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Auteur(s)
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Michel BERTRAND : Docteur-Ingénieur - École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers ENSAM - Centre d’Enseignement et de Recherche de Lille
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’automate programmable industriel API (ou Programmable Logic Controller PLC) est aujourd’hui le constituant le plus répandu des automatismes. On le trouve non seulement dans tous les secteurs de l’industrie, mais aussi dans les services (gestion de parkings, d’accès à des bâtiments) et dans l’agriculture (composition et délivrance de rations alimentaires dans les élevages). Il répond aux besoins d’adaptation et de flexibilité de nombres d’activités économiques actuelles. Cette place majeure soulève bien sûr un certain nombre de questions. C’est à ces questions que nous allons essayer de répondre ici, en mettant en évidence :
-
ses caractéristiques propres, matérielles et logicielles ;
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sa capacité à s’intégrer dans un ensemble plus large, et donc à répondre aux besoins d’un système automatisé de production SAP.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de déc. 2010 par Michel BERTRAND
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API, composant d’automatisme1. Besoins de l’automatisation
L’évolution des techniques s’est traduite pour l’automatisation par :
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un développement massif ;
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une approche de plus en plus globale des problèmes ;
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une intégration dès la conception de l’installation.
On est ainsi passé du stade de la machine automatisée à celui du système automatisé de production.
1.1 Systèmes automatisés de production
Un système automatisé de production SAP (notion assez large qui inclut des systèmes de contrôle, de conditionnement, d’analyse...) reçoit un flux de matière ou de produits et génère un flux de produits plus élaborés (moulés, usinés, assemblés, testés, etc.). Il doit aussi gérer l’alimentation en énergie, ainsi que des flux auxiliaires tels les consommables, les déchets, tout en minimisant les stocks initiaux, finaux et intermédiaires. Tout cela, ajouté à des exigences sans cesse accrues de qualité, sécurité, flexibilité entraîne un accroissement des besoins, en particulier la manipulation d’un grand nombre de variables et la gestion de véritables flux de communication.
Cela explique que les systèmes câblés deviennent trop volumineux et trop rigides pour de telles applications, et que l’on se tourne donc vers des solutions utilisant les techniques de traitement de l’information par processeurs programmables. La solution reposant sur un processeur central unique s’étant vite révélée peu économique du point de vue câbles, complexe quant à la maintenance voire dangereuse en cas d’incident, l’utilisation de processeurs spécialisés et interconnectés s’est aujourd’hui largement imposée.
L’architecture décentralisée qui en résulte facilite la conception et l’installation en permettant de fractionner les études, la mise en place, les tests ; elle améliore aussi la maintenance (modification aisée des programmes, de parties du système automatisé) et se traduit par plus de flexibilité et de disponibilité. Elle entraîne toutefois, du fait des multiples sous-ensembles fonctionnels, un fort accroissement des besoins de communication et de gestion.
La figure 1 illustre le fonctionnement d’un SAP, tel que l’on en rencontre notamment, mais pas exclusivement, dans l’industrie manufacturière (chaînes...
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