Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Michel PINARD : Professeur au Conservatoire national des arts et métiers CNAM - Professeur à l'École supérieure d'ingénieurs en électronique et électrotechnique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Une application de contrôle-commande peut être définie comme un système informatique qui réalise l'acquisition de données par l'intermédiaire de capteurs et élabore des commandes envoyées au procédé physique grâce à des actionneurs. Présentes dans tous les secteurs industriels, ces applications nécessitent un développement rapide, de qualité et fiable. Habituellement réalisées à partir de langages de bas niveau (assembleurs) ou classiques (C, etc.), la programmation des systèmes informatiques destinés au pilotage de procédés physiques a été bouleversée par l'arrivée de langages graphiques plus simples, plus intuitifs et plus puissants d'un point de vue des bibliothèques disponibles.
Les ingénieurs ou techniciens, chargés de réaliser ces applications, ont généralement une formation ou une expérience basées plus sur les domaines de l'automatique ou de l'informatique industrielle que sur la programmation. De plus, ils utilisent fréquemment des méthodes graphiques de conception orientées vers les schémas blocs ou l'association de blocs fonctionnels comme le GRAFCET ou la méthode d'analyse SA-RT. Ainsi un langage de programmation graphique, fondé sur des transferts de données entre des nœuds fonctionnels, correspond parfaitement au contexte de travail des utilisateurs de ce domaine du contrôle-commande. Le langage de programmation graphique G, utilisé dans l'environnement LabVIEW™, possède toutes ces caractéristiques : expression intuitive, édition graphique, diagramme flot de données, développement de grande qualité d'un point de vue génie logiciel… De plus, ce langage permet de répondre à des applications de plus en plus larges en utilisant des bibliothèques spécifiques très nombreuses : traitement du signal, automatique, traitement statistique, logiciels de gestion des cartes d'entrées/sorties, logiciels de gestion des réseaux locaux ou industriels, etc.
Dans ce premier dossier [S 8 205v2], on s'intéresse surtout aux divers modes de programmation et en particulier au langage G introduit grâce au logiciel LabVIEW, et à son intérêt pour élaborer des dispositifs de contrôle-commande.
Dans le dossier suivant [S 8 206], on s'intéresse plus particulièrement à l'utilisation du logiciel LabVIEW pour gérer des données acquises ou fournies en relation avec des processus physiques.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 2000 par Francis COTTET, Patrick RENARD
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Langage graphique G
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1. Notions générales : contrôle-commande et programmation
1.1 Notion de contrôle-commande
1.1.1 Pilotage d'un processus ou d'un système
Il s'agit de présenter ici quelques dispositifs informatiques susceptibles de piloter :
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un ou plusieurs processus physiques (ou chimiques) de laboratoire, ou bien industriel ;
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un système, souvent complexe.
Dans les deux cas, on agit par une commande et on observe et contrôle grâce à des capteurs.
La rapidité et la puissance de calcul des ordinateurs ou des processeurs permettent d'envisager des temps de mise en œuvre d'algorithmes de commande et des temps de réaction très courts pour observer et contrôler.
Plusieurs contraintes vont s'imposer à l'ingénieur dès que la commande à réaliser est complexe :
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la contrainte temporelle : elle doit être adaptée au processus piloté. Un point important est le fonctionnement en boucle, dont la rapidité de répétition doit être très souvent limitée, mais cohérente avec la commande ;
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la gestion d'une grande variété de données d'entrées/sortie. Les langages informatiques prennent en compte de plus en plus cette diversité ;
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le fait de traiter ensemble des signaux de type analogique et des signaux numériques ;
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la contrainte de la sécurité, qui impose généralement des limitations relatives à une ou plusieurs grandeurs physiques ; ces grandeurs sont le plus souvent connues grâce à des capteurs. À défaut, elles sont estimées par un algorithme ;
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la fiabilité, ce qui signifie, que la commande doit assurer la continuité de service ;
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la prise en compte du parallélisme, aussi bien pour la commande (ce que permettent les langages informatiques actuels) que pour l'ensemble des processus mis sous un contrôle commun, mais évoluant souvent avec une certaine autonomie.
1.1.2 Évolution vers un état stable du dispositif de contrôle-commande
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Notions générales : contrôle-commande et programmation
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TARDIEU (H.), ROCHFELD (A.), COLETTI (R.) - La méthode MERISE : principe et outils - Éditions d'Organisation (1983).
-
(2) - DAVID (R.), ALLA (H.) - Du Grafcet au réseaux de Pétri - Hermès (1989).
-
(3) - HAREL (D.) - StateCharts : a visual formalism for complex systems - Science of computer programming. North Holland vol. 8 p 231-274 (1987).
-
(4) - WARD (P.T.), MELLOR (S.J.) - Structured Development for real – time systems - Prentice Hall (1985).
-
(5) - GOMAA (H.) - Software Design Methods for Concurrent and real Time systems - Addison Wesley (1993).
-
(6) - HEITZ (M.) - Hood, une méthode de conception hiérarchisée orientée objet pour le développement - Bigre n 57 p 42-61 (1987).
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...
NORMES
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Diagramme fonctionnel GRAFCET pour la description des systèmes logiques de commande. - NF C 03-190 - 6-1982
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Etablissement des diagrammes fonctionnels pour des systèmes de commande (Preparation of function charts for control systems). - CEI/IEC 848 - 1988
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Automates programmables. Partie 3 : langages de programmation (Programmable controller. Part 3 : Programming languages). - CEI/IEC 1131-3 - 3-1993
ANNEXES
Il existe de nombreuses ressources en ligne sur Internet pour aider les utilisateurs à suivre les évolutions du langage graphique G. Au travers de ces forums, les utilisateurs peuvent aussi correspondre avec leurs homologues, échanger des astuces techniques et discuter de leurs applications.
Il existe deux listes de mailings électroniques gérées par les utilisateurs du langage G. Ces listes permettent aux utilisateurs de communiquer entre eux. Pour en savoir plus, il convient d'envoyer un message à l'adresse :
Les principaux sites internet liés à ce domaine de la programmation graphique des applications de contrôle-commande sont les suivants (sites de National Instruments) :
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http://www.ni.com/devzone/idnet/f : drivers d'instruments
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http://www.ni.com/ivi : drivers IVI
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http://www.ni.com/labview/f : site du produit LabVIEW (avec la possibilité de décharger notamment une version d'évaluation et des articles d'utilisateurs)
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http://www.ni.com/labview/labviewdsc site du produit LabVIEW DSC
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http://search.ni.com/nisearch/main/p?q=LTR+publishing&x=9&y=9 : site du magazine LabVIEW Technical Information, publié par LTR publishing, exclusivement dédié aux utilisateurs de LabVIEW
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http://www.ni.com/news/ninews/f : site où l'on peut notamment trouver les dates...
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