Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Composant majeur des systèmes automatisés de production, l'automate programmable industriel (API) s'est vendu à des millions d'exemplaires. L'article s'efforce d'abord de définir l'API par ses caractéristiques dominantes, en premier lieu la résistance à l'environnement industriel. Les éléments constitutifs de tout API, processeur, mémoire, entrées/sorties sont passés en revue, ainsi que les fonctions de base, les langages spécifiques, et les fonctions particulières, dites fonctions métier. La communication industrielle, intégrant l'API dans un système global de traitement de l'information, et la sécurité, celle de l'API lui-même et celle qu'il peut contribuer à garantir, sont ensuite examinées. Un exemple de mise en oeuvre dans le domaine manufacturier, en association à des PC et des robots, concrétise les notions présentées et illustre l'adaptation de l'API à la fois aux techniques de pointe et à des matériels de conception plus ancienne.
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Michel BERTRAND : Docteur-ingénieur
INTRODUCTION
Source de méfiance et d'inquiétude lors de son apparition dans un monde industriel où l'électronique était rare, l'automate est devenu un produit banal ne donnant pas lieu à des annonces technico-commerciales spectaculaires. Certains aujourd'hui le voient comme une simple parcelle particulière du monde du PC, ou au mieux comme un composant transparent pour l'utilisateur. En fait, paradoxalement, vu sa grande diffusion, il s'est fait oublier, et est finalement méconnu.
Il possède pourtant des qualités propres qui le rangent dans une catégorie spécifique d'organes de commande, à côté notamment des PC, des microcontrôleurs, des systèmes numériques de contrôle-commande (SNCC), des contrôleurs d'automatismes programmables (PAC) : robustesse dans des conditions industrielles, positionnement temps réel, variété de configurations, de tailles et de présentations, facilité de programmation par des non-spécialistes, intégration aisée à des ensembles-métier dans nombre d'applications. Ses limites en mémoire et capacité de traitement peuvent être dépassées par une judicieuse association avec d'autres systèmes numériques, via des réseaux locaux industriels.
Le développement de nombreuses fonctions métier, sous forme de modules logiciels et/ou matériels, celui concomitant de nouveaux moyens de communication et d'outils logiciels appropriés facilitant sa mise en réseau, entraînant ainsi une diminution du câblage et la possibilité d'une programmation à plus haut niveau, en font un bon organe de la production automatisée flexible, prenant en compte les exigences actuelles en matière de sûreté de fonctionnement.
L'expertise technique et scientifique de référence
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- Version archivée 1 de mars 2001 par Michel BERTRAND
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Automates et sécurité
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4. Communication et intégration dans une chaîne de traitement
Les progrès fulgurants de l'informatique ont amené dans le monde industriel la création de l'usine numérique, qui permet l'acheminement direct d'informations de manière quasi-instantanée entre le sommet de l'entreprise et l'organe physique d'exécution, en franchissant tous les étages de la pyramide CIM (Computer integrated manufacturing) illustrée à la figure 6.
Même si la possibilité pour le dirigeant de l'entreprise de pouvoir agir à tout instant sur une vanne ou lire une température d'échangeur à 1 000 km de son bureau reste assez symbolique, les échanges sous forme numérique entre les différents secteurs de l'entreprise se sont multipliés, facilitant tant l'exploitation que la conception et la maintenance. Cette multiplication s'est heurtée à de nombreux problèmes, qui sont encore loin d'être totalement résolus, et que nous classerons en deux catégories :
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le support physique de l'information, qui en permet l'acheminement ;
-
le protocole, qui doit garantir la transmission effective mais aussi la bonne interprétation du message transmis par le destinataire.
Dans les deux cas, une standardisation tend à se développer, même si, dans la communication industrielle, l'ouverture s'oppose souvent à la fiabilité et à la sécurité.
L'API s'est bien adapté à cette situation :
-
en offrant des possibilités de communication variées et sécurisées ;
-
en permettant sa programmation par des personnes non spécialistes avec un minimum de manipulation spécifiques.
4.1 Intégration de l'API dans le système d'information
La communication industrielle traduisant la pyramide CIM peut se représenter par le schéma de la figure 7, sur lequel nous nous appuierons pour examiner les différentes modalités d'échange.
HAUT DE PAGE4.1.1 Couche physique de la communication
Nous l'étudierons en fonction de la distance, dont les strates correspondent aussi, globalement, à des niveaux fonctionnels différents.
Elle assure toujours une transmission série, bit à bit, mais...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HUSSON (R.) et autres - Automatique. Du cahier des charges à la réalisation de systèmes - Dunod (2007).
-
(2) - GODOY (E.) et autres - Régulation automatique - Dunod (2007).
-
(3) - GLASER (A.) - Sécurité ou disponibilité ? Les deux ! - Mesures, n° 777 (Septembre 2005).
-
(4) - HARDOUIN (P.) - Renaissance dans l’atelier, sans incidence pour bébé - Mesures, n° 778 (Octobre 2005).
-
(5) - BERTRAND (M.) et autres - La plate-forme technologique Agile Systems Engineering : un lieu d'échanges pédagogie-recherche-transfert - 11e Colloque National AIP PRIMECA, La Plagne (22-24 avril 2009).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Supervision : outil de mesure de la production
ANNEXES
École d'ingénieurs du Canton de Vaud (consulté en mars 2010)
GEEA (consulté en février 2010)
http://www.geea.org/IMG/pdf/LES_AUTOMATES_PROGRAMMABLES_INDUSTRIELS_pour_GEEA.pdf
HU Jean-Louis, L'Automate Programmable Industriel (consulté en février 2010)
http://pagesperso-orange.fr/hu.jean-louis/ressourc/auto/pdf/api.pdf
Université catholique de Louvain, cellule de recherche Architecture et climat (consulté en avril 2010)
http://www.energieplus-lesite.be
HAUT DE PAGE
NF EN 61131, UTE Automates programmables : éditée et diffusée par l’Union Technique de l’Électricité (reprend la CEI 1131 ; en anglais).
NF EN 61131-1 ((décembre 2004)), Partie 1 : informations générales – Elle spécifie les fonctions d'entrée de programme, d'essais, de supervision, des systèmes d'exploitation.
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