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Documentation de formation SCE Page 1 /63 Utilisation exclusivement réservée Module 010-010 TIA Portal, édition 09/2012 aux instituts publics de formation et de R&D
Module 010-010 TIA Portal Introduction à la programmation avec SIMATIC S7-1200
SCE Curriculum
pour la solution d’automatisation cohérente
Totally Integrated Automation (TIA) iemens Automation Cooperates with Education Siemens Automation Cooperates with Education
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Packages SCE pour formateurs adaptés à cette documentation
SIMATIC S7-1200 AC/DC/RELAIS (paquet de 6) "TIA Portal"
N° de référence : 6ES7214-1BE30-4AB3
SIMATIC S7-1200 DC/DC/DC (paquet de 6) "TIA Portal"
N° de référence : 6ES7214-1AE30-4AB3
SIMATIC S7-SW for Training STEP 7 BASIC V11 Upgrade (for S7-1200) (paquet de 6) "TIA Portal"
N° de référence : 6ES7822-0AA01-4YE0
Veuillez noter que les packages pour formateurs ont parfois été remplacés par de nouveaux packages. Vous pouvez consulter les packages SCE actuellement disponibles sous : www.siemens.com/sce/tp
Formations Pour les formations Siemens SCE régionales, contactez votre interlocuteur SCE régional www.siemens.com/sce/contact
Plus d'informations sur le programme SCE www.siemens.com/sce
Remarque d’utilisation
La documentation de formation pour la solution d'automatisation cohérente Totally Integrated Automation (T I A) a été spécialement créée pour le programme "Siemens Automation Cooperates with Education (SCE)" à des fins de formation pour les instituts publics de formation et de R&D. Siemens AG n’assume aucune responsabilité quant au contenu. Cette documentation ne peut être utilisée que pour une première formation aux produits/systèmes Siemens, autrement dit elle peut être copiée, en partie ou en intégralité, pour être distribuée aux participants à la formation afin qu'ils puissent l'utiliser dans le cadre de leur formation. La diffusion et la duplication de cette documentation, l'exploitation et la communication de son contenu sont autorisées au sein d’instituts publics de formation et de formation continue. Toute exception requiert au préalable l’autorisation écrite de la part des interlocuteurs Siemens AG : Monsieur Roland Scheuerer [email protected]. Toute violation de cette règle expose son auteur au versement de dommages et intérêts. Tous droits réservés, en particulier en cas de délivrance de brevet ou d'enregistrement d'un modèle déposé. Il est expressément interdit d’utiliser cette documentation pour des cours dispensés à des clients industriels. Tout usage de cette documentation à des fins commerciales est interdit. Nous remercions l’entreprise Michael Dziallas Engineering ainsi que toutes les personnes ayant contribué à la réalisation de cette documentation.
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2.2 Logiciel de programmation STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) ..................................................... 6
3 Installation du logiciel STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) ................................................................... 7
3.1 Installation des mises à jours actuelles de STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) ............................. 7
3.2 Mise à jour du catalogue matériel dans STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11 grâce aux Hardware
Support Packages (HSP) ..................................................................................................................................... 8
4 Connexion à la CPU via le protocole TCP/IP et restauration des paramètres d’usine................................... 12
5 Qu’est-ce qu’un API et à quoi sert-il ? ............................................................................................................ 19
5.1 Que signifie le terme API ? ....................................................................................................................... 19
5.2 Comment l’API commande-t-il le processus ? ......................................................................................... 19
5.3 Comment l’API reçoit-t-il les informations sur les états du processus ?................................................... 20
5.4 Quelle est la différence entre les contacts à ouverture et à fermeture ? .................................................. 20
5.5 Comment le SIMATIC S7-1200 adresse-t-il les signaux d’entrée/sortie ? ............................................... 21
5.6 Comment le programme est-il traité dans l’API ? ..................................................................................... 22
5.7 A quoi ressemblent les opérations logiques dans le programme de l’API ?............................................. 23
5.7.1 Opération ET .................................................................................................................................... 23
5.7.2 Opération OU .................................................................................................................................. 25
5.8 Comment est généré le programme API ? Comment est-il envoyé vers la mémoire de l’API ? .............. 27
6 Configuration et commande du SIMATIC S7-1200 ........................................................................................ 28
7 Exemple d’application : commande d’une presse .......................................................................................... 32
8 Programmation de la presse pour le SIMATIC S7-1200 ................................................................................ 33
8.1 Vue du portail ............................................................................................................................................ 33
8.2 Vue du projet ............................................................................................................................................ 34
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Le contenu du module SCE_FR_010-010 est assigné à l’unité Notions de base sur la programmation
d’API". Il s’agit d’une initiation rapide à la programmation du S7-1200 avec le portail TIA.
Objectif :
Dans le présent module, le lecteur va apprendre comment programmer un automate programmable
industriel (API) SIMATIC S7-1200, grâce au logiciel de programmation TIA Portal. Ce module transmet
les notions de base et montre les différentes étapes à suivre pour programmer l’API, en utilisant un
exemple détaillé.
Installation du logiciel et paramétrage de l'interface de programmation
Définition et fonctionnement d'un API
Configuration et commande de l'API SIMATIC S7-1200
Création, chargement et test d'un exemple de programme
Pré-requis :
Les connaissances suivantes sont requises pour l’étude de ce module :
Connaissance pratique des systèmes d’exploitation Windows
Fonctions supplémentaires
pour la programmation de
l'API Module 30
Notions de base sur
laprogrammation de l'API
Module 10, Module 20
PROFIBUS PROFINET Module 60 Module 70
AS-Interface Module 50
Technique de sécurité Module 80
Entraînements Module 100
Visualisation des
process (IHM) Module 90
Transducteurs Module 110
Simulation de
l'installation SIMIT Module 150
Autres langages de
programmation Module 40
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Les entrées doivent être mises en évidence sur un pupitre.
1 PC
2 STEP7 Professional
V11 (TIA Portal)
4 S7-1200 avec CPU
1214C
3 Connexion Ethernet
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2. Notes concernant la programmation du SIMATIC S7-1200
2.1 Automate SIMATIC S7-1200
L'automate SIMATIC S7-1200 est un mini-contrôleur modulaire utilisé pour les petites et moyennes
performances.
Il existe un éventail complet de modules pour une adaptation optimisée à la tâche d'automatisation.
Le contrôleur S7 est composé d’une alimentation électrique, d'une CPU et de modules d’entrées/sorties
pour les signaux numériques et analogiques.
Le cas échéant, des processeurs de communication et des modules fonctionnels sont ajoutés pour des
tâches spéciales comme la commande de moteur pas à pas.
Le programme S7 permet à l'automate programmable industriel (API) de contrôler et commander une
machine ou un processus. Les modules E/S sont interrogés dans le programme S7 au moyen
d’adresses d’entrées (%E) et référencés au moyen d’adresses de sorties (%A).
Le système est programmé avec le logiciel STEP 7.
2.2 Logiciel de programmation STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11)
Le logiciel STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) est l'outil de programmation des automates
- SIMATIC S7-1200
- SIMATIC S7-300
- SIMATIC S7-400
- SIMATIC WinAC
Avec STEP 7 Professional V11, les fonctions suivantes peuvent être utilisées pour automatiser une
installation :
- Configuration et paramétrage du matériel
- Paramétrage de la communication
- Programmation
- Test, mise en service et dépannage avec les fonctions d'exploitation et de diagnostic
- Documentation
- Génération d’écrans de visualisation pour les Basic Panels SIMATIC avec WinCC Basic intégré.
- Il est également possible de générer des écrans de visualisation pour les PC et autres Panels à
l'aide d'autres progiciels WinCC
Toutes les fonctions sont détaillées dans l’aide en ligne.
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A partir de cette page, vous pouvez télécharger les mises à jour afin de les enregistrer sur votre PC ou
votre ordinateur portable.
Vous pouvez ensuite les installer de la manière suivante :
1. Démarrez tout d'abord l'Application par un double-clique dans le fichier enregistré. Ici, la mise à
jour 4 pour la version 11 Service Pack 2 SIMATIC_TIAP_V11_0_SP2_UPD4.
( SIMATIC_TIAP_V11_0_SP2_UPD4)
Remarque :
Vous devez auparavant obligatoirement vérifier les conditions préalables du logiciel. Dans ce cas, un
pack logiciel STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) SP2 déjà installé est requis.
2. La deuxième étape est la sélection de la langue d'installation. ( Langue d'installation : français
Suivant)
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Vous trouverez ici comment installer un nouveau module dans STEP 7 Professional V11 (TIA Portal
V11) :
1. Vous devez tout d'abord extraire le fichier téléchargé dans Windows Explorer.
( HSP_V11SP2_00….. Extraire tous les fichiers ...)
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2. La deuxième étape est la sélection de l'option "Logiciel installé" dans TIA Portal. ( Logiciel
installé)
3. Vous sélectionnez à la troisième étape Plus d'informations sur le logiciel installé. ( Plus
d'informations sur le logiciel installé)
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4. Au cours de la quatrième étape, sélectionnez le bouton Ajouter du système de fichiers sous
Installation des Support Packages ( Installation des Support Packages Ajouter du système
de fichiers)
5. Pour la cinquième étape, sélectionnez l'HSP souhaité au format "*.isp11" et ouvrez-le. ( *.isp11
Ouvrir)
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6. A la sixième étape, sélectionnez l'HSP souhaité sous Installation des Support Packages et
installez-le. ( Installation des Support Packages Installer)
7. Si le message d'erreur suivant apparaît, TIA Portal doit être refermé en arrière-plan tandis que la
fenêtre de message doit rester ouverte. Vous pouvez ensuite poursuivre l'installation.
( Poursuivre)
8. L'état de l'installation est affiché jusqu'à l'apparition de la remarque indiquant la nécessité du
redémarrage de TIA Portal. ( Finish (Terminer))
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4 Connexion à la CPU via le protocole TCP/IP et restauration des paramètres
d’usine
Pour programmer le SIMATIC S7-1200 à partir d’un PC, d’une PG ou d’un ordinateur portable, vous
avez besoin d’une connexion TCP/IP.
Pour que le PC et SIMATIC S7-1200 puissent communiquer, il est important que leurs adresses IP
correspondent.
Il faut tout d'abord expliquer ici comment l'adresse IP de l'ordinateur peut être paramétrée.
9. Appelez les Network connections (Connexions réseau) à partir du Systeme control (Panneau
de configuration) puis sélectionnez les Properties (Propriétés) de la connexion LAN. ( Start
(Démarrer) Settings (Paramètres) System control (Panneau de configuration) Network
connections (Connexions réseau) Local Area Connection (Connexion locale) Properties
(Propriétés)
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10. Sélectionnez les Properties (Propriétés) de l'Internet Protocol (TCP/IP) (Protocole Internet
(TCP/IP)) (Internet Protocol (TCP/IP) (Protocole Internet (TCP/IP)) Properties (Propriétés))
11. Vous pouvez ensuite paramétrer l'IP address (Adresse IP)" et le "Subnet screen form (Masque
de sous-réseau) et les appliquer en cliquant sur OK. ( Use the following IP address (Utiliser
l'adresse IP suivante) IP address (Adresse IP) : 192.168.0.99 Subnet screen form (Masque
de sous-réseau) 255.255.255.0 OK Close (Fermer))
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Notes concernant le réseau Ethernet : (des informations complémentaires sont fournies dans
l’annexe V du document de formation) :
Adresse MAC :
L'adresse MAC est composée d'une partie fixe et d'une partie variable. La partie fixe ("adresse MAC de
base") désigne le fabricant (Siemens, 3COM, etc.) La partie variable, quant à elle, différencie les
différentes stations Ethernet et doit être assignée de façon unique dans le monde. Sur chaque module,
une adresse MAC est imprimée spécifiquement par l’usine.
Plage de valeurs pour l’adresse IP :
L’adresse IP est composée de 4 nombres décimaux variant de 0 à 255, séparés par un point. Par
exemple, 141.80.0.16.
Plage de valeurs pour le masque de sous-réseau :
Ce masque est utilisé pour reconnaître si une station ou une adresse IP appartient au sous-réseau local, ou si elle ne peut être joignable qu’avec un routeur. Le masque de sous-réseau est composé de 4 nombres décimaux variant aussi de 0 à 255, séparés par
un point. Par exemple, 255.255.0.0.
Dans leur représentation binaire, les 4 nombres décimaux du masque de sous-réseau doivent contenir
une série consécutive de valeurs "1" à partir de la gauche et une série consécutive de valeurs "0" à
partir de la droite.
Les valeurs "1" indiquent la partie de l’adresse IP pour l’adresse du sous-réseau. Les valeurs "0"
indiquent la partie de l’adresse IP pour l’adresse de l'abonné.
Plage de valeurs pour l’adresse de la passerelle (routeur) :
L’adresse comporte 4 nombres décimaux variant de 0 à 255, séparés par un point. Par exemple,
141.80.0.1.
Relation entre les adresses IP, routeurs et masques de sous-réseaux :
L'adresse IP et l'adresse du routeur ne peuvent être différentes qu'aux endroits où le masque de sous-
réseau indique "0".
Exemple :Vous avez saisi : masque de sous-réseau 255.255.255.0, adresse IP 141.30.0.5, et adresse
du routeur 141.30.128.1.
L’adresse IP et l’adresse du routeur doivent ici avoir des valeurs différentes seulement pour le 4ème
nombre décimal. Dans l'exemple, la différence apparaît dès la troisième.
Vous devez donc changer au choix :
- le masque de sous-réseau par : 255.255.0.0 ou
- l'adresse IP par : 141.30.128.5 ou
- l'adresse de la passerelle par : 141.30.0.1
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L’adresse IP du SIMATIC S7-1200 est paramétrée comme suit :
12. Faire une double-clique sur Totally Integrated Automation Portal pour activer l'utilitaire. ( TIA
Portal V11)
13. Sélectionner la commande de menu Online & Diagnostics (En ligne et diagnostic), puis ouvrir la
Project View (Vue du projet). ( Online & Diagnostics (En ligne et diagnostic) Project View
(Vue du projet)
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6. Sélectionnez ensuite dans le navigateur du projet sous Online accesses (Accès en ligne), la carte
réseau paramétrée précédemment. Si vous cliquez sur Update accessible devices (Mettre à jour
les abonnés accessibles)", vous verrez l’adresse MAC du SIMATIC S7-1200 connecté.
Sélectionnez ici "Online & Diagnostics (En ligne et diagnostic). ( Online access (Accès en
ligne) … Network Connection (Connexion réseau) Update accessible devices (Mettre à jour
les abonnés accessibles) MAC= ….. Online & Diagnostics (En ligne et diagnostic))
Remarque :
Si l’adresse IP a déjà été paramétrée sur la CPU, vous verrez cette adresse au lieu de l’adresse MAC.
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7. Sous Functions (Fonctions), vous verrez l’option Assign IP address (Affecter adresse IP).
Entrez l’IP adress (adresse IP) et le Subnet screen form (Masque sous-réseau). Cliquez ensuite
sur Assign IP address (Affecter l’adresse IP) pour que cette nouvelle adresse soit affectée au
SIMATIC S7-1200. ( Functions (Fonctions) Assign IP address (Affecter l’adresse IP) IP
adress (Adresse IP) : 192.168.0.1 Subnet screen form (Masque de sous-réseau) : 255.255.255.0
Assign IP address (Affecter l’adresse IP)
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8. Sélectionnez sous Functions (Fonctions), Reset to factory settings (Restaurer les paramètres
d'usine). Choisissez l’option Keep IP address (Conserver l’adresse IP) et cliquez sur Reset
(Réinitialiser). ( Functions (Fonctions) Reset to factory settings (Restaurer les paramètres
d'usine) Retain IP address (Conserver l’adresse IP) Reset (Réinitialiser))
9. Confirmez la restauration des paramètres d'usine en cliquant sur "OK". ( OK)
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API est l’abréviation pour Automate Programmable Industriel. Il s’agit d’un appareil qui commande un
processus (par exemple une presse d’imprimerie pour l’impression des journaux, une installation de
remplissage de sacs de ciment, une presse d’injection plastique, etc.…).
Ceci est réalisé grâce aux instructions d’un programme stocké dans la mémoire de l’appareil.
5.2 Comment l’API commande-t-il le processus ?
L’API commande le processus en connectant des actionneurs via les points de connexion de l’API
appelés sorties à une tension de commande de 24 V p.ex.. Ceci permet de démarrer ou d’arrêter un
moteur, de faire monter ou descendre des vannes ou d’allumer et éteindre des lampes.
M
M
0V
24V
Les sorties de l’API contrôle les actionneurs en commutant la tension de commande !
API
Machine
Programme avec
instructions
Mémoire
Le programme est chargé dans la mémoire de l’API…
…et permet de commander la machine.
API
Sorties
La lampe est allumée
La lampe est éteinte
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5.3 Comment l’API reçoit-t-il les informations sur les états du processus ?
L’API reçoit les informations du processus à partir de ce qu’on appelle des capteurs de signaux qui
sont câblés aux entrées de l’API. Ces capteurs de signaux peuvent être, par exemple, des capteurs qui
reconnaissent si une pièce d'usinage se trouve à une position donnée ou de simples commutateurs ou
boutons poussoirs, qui peuvent être ouverts ou fermés, appuyés ou relâchés. On distingue également
entre les contacts à ouverture qui sont fermés au repos et les contacts à fermeture qui sont ouverts
au repos.
5.4 Quelle est la différence entre les contacts à ouverture et à 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 (NO, normalement ouvert) qui se ferme lorsqu’il
est activé.
Le commutateur ci-dessous est un contact à ouverture (NF, normalement fermé) qui est fermé quand il
n’est pas activé.
24V
24V
0V
Les entrées de l’API acquièrent les informations sur les états du processus
API
Entrées
Commutateur fermé
Commutateur ouvert
24V
Contact NO au repos
Contact NO ouvert
Contact NO activé
Contact NO fermé
Contact NF au repos
Contact NF fermé
Contact NF activé
Contact NF ouvert
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5.5 Comment le SIMATIC S7-1200 adresse-t-il les signaux d’entrée/sortie ?
La déclaration d'une entrée ou sortie donnée à l'intérieur d'un programme s'appelle l'adressage.
Les entrées et sorties des API sont la plupart du temps regroupées en groupes de huit sur des modules
d'entrées ou de sorties numériques. Cette unité de huit est appelée 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'API représenté ici a les octets d'entrée 0 et 1 ainsi que les octets de sortie 0 et 1.
Par exemple, pour adresser la 5ème entrée en partant de la gauche, on définit l’adresse suivante :
%E 0 . 4
%E indique une adresse de type Entrée, 0, l’adresse d’octet et 4, l’adresse de bit. Les adresses
d’octet et de bit sont toujours séparées par un point.
Remarque : L'adresse du bit de la cinquième entrée est un 4 car la numérotation commence à zéro.
Pour adresser la 10ème
sortie, par exemple, on définit l’adresse suivante :
%A 1 . 1
%A indique une adresse de type Sortie, 1, l’adresse d’octet et 1, l’adresse de bit.
Les adresses d’octet et de bit sont toujours séparées par un point.
Remarque :
L'adresse du bit de la dixième sortie est un 1 car la numérotation commence à zéro.
14 entrées numériques intégrées Octet 0 Bits 0 à 7, et Octet 1 Bits 0 à 5
10 sorties numériques intégrées Octet 0 Bits 0 à 7, et Octet 1 Bits 0 à 1
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5.6 Comment le programme est-il traité dans l’API ?
Le traitement du programme dans l'API est cyclique et se déroule comme suit :
1. En premier lieu, l'état provenant de la mémoire image des sorties (MIS) est transmis aux sorties et
celles-ci sont activées ou désactivées.
2. Ensuite, le processeur, que l'on peut considérer comme le cerveau de l'API, vérifie si chacune des
entrées 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.
3. Ce processeur exécute le programme stocké en mémoire 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 le cas échéant à d'autres zones de mémoire, pour les données
locales des sous-programmes, les blocs de données et les mémentos.
4. Enfin, les tâches internes du système d'exploitation sont exécutées, par ex., autotest et
communication. La procédure reprend ensuite à partir du point 1.
Remarque :
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 ainsi que de la puissance du
processeur.
Programme de l’API dans la mémoire du programme 1ere instruction 2e instruction 3e instruction 4e instruction ... Dernière instruction
1. Transmettre l'état de la MIS aux sorties.
2. Enregistrer l'état des entrées dans la MIE.
3. Exécution du programme instruction après instruction avec accès à la MIE et MIS.
4. Exécuter les tâches internes du système d'exploitation. (communication, autotest, etc.)
MIE
Données locales
Mémentos
Blocs de données
MIS
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5.7 A quoi ressemblent les opérations logiques dans le programme de l’API ?
Les opérations logiques servent à définir des conditions pour l'activation d'une sortie.
Elles peuvent être créées dans le programme de l'API dans les langages de programmation Schéma
des circuits (CONT) ou Logigramme (LOG).
Pour des raisons de lisibilité, nous aborderons ici uniquement le langage LOG.
Il existe de nombreuses opérations logiques pouvant être mises en œuvre dans des programmes API.
L'opération ET et l'opération OU, ainsi que la NEGATION d'une entrée sont les opérations les plus
fréquemment utilisées et seront expliquées ici à l'appui d'un exemple.
Remarque : Pour obtenir rapidement et efficacement des informations sur les autres opérations
logiques, consultez l'aide en ligne.
5.7.1 Opération ET
Exemple d’une opération ET :
Une lampe doit s’allumer quand les deux interrupteurs sont fermés simultanément.
Schéma :
Explication :
La lampe s’allume uniquement quand les deux interrupteurs sont fermés.
C’est-à-dire, quand S1 ET S2 sont fermés, alors la lampe P1 est allumée.
24V
M
S1 S2
P1
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Pour appliquer cette opération au programme de l’API, les deux commutateurs doivent être connectés
aux entrées de l’API. Ici, S1 est relié à l’entrée E 0.0 et S2 à l’entrée E 0.1.
De plus, la lampe P1 doit être connectée à une sortie, par exemple A 0.0.
Opérateur ET dans LOG :
Dans le logigramme LOG, l’opérateur ET est programmé par le symbole ci-dessous et est représenté de
la manière suivante :
& =
M
24V
API
Entrées
Interrupteur S1
Interrupteur S2
%E 0.0
%A 0.0
Sorties La lampe P1 doit s’allumer quand les deux interrupteurs S1 et S2 sont fermés.
24V
%E 0.1
%A 0.0
%E 0.1
%E 0.0
Entrées de l'opération ET. Il est possible de prévoir plus de deux entrées.
Sortie concernée par l'affectation.
Représentation graphique de l'opération logique ET.
Affectation des résultats de l'opération logique.
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Une lampe doit s’allumer si au moins un des deux interrupteurs est fermé.
Schéma :
Explication :
La lampe s’allume à partir du moment où un des deux interrupteurs est fermé.
C’est-à-dire, quand S1 OU S2 est fermé, alors la lampe P1 est allumée.
Câblage de l’API :
Pour appliquer cette opération au programme de l’API, les deux commutateurs doivent être connectés
aux entrées de l’API. Ici, S1 est relié à l’entrée E 0.0 et S2 à l’entrée E 0.1.
De plus, la lampe P1 doit être connectée à une sortie, par exemple A 0.0.
M
24V
M
S1
S2
P1
24V
API
Entrées
Interrupteur S1
Interrupteur S2
%E 0.0
%A 0.0
Sorties La lampe P1 doit s’allumer quand l'interrupteur S1 ou l'interrupteur S2 est fermé.
24V
%E 0.1
24V
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Dans le logigramme LOG, l’opérateur OU est programmé par le symbole ci-dessous et est représenté
de la manière suivante :
5.7.3 Négation
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.
Dans le logigramme LOG, la négation de l’entrée (ou inversion) sur un opérateur ET est programmé de
la façon suivante :
Ceci signifie qu’une tension est appliquée à la sortie %A 0.0 uniquement si %E 0.0 est à 0 et %E 0.1 est
à 1.
= %A 0.0
%E 0.1
%E 0.0
Entrées de l'opération OU. Il est possible de prévoir plus de deux entrées.
Sortie concernée par l'affectation.
Représentation graphique de l'opération logique OU.
Affectation des résultats de l'opération logique.
>
& =
%A 0.0
%E 0.1
%E 0.0
Entrées de l' opération ET qui doit être inversée (négation).
Représentation graphique de l'opération logique Négation.
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5.8 Comment est généré le programme API ? Comment est-il envoyé vers la
mémoire de l’API ?
Le programme de l’API est généré sur un PC en utilisant le logiciel STEP 7, et y est temporairement
enregistré.
Après que le PC est connecté avec l’interface TCP/IP de l’API, le programme peut être transféré grâce à
une fonction de chargement dans la mémoire de l’API.
Le PC n’est plus utile une fois que le programme est chargé dans l’API, ce dernier le gère tout seul.
Remarque :
Le déroulement précis de la procédure est décrit point par point aux chapitres suivants.
PG avec STEP
7
API S7-1200
1. Créer le programme API avec STEP 7 sur le PC.
2. Connecter le PC à l'interface TCP/IP de l'API.
3. Charger le programme du PC dans la mémoire de l'API.
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Le SIMATIC S7-1200 est un automate modulaire et tout un éventail de modules, décrits ci-après,
l’accompagnent.
- Modules centraux CPU avec différentes capacités, entrées/sorties intégrées et interfaces
PROFINET (par exemple CPU 1214C)
- Module de puissance PM avec une entrée 120/230V CA, 50Hz/60Hz, 1.2A/0.7A, et une sortie 24V
CC/2.5A
- Signal Boards SB pour ajouter des entrées ou sorties analogiques ou numériques sans modifier la
taille de la CPU. (les Signal Boards peuvent être utilisés avec les CPU 1211C/1212C et 1214C).
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- Modules d'entrées/sorties SM pour les entrées et sortie TOR et analogiques (pour les CPU 1212C,
un maximum de 2 SM peut être utilisé, pour la 1214C un maximum de 8).
- Modules de communication CM pour la communication en série RS232 / RS 485
(Pour les CPU 1211C/1212C et 1214C, jusqu'à 3 CM peuvent être utilisés.)
- Modules Compact Switch CSM avec 4 x prises RJ45 10 / 100 Mbits/s
- Cartes mémoire SIMATIC 2 Mo ou 24 Mo pour stocker les données du programme et pour le
remplacement aisé des CPU en cas de maintenance
Remarque :
Pour ce module, n’importe quelle CPU avec des entrées et sorties numériques intégrées est suffisante.
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Avec une alimentation intégrée de 24V et des entrées et sorties numériques intégrées, la CPU du S7-
1200 est prête à l’emploi, sans que des composants supplémentaires soient nécessaires.
Pour communiquer avec l’appareil de programmation, la CPU est équipée d’un port TCP/IP intégré. Au moyen d’un réseau ETHERNET, la CPU est capable de communiquer avec des appareils de commande IHM et d’autres CPU.
① Alimentation 24V
② Borniers enfichables pour un câblage utilisateur (derrière les caches plastiques)
③ DEL d'état pour les E/S intégrées et le mode de fonctionnement de la CPU
④ Connexion TCP/IP (sous la CPU)
La carte mémoire SIMATIC MC (Memory Card) stocke le programme, les données, les données
système, les fichiers et les projets. Elle peut être utilisée pour les opérations suivantes :
- Transfert du programme aux différentes CPU
- Mise à jour du firmware des CPU, des modules de signal SM et des modules de communication CM
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La CPU possède les trois modes de fonctionnement suivants :
● En mode STOP, la CPU n’exécute pas le programme, et vous pouvez charger un projet.
● En mode STARTUP , la CPU entame une procédure de démarrage.
● En mode RUN, le programme est exécuté de façon cyclique. Les projets ne peuvent pas être chargés
dans une CPU en mode RUN.
La CPU n’a pas de commutateur physique pour changer de mode de fonctionnement.
Le mode STOP ou RUN se change en utilisant le bouton sur le panneau de commande du logiciel
STEP 7 Basic. De plus, le panneau de commande est muni d’un bouton MRES pour faire une
réinitialisation générale de la mémoire et il affiche l’état actuel des DEL de la CPU.
La couleur de la DEL d'état RUN/STOP sur la face avant de la CPU indique le mode de fonctionnement
actuel.
En outre, les DEL ERROR et MAINT indiquent respectivement si une erreur est survenue et si une
maintenance est requise.
● Une lumière jaune indique le mode STOP.
● Une lumière verte indique le mode RUN.
● Une lumière clignotante indique le mode
STARTUP.
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%E 0.5 B2 Capteur vérin A tige sortie (contact NO)
%A 0.0 M0 Sortir tige du vérin A
Arrêt d'urgence
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8 Programmation de la presse pour le SIMATIC S7-1200
La gestion du projet et sa programmation se font grâce au logiciel Totally Integrated Automation
Portal.
Là, sous une même interface, les éléments tels que le contrôleur, la visualisation et la mise en réseau
de la solution d’automatisation sont créés, paramétrés et programmés.
Les outils en ligne sont disponibles pour les diagnostics d’erreur.
Le logiciel Totally Integrated Automation Portal possède deux vues différentes : la vue du portail et la
vue du projet.
8.1 Vue du portail
La vue du portail fournit une vue d’ensemble du projet et un accès aux outils qui permettent de
l’élaborer. Vous pouvez trouver rapidement ce que vous souhaitez faire, et appeler l’outil qui servira à
accomplir la tâche voulue. Si vous le souhaitez, un changement vers la vue du projet s’effectue
automatiquement pour la tâche sélectionnée. Cette vue simplifie donc principalement la préparation et la
mise en place du projet.
Remarque :
En bas à gauche de la fenêtre, on peut basculer de la vue du portail vers la vue du projet.
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La vue du projet est une vue structurée de tous les éléments constituant le projet. La barre de menu
avec les barres de fonction est située, comme le veut la norme, en haut de la fenêtre, le navigateur du
projet et tous les éléments du projet sont sur la gauche, et les menus associés aux différentes tâches
(avec les instructions et les bibliothèques, par exemple) sur la droite.
Si un élément (par exemple ici le bloc FC1) est sélectionné dans le navigateur du projet, il est affiché au
centre et peut y être édité.
Remarque :
En bas à gauche, on peut revenir à la vue du portail !
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2. Les programmes pour SIMATIC S7-1200 sont gérés sous forme de projets. Nous allons maintenant
créer un nouveau projet via la vue du portail ( Create new project (Créer un projet) startup
(Initiation) Create (Créer)).
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3. L'option First steps (Mise en route) est proposée pour la configuration. En premier lieu, nous
allons configurer un appareil. ( First steps (Mise en route) Configure a device (Configurer un
appareil))
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4. Puis, nous allons ajouter un appareil avec le nom d’appareil controller_press (Commande
presse). Dans le catalogue, choisir la CPU 1214C avec la référence correcte. ( Add new device
(Ajouter un appareil) controller_press (Commande presse) CPU 1214C 6ES7 ……. Add
(Ajouter))
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5. Le logiciel passe automatiquement vers la vue du projet avec la configuration matérielle ouverte.
Ici, on peut ajouter des modules supplémentaires depuis le catalogue du matériel (fenêtre de
droite) ; les adresses d’entrée/sortie peuvent être réglées dans la vue d’ensemble des appareils.
Dans notre cas, les entrées intégrées à la CPU ont des adresses allant de %E 0.0 à %E 1.5 et les
sorties intégrées des adresses allant de %A 0.0 à %A 1.1 ( Device overview (Vue d’ensemble
des appareils) DI14/DO10 0…1)
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(Voir aussi : chapitre 3 pour le paramétrage de l’interface de programmation).
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8. Les séquences du programme sont écrites dans ce qu’on appelle des blocs. Par défaut, un bloc
d’organisation OB1 existe déjà.
Ce bloc représente l’interface du système d’exploitation de la CPU. Il est appelé automatiquement
par celle-ci, et est traité de manière cyclique.
A partir de ce bloc d'organisation, des blocs supplémentaires peuvent être appelés à leur tour pour
structurer le programme, comme la fonction FC1.
Le but est de diviser une tâche globale en plusieurs sous-tâches, ce qui permet de programmer et
de tester leur fonctionnalité plus facilement.
Structure du programme de l’exemple :
Bloc d'organisation OB1 Bloc appelé de manière cyclique par le système d'exploitation. On voit ici l'appel de la fonction FC1
Fonction FC1 Dans cet exemple, contient le programme de commande de la presse proprement dit. Est appelée dans OB1.
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9. Pour créer la fonction FC1, sélectionnez dans le navigateur du projet controller-press
(Commande presse) [CPU 1214 C DC/DC/DC], puis Programm blocks (Blocs de programme).
Double-cliquez ensuite sur Add new block (Ajouter nouveau bloc). ( controller-press
(Commande presse) [CPU 1214 C DC/DC/DC] Programm blocks (Blocs de programme) Add
new block (Ajouter nouveau bloc))
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10. Dans la sélection, choisissez Function (Fonction) (FC) et donnez-lui le nom Program press
(Programme presse). Comme langage de programmation, choisissez le logigramme FBD (LOG).
La numérotation est automatique. Puisque FC1 est appelée de toute façon par son nom
symbolique, le numéro n’a plus beaucoup d’importance. Acceptez les saisies avec OK.
( Function (Fonction) (FC) Program press (Programme presse) FBD (LOG) OK)
Remarque :
Normalement, puisqu'il s'agit ici d'une fonction mémorisée, il conviendrait d'utiliser un bloc fonctionnel
et le bloc de données d'instance qui s'y rattache.
Cependant, dans notre exemple, l'enregistrement s'effectue en-dehors du bloc, via une variable OUT
et, de fait, dans la MIS. On peut donc utiliser une fonction (FC).
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11. Le bloc Program press (Programme presse) [FC1] s’ouvre automatiquement. Avant de pouvoir
écrire le programme, il faut déclarer l'interface du bloc.
La déclaration de l'interface permet de définir les variables locales qui sont utilisées uniquement
dans le bloc concerné.
Les variables se divisent en deux groupes :
Les paramètres de bloc qui constituent l'interface du bloc pour l'appel dans le programme.
Type Désignation Fonction Disponible dans
Paramètres d'entrée Input Paramètres dont la valeur est lue par le bloc.
Fonctions, blocs fonctionnels et certains types de blocs d'organisation
Paramètres de sortie Output Paramètres dont le bloc écrit les valeurs.
Fonctions et blocs fonctionnels
Paramètres d'entrée/sortie
InOut
Paramètres dont le bloc lit la valeur à l'appel et écrit la valeur dans le même paramètre après le traitement.
Fonctions et blocs fonctionnels
Données locales qui servent à enregistrer les résultats intermédiaires.
Type Désignation Fonction Disponible dans
Données locales temporaires
Temp
Variables utilisées pour un enregistrement temporaire des résultats intermédiaires. Les données temporaires sont conservées pour un cycle seulement
Fonctions, blocs fonctionnels et blocs d'organisation
Données locales statiques
Static
Variables utilisées pour un enregistrement statique des résultats intermédiaires dans le bloc de données d’instance. Les données statiques sont conservées jusqu’à leur réécriture, soit pour plusieurs cycles
Blocs fonctionnels
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cylinder_extended Interrogation Tige du vérin sortie
Output :
cylinder_out_in L’état de la sortie Vérin de la presse est décrit ici
Toutes les variables sont de type "Bool". Il s'agit donc de variables binaires qui peuvent prendre
uniquement les valeurs 0 (false - faux) ou 1 (true - vrai).
Pour plus de clarté, toutes les variables locales doivent être écrites en minuscules et être
accompagnées de commentaires explicatifs.
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13. Une fois que les variables locales sont déclarées, la programmation peut commencer. Pour une
meilleure vue d’ensemble, on programme sur des réseaux. Un nouveau réseau peut être insérer en
cliquant sur l'icône Insert network (Insérer réseau). Comme le bloc lui-même, chaque
réseau doit être titré. Si une longue description est nécessaire, on peut également utiliser le champ
Comment (Commentaire). ( )
Pour créer notre solution, nous avons besoin de définir un élément S, "Set output (Mettre sortie à 1)". Il
se situe sous Instructions (Instructions), dossier Bit logic operations (Opérations logiques sur
bits). Si vous laissez la souris sur un objet, p.ex. ici S, une info-bulle s'affiche.
( Instructions (Instructions) Bit logic operations (Opérations logiques sur bits) S)
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14. Si vous sélectionnez un objet et appuyez sur la touche F1 du clavier, une aide en ligne s’affiche
dans une fenêtre. ( F1)
Remarque :
Utilisez l'aide en ligne pour obtenir des informations détaillées sur le fonctionnement et le câblage de S
(Set output - mettre sortie à 1).
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15. A l'aide de la souris, faites maintenant glisser le S sous le commentaire dans le champ Network 1
(réseau 1). ( S)
Remarque :
Un clic sur le coin supérieur droit orange permet via un menu de modifier a posteriori la fonction du
bloc.
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16. Sélectionnez ensuite l'entrée du bloc S située à gauche et double-cliquez sur ET dans les
favoris. ( entrée gauche Favorites (Favoris) AND (ET))
Remarque :
Un clic sur l'étoile jaune placée en bas à gauche permet d'ajouter des entrées.
Un clic sur le coin supérieur droit orange permet via un menu de modifier également ici la fonction du
bloc.
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17. Procédez de même pour placer dans le Network 2 (Réseau 2) l'opérateur OU sur l'élément
R, pour mettre la sortie à 0 ( R OU)
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18. Maintenant, on saisit les variables locales. Saisissez pour cela les premières lettres des variables
locales dans le champ des commandes. Vous pouvez ensuite sélectionner les variables souhaitées
à partir d'une liste. Les variables locales sont toujours identifiées par le symbole # précédant leur
nom. ( #cylinder_out_in).
Les variables locales peuvent également provenir de l'interface.
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19. Complétez de même les autres variables locales. Il est nécessaire d'ajouter des entrées
supplémentaires sur le bloc ET et sur le bloc OU. Cliquez sur l'étoile jaune ou sélectionnez la
dernière entrée avec la touche droite de la souris et choisir Add input (Insérer entrée). ( Add
input (Insérer entrée))
20. Si une entrée doit être inversée, sélectionnez l'entrée puis cliquez sur ou déplacez
simplement l'icône Négation à partir des Favorites (Favoris) sur l'entrée
Programme dans le logigramme (LOG) :
Description fonctionnelle du bloc FC
La tige du vérin doit sortir lorsque l'ordre de démarrage est lancé et la protection fermée et non quand
la tige est déjà sortie et non en cas d'arrêt d'urgence.
La tige du vérin doit rentrer à nouveau la tige est sortie ou la protection n'est plus fermée ou en cas
d'arrêt d'urgence.
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21. Sélectionnez ensuite les Properties (Propriétés) du bloc traité de façon cyclique Main[OB1]. Les
propriétés du bloc peuvent être modifiées. (Properties (Propriétés Main[OB1])
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22. Dans les Propriétés, choisir le langage de programmation Logigramme, FDB (LOG).
( FDB (LOG) OK)
Vous pouvez aussi choisir de commuter le langage de programmation (Switch programming
language).
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23. Comme indiqué précédemment, le bloc "Program press" doit être appelé depuis le bloc de
programme Main [OB1]. Sinon il ne serait pas du tout pris en compte dans le traitement. Double-
cliquer sur Main[OB1] pour l'ouvrir. ( Main[OB1])
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24. Le bloc Program press (Programme presse) peut ensuite être placé dans le Network 1 (réseau 1)
du bloc Main [OB1] grâce à un glisser-déposer. Rappelez-vous aussi de bien documenter les
réseaux dans le bloc Main[OB1]. ( Program press)
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25. Ensuite, les paramètres de l’interface du bloc "Program press" doivent être connectés aux variables
globales de l’API. Il suffit pour cela de saisir les premières lettres et de choisir l'opérande voulu sur
la liste. ( "emergency-off (Arrêt d'urgence)") ou sélectionner la table de variables standard et faire
glisser les variables de la vue de détail sur le bloc.
Remarque
L'arrêt d'urgence est un contact à ouverture (NF) et doit donc être inversé (négation). Cela signifie
que si l'arrêt d'urgence est activé, l'entrée E0.1 n'émet plus de signal. Lorsque l'on câble des blocs
avec des adresses réelles, il convient de tenir compte du type de capteur (NO, NF).
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27. Pour charger le programme entier dans la CPU, sélectionner le dossier controller_press
(Commande presse), puis cliquer sur l'icone Download to Device (Charger dans l’appareil). (
controller_press (Commande presse) )
28. Dans la boîte de dialogue suivante, sélectionnez PN/IE comme type pour l'interface PG/PC puis les
cartes réseau installées auparavant comme interface PG/PC. Après la Mise à jour des abonnés
accessibles, vous devez voir votre CPU avec l'adresse 192.168.0.1 et pouvoir la sélectionner
comme appareil cible. Cliquez ensuite sur . ( Type de l'interface PG/PC :
PN/IE Interface PG/PC : …… Mise à jour )
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29. Pendant le chargement, l'état de progression est affiché dans la fenêtre.
30. Si le chargement s'est correctement déroulé, le résultat s'affiche dans une nouvelle fenêtre. Cliquez
ensuite sur Finish (Terminer). ( Finish (Terminer))
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32. Confirmez que vous voulez vraiment démarrer la CPU en cliquant sur OK. ( OK)
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