Siemens A3 Network Router User Manual

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
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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).
Tout non-respect de cette règle entraînera des dommages et intérêts. Tous les droits, ceux de la traduction y
compris, sont réservés, en particulier dans le cas de brevets ou de modèles déposés.
Nous remercions l’entreprise Michael Dziallas Engineering et les enseignants d’écoles professionnelles ainsi que
tous ceux qui ont participé à l’élaboration de ce document.
Document de formation T I A
Edition : 05/2004 ; fr : 05/2005
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Module A3
Programmation d’automate ‚Startup’ avec STEP 7
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......................................................................
8
4.
Paramétrage de l’interface de programmation (PC Adapter) .......................
9
5.
Qu’est ce qu’un automate et à quoi sert-il ?.................................................
14
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.7.1
5.7.2
5.7.3
5.8
Que signifie le concept automate programmable ?..............................................
Comment l’automate programmable commande-t-il le processus ? ......................
Comment l’automate reçoit-il les informations sur les états du processus ?..........
Quelle est la différence entre les contacts à ouverture et à fermeture ?.................
Comment l'automate adresse-t-il des signaux d'entrée/sortie ? ............................
Comment le programme est-il traité dans l’automate ?........................................
A quoi ressemblent les opérations logiques dans le programme de l'automate ? ...
ET logique ......................................................................................................
OU logique .....................................................................................................
Négation.........................................................................................................
Comment le programme d'automatisation est-il créé ?
Comment arrive-t-il dans la mémoire de l’automate programmable ?.....................
14
14
15
15
16
17
18
18
20
21
6.
Installation et mise en service du SIMATIC S7-300 .......................................
23
7.
Exemple d’application..................................................................................
26
8.
Création du projet STEP 7 ............................................................................
27
9.
Ecriture du programme STEP 7 dans le logigramme LOG............................
35
10.
Test du programme STEP 7 dans la CPU......................................................
47
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22
Module A3
Programmation d’automate ‚Startup’ avec STEP 7
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Les symboles suivants seront utilisés dans ce module :
Information
Installation
Programmation
Exemple d’application
Indications
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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.
Connaissances de base de la
programmation STEP 7
2 - 3 jours
Module A
Fonctions avancées de la
programmation STEP 7
2- 3 jours Module B
Langage de
programmation
2- 3 jours Module C
Système de bus
série industriels
2- 3 jours Module D
Simulation de dispositif
avec SIMIT SCE
1-2 jours Module G
Visualisation des
processus
2- 3 jours Module F
Communication IT
avec SIMATIC S7
1- 2 jours Module E
Objectif :
Dans ce module, le lecteur va apprendre comment programmer un automate programmable à l’aide de
l’outil STEP 7. Ce cours a pour but de vous donner les notions de base et présente la manière de
procéder à travers un exemple détaillé.
•
•
•
•
•
Installation du logiciel et paramétrage de l'interface de programmation
Explication de ce qu’est un automate programmable et de son fonctionnement
Installation et mise en service d’un automate SIMATIC S7-300
Création d’un programme-exemple
Chargement et test du programme-exemple
Pré-requis :
Les connaissances suivantes sont requises pour l’étude de ce module :
•
Systèmes d’exploitation : Windows 95/98/2000/ME/NT4.0/XP
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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.
Exemple de configuration :
- Bloc d’alimentation : PS 307 2A
- CPU : CPU 314
- Entrées numériques : DI 16x DC24V
- Sorties numériques : DO 16x DC24V / 0,5 A
2 STEP7
1 PC
3 PC Adapter
4 S7-300
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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.
L'automate S7 est constitué d'une alimentation, d'une CPU et d'un module d'entrées ou de sorties
(Modules E/S). 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 pas à pas 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 (S).
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
-
SIMATIC 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
Vous trouvez pour toutes ces fonctions une aide en ligne détaillée.
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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.
La version STEP 7 Mini (n’est plus disponible !) en tant que version pour débutant. Aucune
autorisation n’est requise. Cette version ne permet pas l’utilisation d’autres logiciels tels que S7PLCSIM ou S7-GRAPH.
STEP 7 est livré sur Cd-rom, avec une disquette pour la version de base de STEP 7contenant
l'autorisation qui devra être transférée au PC et permet l'utilisation de la version de base de STEP 7.
Cette autorisation peut être retransférée sur la disquette pour être utilisée sur un autre PC. Pour en
savoir plus sur l'installation et le transfert des autorisations, veuillez vous référer au module 2 –
Installation de STEP 7 V5.x / Manipulation de l'autorisation.
Pour installer STEP 7, procédez comme suit :
1.
2.
3.
Insérez le CD de STEP 7 dans le lecteur de CD-ROM.
Le programme est automatiquement lancé. Si ce n'est pas le cas, effectuez un double clic sur le
fichier → 'setup.exe'.
Le programme d’installation vous guide tout au long de l'installation de STEP 7.
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 d’installation 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.
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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.
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 (Ex : carte MPI-ISA)
Processeurs de communication PCI pour le PC (Ex : CP5611)
Processeurs de communication PCMCIA pour le portable (Ex : CP5511)
Adaptateur pour la communication via l'interface série du PC ou du portable (Ex : PC Adapter)
Nous décrivons par la suite étape par étape comment installer et paramétrer le PC Adapter pour le PC.
1.
Appelez le 'Paramétrage de l'interface PG/PC'. ( → Démarrer → SIMATIC → STEP7 →
Paramétrage de l'interface PG/PC)
Cliquez sur
‘Paramétrage
de l’interface
PG/PC’
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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).
Cliquez sur
‘Installer’
Cliquez sur
‘Adaptateur PC’
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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.
Choisissez les 'Propriétés' du 'PC Adapter (MPI)’ ( → PC Adapter (MPI) → Propriétés)
Cliquez sur
‘Propriétés’
Cliquez sur ‘Adapter
PC (MPI)'
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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.
Sélectionnez des valeurs pour ‚Adresse MPI’, ‚Délai d’attente’, ‚Vitesse de transmission’ et
‚Adresse la plus élevée’.
Adresse MPI du
PC/PG
Délai d’attente
Taux de Baud
Adresse la plus élevée
Indications : Il est recommandé de laisser les valeurs par défaut !
8.
Validez les paramètres ( → 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.
11. Cliquez ensuite sur le bouton '
– Partenaires accessibles'. Si tous les paramètres sont
corrects, l’image suivante s’affiche avec le répertoire des partenaires MPI accessibles.
Vous pouvez également lire ici l’adresse MPI de la CPU connectée, qui est à l’adresse par défaut
2. Si plusieurs automates sont connectés ou si des CP/FM sont branchés sur l’automate, alors il
apparaîtra ici plusieurs adresse MPI. ( →
)
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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.).
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 de
machine
Mémoire
Programme avec
instructions
Automate programmable
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 programmable
La lampe ne s’allume pas
M
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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. 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
Commutateur fermé
24V
Les entrées de l'automate acquièrent les
informations sur les états du processus.
Entrées
0V
Automate programmable
Commutateur ouvert
24V
5.4
QUELLE EST LA DIFFERENCE ENTRE LES CONTACTS A OUVERTURE ET A FERMETURE ?
On distingue parmi les capteurs de signaux les contacts à ouverture et les contacts à fermeture.
Le commutateur ci-dessous est un contact à fermeture qui se ferme lorsqu'il est activé.
Contact à
fermeture au
repos
Contact à
fermeture
ouvert
Contact à
fermture
activé
Contact à
fermeture
fermé
Le commutateur ci-dessous est un contact à ouverture qui est fermé quand il n’est pas activé.
Contact à
ouverture au
repos
Contact à
ouverture
fermé
Contact à
ouverture
activé
Contact à
ouverture
ouvert
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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.
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 programmable représenté ici a les octets d'entrée 0 et 1 ainsi que les octets de sortie 4 et
5.
Pour adresser par exemple la cinquième entrée à partir du haut, il faut entrer l'adresse suivante :
E
0.4
E désigne le type de l’adresse : Entrée, 0 l’adresse de l’octet et 4 l’adresse du bit.
L'adresse de l'octet et l'adresse du bit sont toujours séparées par un point.
Indications :
L'adresse du bit de la cinquième entrée est un 4 car la numérotation commence à
zéro.
Pour adresser par exemple la dernière sortie, il faut entrer l'adresse suivante :
A
5.7
A désigne le type de l’adresse : Sortie, 5 l’adresse de l’octet et 7 l’adresse de bit.
L'adresse de l'octet et l'adresse du bit sont toujours séparées par un point.
Indications:
L'adresse du bit de la dernière sortie est un 7 car la numérotation commence
à zéro.
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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). Si l'entrée est sous tension, l'information
1 ou "High" sera enregistrée. Si l'entrée n'est pas sous tension, l'information 0 ou "Low" sera
enregistrée.
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 mnémoniques.
Dans la troisième 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 revient ensuite 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
mnémoniques
Programme de
l’automate
programmable dans la
mémoire du programme
MIE
1ière instruction
2ème instruction
3ème instruction
4ème instruction
...
Compteur
Dernière instruction
MIS
Tempos
Mnémonique
3. Transfert de l’état de la
MIS aux sorties.
Indications : 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
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.
Il existe de nombreuses opérations logiques pouvant être mises en œuvre dans des programmes
d'automatisation.
L'opération ET et l'opération OU ou bien la NEGATION d'une entrée sont les opérations les plus
fréquemment utilisées et seront expliquées ici à l'appui d'un exemple.
Indications : Pour obtenir rapidement et efficacement des informations sur les autres opérations
logiques, consultez l'aide en ligne.
5.7.1
ET LOGIQUE
Exemple d'une opération ET :
La lampe doit s'allumer après l’activation simultanée de deux contacts à fermeture.
Schéma de circuits :
S1
S2
24V
H1
M
Explications :
La lampe H1 s'allume au moment précis où les deux commutateurs sont activés.
Si les commutateurs S1 et S2 sont activés, alors la lampe H1 s’allume.
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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 4.0
La lampe H1 doit
s’allumer, si les
commutateurs S1 et
S2 sont activés.
Opération ET dans LOG :
L'opération ET est programmée dans le Logigramme (LOG) par le symbole ci-dessous et est
représentée de la manière suivante :
Entrées de
l’opération ET.
Il est possible de
mettre plus de deux
entrées !
E 0.0
E 0.1
Sortie associée à
l'instruction
d'affectation.
&
Représentation
graphique de
l'opération ET logique
A 4.0
=
Affectation du
résultat de l'opération
logique
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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.
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. Ici S1 est
relié à l'entrée E 0.0 et S2 à l'entrée E 0.1.
De plus, la lampe H1 doit 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 4.0
La lampe H1 doit
s’allumer, si le
commutateur S1 ou
S2 est activé.
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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
5.7.3
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 ET est programmée dans le Logigramme (LOG) par le symbole
ci-dessous et est représentée de la manière suivante :
Entrée de l’opération
ET qui doit être niée
E 0.0
E 0.1
Représentation
graphique de la
négation
&
A 4.0
=
La tension est appliquée à la sortie A 4.0, si E 0.0 est désactivée et E 0.1 activée.
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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. Création du
programme
d’automatisation
avec STEP 7 sur le
PC.
PC avec STEP 7
2. Connexion du
PC avec
l’interface MPI
de l’automate
programmable.
Adaptateur PC
3. Chargement du
programme du PC dans la
mémoire de l’automate
programmable.
Automate S7-300
Indications : Cette procédure est décrite étape par étape dans les chapitres 8 à 10.
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6.
INSTALLATION ET MISE EN ŒUVRE DU SIMATIC 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 (ex :
CPU314C) ou avec interface PROFIBUS intégrée (ex : CPU315-2DP)
Modules d'alimentation PS avec 2A, 5A ou 10A
Modules d'extension IM pour configuration de plusieurs lignes du SIMATIC S7-300
Modules de signaux SM pour entrées et sorties numériques et analogiques
Modules de fonction FM pour fonctions spéciales (ex : pilotage d’un moteur pas à pas)
Processeurs de communication CP pour la connexion au réseau
Indications : Pour ce module, vous aurez seulement besoin d'un module d'alimentation, d'une CPU
quelconque et d'un module d'entrées et de sorties numériques.
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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. Celui-ci est principalement un commutateur à clé amovible qui permet de basculer
dans les modes de fonctionnement MARCHE (RUN) et ARRËT (STOP). Les modes de fonctionnement
suivants sont possibles :
RUN-P :
RUN :
STOP :
MRES :
Exécution du programme ; toutes les fonctions
PG sont autorisées
Exécution du programme ; seules les fonctions
PG lecture sont autorisées
Le programme n'est pas exécuté ; toutes les
fonctions PG sont autorisées
Position dans laquelle un effacement général
peut être effectué
Indications : Le commutateur pour les CPU de la série CPU31xC est un interrupteur à bascule. Il
manque alors ici le mode de fonctionnement Marche avec protection en écriture. Les fonctions PG
écrites sont permises en mode Marche.
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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
Le témoin STOP s’allume
1
Mettez le commutateur
de mode de
fonctionnement en
position STOP.
2
Mettez le commutateur
en position MRES et
maintenez-le dans cette
position (environ 3
secondes) jusqu’à ce que
le témoin STOP se
rallume
Le témoin STOP s’éteint et après
environ 3 secondes, s’allume à
nouveau. Pour les nouvelles CPU,
attendez que le témoin STOP s’allume
une seconde fois.
Important : Entre les étapes 2 et 3, il
doit s’écouler au maximum 3
secondes.
3
Remettez le
commutateur en position
STOP et ensuite
remettez en position
MRES après un délai de
2 secondes
Le témoin STOP clignote pendant
environ 3 secondes et se rallume
ensuite : Tout est o.k.; l’effacement
général de la CPU a été exécuté
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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.
Pour des raisons de sécurité, la presse doit remonter lorsque le bouton-poussoir S1 est relâché ou que
le capteur cage de protection B0 ne réagit pas.
Liste d’attribution :
Adresse
Mnémonique
E 0.0
E 0.1
A 4.0
B0
S1
Y0
commentaire
Capteur cage de protection
Bouton poussoir de démarrage
Soupape 5/2 pour le cylindre de presse
Presse avec cage de protection
Press with protection cage
Bouton-poussoir S1
pour le démarrage de
l’activité de la presse.
La soupape 5/2 commande le
cylindre de la presse.
Le cylindre reste seulement
sorti durant le temps
d'activation de la sortie Y0.
Capteur de protection
Protection sensor
Cage de protection
empêchant l'opérateur
de se blesser.
Le capteur B0
reconnaît si la cage
de protection est
descendue.
Presse pour
moulage sous
pression de formes.
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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).
La structure matérielle de l’automate programmable est reproduite dans les répertoires ‚Station
SIMATIC 300’ et ‚CPU’. Un tel projet est par conséquent toujours spécifique au matériel.
Chaque projet est créé dans STEP 7 avec une structure prédéfinie. Les programmes sont enregistrés
dans les répertoires suivants :
Projet :
Ce répertoire contient le
matériel (ex : stations
SIMATIC 300) et les sousréseaux (ex : MPI et
PROFIBUS).
Stations SIMATIC 300 :
C'est ici que sont stockées
les données de la
configuration matérielle
(Hardware/SC*1) et de la
CPU.
Sources/SO*1 :
C'est ici que sont stockées les
sources (ex : les sources
SCL) qui seront compilées en
un programme exécutable.
Blocs/AP-off*1 :
C'est ici que sont
enregistrés les blocs de
programme ( OB, FB, FC,
SFB, SFC, DB etc. ).
CPU :
C'est ici que sont
créés le programme
S7 et les partenaires
de liaison mis en
réseau
(Liaisons/CO*1).
Programme S7 :
C'est ici que sont gérés les
programmes utilisateur
(Blocs/AP-off*1), les tables de
mnémoniques
(Mnémoniques/SY*1) et les
sources (Sources/SO*1).
Mnémoniques/SY* 1 :
C'est ici que sont enregistrées
les tables de mnémoniques
pour l'adressage symbolique.
*1 Désignations de la version 2.x de STEP 7
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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.
Blocs/AP-off*1 :
C'est ici que sont stockés
les blocs de programme
(OB, FB, FC, SFB, SFC,
DB etc. ).
Mnémoniques/SY* 1 :
C'est ici que sont stockées les
tables de mnémoniques pour
l'adressage symbolique.
Programme S7 :
C'est ici que sont gérés les
programmes utilisateur
(Blocs/AP-off*1), les tables de
mnémoniques
(Mnémoniques/SY*1) et les
sources (Sources/SO*1).
*1 Désignations de la version 2.x de STEP 7
Indications : Cet exemple est créé sans configuration du matériel. Les programmes peuvent donc être
chargés dans n'importe quelle configuration SIMATIC S7-300, S7-400 ou WinAC. Seules les adresses
des entrées et sorties devront le cas échéant être modifiées.
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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. Nous allons donc commencer à créer
un projet ( → Fichier → Nouveau)
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3.
Donnez au projet le ‚Nom’ de ‚Startup’. ( → Startup → OK)
4.
Ensuite, insérez dans le projet ‚Startup’ un nouveau ‚Programme S7’. ( → Startup → Insertion
→ Programme → Programme S7)
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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.
Elle permet de décomposer une tâche en plusieurs tâches partielles qui sont ainsi plus faciles à
résoudre et à tester dans leur fonctionnalité.
Structure du programme de l'exemple :
Bloc d’organisation
OB1
Bloc appelé
cycliquement par le
système d'exploitation.
Ici est appelée la
fonction FC10
CALL FC1
Fonction
FC1
Contient dans cet
exemple le programme
proprement dit pour la
commande de la
presse. Elle est
appelée par l'OB1.
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6.
Sélectionnez le dossier 'Blocs' pour insérer un nouveau bloc FC1 dans le projet. ( → Blocs)
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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. ( → FC1 → OK)
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9.
Les deux blocs OB1 et FC1 sont à présent insérés dans SIMATIC Manager pour servir
ultérieurement à la programmation.
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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'. Pour l’ouvrir, double-cliquez sur son
icône dans ‚SIMATIC Manager’ ( → FC1)
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2.
Sélectionnez dans l'éditeur de programmes 'CONT/LIST/LOG' , le langage de programmation
Logigramme 'LOG' dans le menu 'Affichage'.( → Affichage → LOG)
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3.
L'interface de programmation pour une programmation en logigramme (LOG) est de la manière
suivante :
Commandes fréquemment
utilisées telles que boîte ET,
boîte OU, affectation, entrée
binaire, négation de l'entrée
binaire, branchement T,
connexion
Chargement du
Insertion d’un
Catalogue complet des
bloc dans la
nouveau réseau
Sauvegarde du CPU
éléments de programme
bloc
Table de déclaration des
variables (n'est pas utilisée
dans cet exemple)
Champs de
commentaires et titres
de réseaux et de blocs
Vous faîtes glisser les éléments de
programme avec la souris dans le réseau.
Il ne vous reste plus qu'à entrer vos
opérandes.
C'est ici que vous
programmez la tâche à
l'aide des éléments
graphiques LOG
Indications : Les programmes dans les blocs de STEP 7 sont développés dans des réseaux séparés.
Ceci permet de créer de larges structures et permet une meilleure documentation des titres de
réseaux.
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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.
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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'. La sortie 'Q' est remise à '0' si le temps
prédéfini sous 'TW' est écoulé ou si le niveau du signal de l'entrée SET 'S' est à nouveau '0'.
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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.( → S_IMPULS)
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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
. (→ S →
)
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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 → E0.1 →
commentaires)
Indications : La saisie du temps pour une temporisation doit respecter la syntaxe suivante :
S5T# 10s
Saisissez d'abord S5T# pour le format puis directement le temps voulu en secondes (ici 10 Secondes).
Il est également possible d'entrer des millisecondes (MS), des minutes (M) et des heures (H). Il est
également possible de combiner ces unités (ex : S5T#3M_3S).
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9.
Insérez ensuite un nouveau réseau en cliquant sur l'icône ‚
10. Cliquez ensuite sur l'icône ‚
’ dans la barre d’outils. ( →
’ pour insérer une affectation ( →
)
)
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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. Pour programmer l'appel de la fonction FC, ouvrez le bloc 'OB1' dans 'SIMATIC Manager' par
double clic (→ SIMATIC Manager → OB1)
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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'.( → Affichage → LOG)
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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 ‚
’ . ( → Blocs FC → FC1 →
’ et chargez ce bloc dans
→
)
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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’. (→ Fenêtre → FC1)
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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. ( →
)
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