête de vissage. Vérin sorti, remontée vérin sans vissage.

Affectations des entrées/sorties :

Description

Symbole

Rotation tapis. Détection rotation 1/4 de tour. Descendre. Poste de bouchage : Vérin A double effet, Remonter. Distributeur bistable. Détection poste en bas. Détection poste en haut. Rotation tête de vissage Descendre. Poste de remplissage : Vérin B simple effet, Le relâchement de B provoque la remontée Distributeur monostable Détection poste en bas. Détection poste en haut. Ouverture vanne

TAPIS PAS A+ Aa1 a0 VIS B

Adresse A5.0 E4.0 A5.1 A5.2 E4.1 E4.2 A5.3 A5.4

b1 b0 VAN

E4.3 E4.4 A5.5

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Q17) Établir le Grafcet de l'automatisme pour la marche « normale » décrite ci-dessus. Q18) Créez un nouveau projet STEP7 correctement configuré au niveau matériel. Q19) Saisissez les mnémoniques en respectant les adresses ci-dessus. Q20) Programmez votre grafcet dans un bloc fonction « FB1 », puis appelez ce grafcet avec le bloc d'Organisation OB1. Q21) Testez le fonctionnement de votre graphe par simulation.

2 Prise en compte de la présence des bidons. Vous allez à présent prendre en compte la présence ou l'absence de bidon aux postes de remplissage et de bouchage et décider ou non de réaliser l'action considérée.

Il faudra pour cela : − −

Réaliser les actions correspondantes de manière conditionnelle Valider les réceptivités correspondantes afin de passer les étapes en l'absence de bidon.

Pour programmer une condition sur une action : − −

Dans le menu « affichage » cliquez sur « Étape » puis programmez la condition nommée « verrouillage » avec les éléments du langage LOG. La lettre « C » apparaît au niveau de l'étape lorsque vous repassez en mode « Grafcet » pour indiquer qu'une condition est associée à cette étape.

Affectations des entrées/sorties Supplémentaires :

Description Présence Bidon Poste Remplissage Présence Bidon Poste Bouchage

Symbole pr pb

Adresse E4.5 E4.6

Q22) Programmez vos modifications (réceptivités & actions conditionnelles) dans le bloc FB1. Q23) Chargez le programme et testez son fonctionnement sur la platine.

3 Arrêt d'urgence. Q24) En modifiant le bloc OB1, réinitialisez le grafcet lorsque a1 et a0 sont actifs simultanément (cas impossible, correspond à une erreur sur les entrées), ou si un arrêt d'urgence (AU : E5.0) est enclenché. Q25) En vous aidant du document suivant, programmez le fonctionnement suivant : - Si le défaut sur les capteurs précédent apparaît 3 fois, l'arrêt est verrouillé et la sortie A5.7 clignote (durée 1s). Seul un reset de la CU permettra de reprendre un cycle.

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3. L ANGAGE « LOG » & GESTION DES ENTRÉES ANALOGIQUES. Q26) Dans le bloc OB1, réalisez les fonctionnalités suivantes (chacune des fonctionnalités correspondra à 1 réseau LOG): –

La sortie TO.R S1 clignote (1s) si la valeur de l'entrée analogique sort de la plage [150 – 300];

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La sortie analogique n°2 prend la valeur : S_ANA2 = (E_ANA4 – E_ANA3) * 2

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La sortie TOR S2 s'active si E_ANA2 dépasse 230, et se désactive lorsque cette même entrée redescend en-dessous de 100 (cycle d'hystérésis). Comptage des appuis sur E_TOR1, décomptage sur E_TOR2, remise à zéro sur E_TOR3, et activation de S_TOR4 si la valeur du compteur dépasse 10.

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