Caractéristiques des automates programmables

L'automate programmable industriel (API) est un dispositif électronique conçu pour piloter des machines et des processus industriels de manière automatique. Il remplace les systèmes câblés traditionnels en offrant une plus grande flexibilité et une programmation plus aisée.

Les objectifs des API sont d'automatiser des tâches répétitives dans l'industrie et d'améliorer la fiabilité des systèmes en réduisant les erreurs humaines. Ils facilitent la maintenance et l'évolution des systèmes automatisés.

Structure générale d'un API

Un API est composé de plusieurs éléments essentiels :

  • Alimentation : elle fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'API.
  • Unité centrale (UC) : c'est le cœur de l'automate, il exécute le programme utilisateur.
  • Mémoire : elle stocke le programme et les données de fonctionnement.
  • Interfaces de communication : elles permettent l'échange d'informations avec d'autres systèmes.
  • Modules d'entrées/sorties (E/S) : il y a un interface entre l'API et la partie opérative.

Les Entrées permettent à l'API de recevoir des informations sur l'état du système via des capteurs tout ou rien (ToR) : interrupteurs, boutons poussoirs. Mais il existe aussi des capteurs analogiques : mesure de températures, pressions, etc., ou encore des capteurs numériques : informations binaires traitées par l'API.

Les Sorties permettent à l'API d'agir sur le système via des sorties tout ou rien (ToR) sous forme de contacts secs à relais, des sorties analogiques (pour la commande de variateurs, vannes proportionnelles, etc.)

Types de programmes dans les API

Voici les types de programmes en œuvre dans les API :

  • Logique combinatoire : elle repose uniquement sur les états des entrées à un instant donné. Elle est utilisée pour des systèmes où les sorties sont directement déterminées par les entrées.
  • Logique séquentielle : elle prend en compte l'historique des événements et permet d'assurer des successions d'actions en fonction de conditions définies.
  • Logique synchrone et asynchrone :
    • Synchrone : Les changements d'état se font selon une horloge interne.
    • Asynchrone : Les transitions d'état sont déclenchées dès qu'une condition est remplie.

Fonctionnement d'un API

Le cycle de fonctionnement d'un API est constitué de plusieurs étapes répétées en boucle :

  • Acquisition des entrées : lecture des signaux provenant des capteurs.
  • Traitement du programme : exécution des instructions selon la logique définie.
  • Mise à jour des sorties : commande des actionneurs en fonction des résultats du traitement.

Une autre étape se déroule en même temps, c'est le diagnostic et la communication pour la vérification du bon fonctionnement du programme et échanges avec d'autres systèmes. En cas de problème, la sortie « chien de garde » (watchdog) se mettra en action si celle-ci a été définie au préalable.