Qu’est-ce qu’un automate?

[Molotor]

Après avoir discuté avec plusieurs, je conclus que très peu de gens savent qu’est-ce qu’un automate.Donc je vais parfaire votre savoir vous en disant un peu sur le sujet. Je vais essayer de vous faire une introduction le plus simple possible sur ce sujet très complexe.

Donc, un automate ou PLC (programmable logic controller) est une « boite »programmable permettant de contrôler avec une programmation logique des actions physiques. Nous en retrouvons PARTOUT!

Un automate, ça ressemble à ça :

Pour ceux qui croyaient cela différent, sachez qu’un automate comme celui-ci est à peine plus gros qu’une boîte à mouchoir!

Avec un bon automate, un bon programmeur et les outils nécessaires, vous pouvez programmer une machine distributrice, un feu de circulation (ce n’est pas de la magie!),un système d’aération d’usine avec récupération de chaleur, des boucles de contrôles PID et des bras robotisés comme ceux qui construisent des voitures. (Vous pouvez faire simple comme extrêmement complexe, tout dépend du programmeur).

Le but de la programmation d’un PLC est que le programmeur rentre en liaison des données d’entées/inputs,comme un interrupteur ou capteur, pour que ceux-ci agissent sur des données de sorties/outputs, comme une lumière ou un moteur. Il existe des entrées/sortie digitales donc 0-1 (lumière fermée ou lumière ouverte) ou analogique, l’échelle devient au lieu de 0-1 de 0 – 32 000 donc beaucoup plus précis (peut-être plus ou moins selon la compagnie)

En restant très simple, voici un exemple : le programmeur écrit que lorsque qu’un opérateur appuie sur l’interrupteur relié à l’entrée numéro 1 de l’automate la sortie 1 de l’automate s’active ouvrant ainsi une lumière. Une photocellule connectéeà l’entrée 2 de l’automate détecte le changement de lumière et envoi un signale à l’automate ce qui permet de démarrer un petit ventilateur 24 volts relié à la sortie de de l’automate et etc.

Évidemment, leprogrammeur aurait pu rajouter des minuteries et des compteurs à l’intérieur dela programmation pour économiser de l’argent sur les composantes. Pour rentrer dans le plus complexe ce dernier aurait pu faire une boucle d'éclairage avec un PID qui consiste à être un croisement de donnés qui s'affectent tous entre elle analogiquement, c'est extrêmement complexe à faire.

Finalement, il y a, bien sûr, plusieurs types de programmation (ladder ,grafcet ,basic ,bloc fonction) et chaque programmeur à sa programmation.

Les automates,ça me passionne, j’ai acheté mon propre automate il y a peu de temps pour me faire mon propre panneau de travail à la maison. Donc si vous avez des questions ou si vous voulez que je développe davantage, ne vous gênez pas, ça va me faire plaisir.

[DreD]

Cool sujet pour les néophytes. Tu me le donne le goût de parler de "mes patentes" éventuellement moi aussi hehe. C'est quand même impressionnant quand tu penses qu'avant ça prenant des circuits hydrauliques bien fancy et encombrant pour réaliser toutes les choses qu'une petite boîte comme cella là peut faire. Un petit détail par contre, quand tu dis:

Il existe des entrées/sortie digitales donc 0-1 (lumière fermée ou lumière ouverte) ou analogique, l’échelle devient au lieu de 0-1 de 0 – 32 000 donc beaucoup plus précis (peut-être plus ou moins selon la compagnie)

Remplace ici analogique par numérique, car il n'y a pas vraiment de notion de résolution (l'échelle 0 - 32 000 dont tu parles) dans un signal analogique (il n'est pas discrétisé). Aussi, la différence entre le digital et le numérique, c'est que ça sert pas à la même chose, donc c'est pas tant une question de précision. Le digital, c'est de la logique binaire (oui/non, on/off), tandis que le numérique transmet une information, une quantité, un "mot binaire" ("c'est quoi la tension que je dois envoyer au moteur pour le faire tourner à une vitesse X").

Également je sais pas à quel point t'es calé en matière de contrôleur, mais laisse moi simplement ajouter qu'un PID, c'est probablement un des systèmes les plus simples à mettre en place comme "feedback" (excluant le contrôleur P, PI ou PD). Grosso modo, ça te prends quelques ampli-opérationnels, des résistances et des condensateurs pour ajuster les gains. Ça coute pas grand chose à réaliser et l'ajustement est relativement simple à faire. Sinon, t'as des contrôleurs pas mal plus compliqués, style à logique floue, retour par modèle d'état ou autres, qui permettent de réaliser des trucs encore plus compliqués et impressionnants.

Si je peux me permettret, t'as acheté ça sans trop savoir ce que tu voulais faire avec, pour apprendre, ou t'as un projet bien précis en tête déjà?

EDIT : Ok, j'viens de voir que tu veux te faire un panneau de travail... sauf que je reste quand même curieux de savoir à un panneau pour quoi plus précisément? Quel genre de machine?

Modifié 24 juillet 2012 par DreD

[Molotor]

1.Remplace ici analogique par numérique, car il n'y a pas vraiment de notion de résolution (l'échelle 0 - 32 000 dont tu parles) dans un signal analogique (il n'est pas discrétisé). Aussi, la différence entre le digital et le numérique, c'est que ça sert pas à la même chose, donc c'est pas tant une question de précision. Le digital, c'est de la logique binaire (oui/non, on/off), tandis que le numérique transmet une information, une quantité, un "mot binaire" ("c'est quoi la tension que je dois envoyer au moteur pour le faire tourner à une vitesse X").

Également je sais pas à quel point t'es calé en matière de contrôleur, mais laisse moi simplement ajouter qu'un PID, 2. c'est probablement un des systèmes les plus simples à mettre en place comme "feedback" (excluant le contrôleur P, PI ou PD). Grosso modo, ça te prends quelques ampli-opérationnels, des résistances et des condensateurs pour ajuster les gains. Ça coute pas grand chose à réaliser et l'ajustement est relativement simple à faire. Sinon, t'as des contrôleurs pas mal plus compliqués, style à logique floue, retour par modèle d'état ou autres, qui permettent de réaliser des trucs encore plus compliqués et impressionnants.

3.Si je peux me permettret, t'as acheté ça sans trop savoir ce que tu voulais faire avec,3. pour apprendre, ou t'as un projet bien précis en tête déjà?

1. sans quand ça tombe à l'affrontement, c'est analogique, ouvre un livre d'automatisation ou de boucle de contrôle. Va regarder tout simplement dans les Spec et ou les composantes d'automates tu vas voir AI ou AO pour Analog input/ouput. J'ai d'ailleur pas mal travaillé avec ça. De plus, je travaille présentement chez Siemens, j'ai le nez en plein dedans.

2. je parle d'une vrai boucle de régulation PID (souvent seulement PI) pour faire une vrai boucle efficace, c'est complexe en sal. Exemple : Contrôler un niveau d'eau dans une colonne ou l'eau rentre à une vitesse variable et qui est évacuer à une vitesse variable, j'avoue que mon exemple de boucle PID était douteuse.

3. Pour apprendre, il y a toujours plus a apprendre, c'est pour ça que j'ai pris un Omron CQM1, c'est pas mal le moins cher que j'ai trouvé.

Sinon, si les trucs que tu parlais sont pertinent ne te gène pas pour en rajouter au sujet!

Edit :spécification

[1000+]

Je trouve ça intéressant comme sujet, bien que je n'y connaisse rien.

Je me demande comment on connecte tout ça, et je me demande quel degré de liberté on a pour tout connecter ça ensemble. Considérant qu'un ordi est un PLC, le "bloc" est-il absolument nécessaire? Est-ce que je pourrais controller à distance ma machine avec un ordi + carte réseau wifi?

Ce qui nous mène ensuite à la question logicielle. Il nous faut au moins un langage de programmation ainsi qu'un accès aux I/O. Ça prend une librairie, sinon il nous faut un logiciel qui gère tout ça pour nous à plus haut niveau. Je me demande quels outils sont à notre disposition pour faire ça.

Admettons par exemple que je veuille contrôler à distance toutes les lumières qu'il y a chez moi avec un programme sur mon téléphone mobile. Existerait-il des interrupteurs qu'on pourrait activer par un programme à distance? Nb: j'ai pas vraiment l'intention de faire ça. Je pose uniquement la question par curiosité.

[Molotor]

Je trouve ça intéressant comme sujet, bien que je n'y connaisse rien.

1.Je me demande comment on connecte tout ça, et je me demande quel degré de liberté on a pour tout connecter ça ensemble. Considérant qu'un ordi est un PLC, le "bloc" est-il absolument nécessaire? Est-ce que je pourrais controller à distance ma machine avec un ordi + carte réseau wifi?

2.Ce qui nous mène ensuite à la question logicielle. Il nous faut au moins un langage de programmation ainsi qu'un accès aux I/O. Ça prend une librairie, sinon il nous faut un logiciel qui gère tout ça pour nous à plus haut niveau. Je me demande quels outils sont à notre disposition pour faire ça.

3.Admettons par exemple que je veuille contrôler à distance toutes les lumières qu'il y a chez moi avec un programme sur mon téléphone mobile. Existerait-il des interrupteurs qu'on pourrait activer par un programme à distance? Nb: j'ai pas vraiment l'intention de faire ça. Je pose uniquement la question par curiosité.

pour faire court :

1. Il est possible de tout contrôler via ton ordinateur sans avoir le programme d'exploitation avec toi. on appelle ça un IHM (interface humain-machine). Donc tu as l'automate installé à ton usine de Québec et de chez toi, tu peux avoir sur ton écran d'ordinateur tous les infos et les contrôles que tu veux. Les postes opérateurs dans une usine fonctionnent de cette façon. Pour répondre à ta question, tu dois avoir un "bloc", car seul le bloc comporte des cartes digitales et analogiques et qui sont faites pour communiquer avec ton matériel. (pour ne pas rentrer plus en détail)

2. Chaque compagnie d'automate à son programme pour programmer et pour lire les données. Par exemple : Les automates Omron prennent la suite Cx-One, Allen Bradley prennent Rs-Logix et les Siemens prennent Insight. Si tu fais ton programme et ta banque de données sur Cx-ones, tu ne peux pas l'importer sur Insight pour que ton automate Omron puisse le lire, tu dois refaire ton programme.

3.Pour prendre ton exemple de lumière, tous tes lumières doivent être raccordées à quelque chose et ce quelque chose est un automate. Ça commence à être populaire dans les hôtels pour les chambres ce genre de truc. Prends l'hôtel de cristal, les chambres sont reliées à un automate et lorsque qu'une réservation est faite à une chambre, 3 heures avant l'arrivée des clients, les rideaux s'ouvrent seuls, le chauffage s'allume et l'humidité est contrôlé. Cela permet dans un hôtel au complet de sauver énormément sur la facture d'électricité.

[Vicks]

Si tu fouilles le sujet "domotique" sur Internet, tu vas trouver pleins de bidules pour contrôler les trucs dans ta maison (serrures, lumières, caméras, etc)

[Molotor]

Si tu fouilles le sujet "domotique" sur Internet, tu vas trouver pleins de bidules pour contrôler les trucs dans ta maison (serrures, lumières, caméras, etc)

En effet, la domotique monte en flèche, principalement en Europe, mais ici ça arrive beaucoup moins rapidement, car l'électricité est beaucoup moins cher ici.

Siemens en Europe on vraiment une très grosse division en automatisation du bâtiment. Sans être des gros automates "customs", il s'agit de petits plc avec des buts pré-définis (contrôle de lumière, volet, ventilateur et etc.). C'est vraiment un domaine nice la domotique.

Je suis content d'en parler avec vous les gars =)

[DreD]

1. sans quand ça tombe à l'affrontement, c'est analogique, ouvre un livre d'automatisation ou de boucle de contrôle. Va regarder tout simplement dans les Spec et ou les composantes d'automates tu vas voir AI ou AO pour Analog input/ouput. J'ai d'ailleur pas mal travaillé avec ça. De plus, je travaille présentement chez Siemens, j'ai le nez en plein dedans.

2. je parle d'une vrai boucle de régulation PID (souvent seulement PI) pour faire une vrai boucle efficace, c'est complexe en sal.

3. Pour apprendre, il y a toujours plus a apprendre, c'est pour ça que j'ai pris un Omron CQM1, c'est pas mal le moins cher que j'ai trouvé.

Sinon, si les trucs que tu parlais sont pertinent ne te gène pas pour en rajouter au sujet!

1. Je repense à ça et t'as raison. J'me suis un peu mélangé en pensant au fait que t'as un convertisseur analogique/numérique sur ces sorties/entrées là, mais ouais... la sortie est analogique. Le numérique c'est plus le "langage informatique".

2. C'est discutable dans la mesure où ça dépend de la complexité du système à contrôler. Un système SISO (single input - single output, donc une donnée en entrée et une sortie à contrôler) ça peut généralement se régler facilement à mon avis, mais ouais, faire du MIMO (multiple input - multiple output), ça peut devenir pas mal plus complexe à gérer. Encore là, ça dépend du comportement du système que tu veux contrôler. T'as des système naturellement plus stables que d'autres, mais rendu là c'est la physique derrière la machine qu'il faut considérer.

Mettons que la "science du contrôle" (la mécatronique), c'est un sujet qui m'intéresse pas mal. :^) Puis ouais, si je trouve quelque chose qui peut être pertinent par rapport aux automates, je les ajouterai avec plaisir.

[Molotor]

1. Je repense à ça et t'as raison. J'me suis un peu mélangé en pensant au fait que t'as un convertisseur analogique/numérique sur ces sorties/entrées là, mais ouais... la sortie est analogique. Le numérique c'est plus le "langage informatique".

2. C'est discutable dans la mesure où ça dépend de la complexité du système à contrôler. Un système SISO (single input - single output, donc une donnée en entrée et une sortie à contrôler) ça peut généralement se régler facilement à mon avis, mais ouais, faire du MIMO (multiple input - multiple output), ça peut devenir pas mal plus complexe à gérer. Encore là, ça dépend du comportement du système que tu veux contrôler. T'as des système naturellement plus stables que d'autres, mais rendu là c'est la physique derrière la machine qu'il faut considérer.

Mettons que la "science du contrôle" (la mécatronique), c'est un sujet qui m'intéresse pas mal. :^) Puis ouais, si je trouve quelque chose qui peut être pertinent par rapport aux automates, je les ajouterai avec plaisir.

1. Je comprends que tu t'ailles mélange là-dessus, mais j'étais certain de mon coup.

2. En effet, moi je fais beaucoup de MIMO (je ne fais que ça). Comme tu dis ça dépend du contrôle, de la qualité du montage et des matériaux du type de procédé (lent, rapide, instable), mais on s'entend que de faire une programmation PID pour quelqu'un qui ne connait rien aux automates c'est complexe en sal ^^. Je me souviens encore de ma première programmation de bloc PID hahaha.

Je risque prochainement de parler des méthodes de programmation!

[1000+]

Je me pose encore des questions...

Comment est-ce qu'on introduit un nouveau programme dans le PLC? Le PLC a-t-il un système d'exploitation et des I/O pour clavier souris, ou doit-on pousser le programme en connectant le PLC à un ordinateur conventionnel?

Aussi, le PLC gère les I/O de quelle manière? Gère-t-il directement les périphériques en gérant leur alimentation électrique, ou les périphériques sont-ils alimentés de manière indépendante et le PLC ne fait que gérer les interrupteurs (On/Off) pour les activer/désactiver?

[Vicks]

Aussi, le PLC gère les I/O de quelle manière? Gère-t-il directement les périphériques en gérant leur alimentation électrique, ou les périphériques sont-ils alimentés de manière indépendante et le PLC ne fait que gérer les interrupteurs (On/Off) pour les activer/désactiver?

C'est ici que le relai démontre toute son utilité. Les sorties des modules de contrôles sont habituellement de basse tension. Alors on fout un relai électromécanique, qui commande le bidule à contrôler fonctionnant à plus haute puissance.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Relais_%C3%A9lectrom%C3%A9canique

Je dis peut-être des conneries, ça fait tellement longtemps que je ne suis plus là dedans. Molotor pourra surement nous informer si des modèles de PLC ont directement leur sorties compatibles avec des tensions plus importantes!

Je risque prochainement de parler des méthodes de programmation!

Ça serait cool si tu expliquait des exemples d'applications industrielles que tu as eu la chance de voir, travailler sur, étudier.

[Molotor]

Je me pose encore des questions...

Comment est-ce qu'on introduit un nouveau programme dans le PLC? Le PLC a-t-il un système d'exploitation et des I/O pour clavier souris, ou doit-on pousser le programme en connectant le PLC à un ordinateur conventionnel?

Aussi, le PLC gère les I/O de quelle manière? Gère-t-il directement les périphériques en gérant leur alimentation électrique, ou les périphériques sont-ils alimentés de manière indépendante et le PLC ne fait que gérer les interrupteurs (On/Off) pour les activer/désactiver?

Ma réponse sera plus brève, car je suis sur mon cellulaire.

Pour commencer, pour importer ton programme que tu as fait sur l'ordinateur sur ton automate , tu dois connecter ces derniers pour qu'il communique. Tu peux faire ça via un cable internet, un fils Rs-232 ou périphérique. Non tu peux pas connecter un clavier souris sur un automate. (pas d'écran, pas de système d'exploitation) Maintenant, ils sont vraiment fait pour etre programmer de lextérieur.

Pour ta deuxième quesion, c'est selon les cartes d'entrées/sorties. Prennons l'exemple que jai une carte de sortie digitale fonctionnant su 24v. Je peux alimenter avec ce 24v une bobinne(relai) qui laisse passer du 120v! Donc même si ma partie contrôle est en 24v ma partie puissance peut être en 120v! Finalement selon la carte analogique tu peux générer toute sorte de signal (4 à 20 mA, 0-10v...)

Pas si bref, mais je crois avoir exprimé le plus important pour le moment!

[Hari Seldon]

...

Un automate, ça ressemble à ça :

...

J'ai de la misère à comprendre la différence entre ça et un PC de salon pour te dire franchement.

Okay c'est un bidule avec autre choses que des prises USB.

C'est quelle sorte de prise ?

Quel est son hardware ?

Concrètement qu'est ce que tu fais de si excitant à la maison avec ça ?

[Molotor]

Ça serait cool si tu expliquait des exemples d'applications industrielles que tu as eu la chance de voir, travailler sur, étudier.

Juste pour toi!

Dans le cadre d'un travail nous devions contrôler le niveau d'eau dans une colonne à l'aide d'une valve analogique et un capteur de niveau. En tout temps, il y a une valve de purge manuelle au bas de la colonne qui fait qu'il y a toujours de l'eau qui s'écoule hors de la colonne, ce qui fait que notre programmation est sollicitée plusieurs fois à la seconde! (je t'ai même fait un super dessin)

Les difficultés dans ce projet étaient :

- À tout moment, nous pouvons changer la consigne de niveau et le niveau d'eau dans la colonne doit s'adapter dans les plus brefs délais,sans trop osciller hors de la consigne

- À tout moment, la valve manuelle peut être changée d'état, donc l'eau sort plus vite et ton montage/programmation doit bien réagir.

- Plus que l'eau monte dans la colonne, sa propre pression la fait sortir plus vite de la colonne.

Pour arriver à un résultat positif, nous devions faire une programmation en Bloc PID. Un Bloc PID consiste à rentrer des Entrées/sorties s'affectant dans le bloc, ici, il s'agit du capteur de niveau ainsi que la valve analogique. De plus, dans ce bloc tu configures plusieurs donnés dont le P (proportionnelle) le I (intégral) et le D (dérivé). Tu obtiens ces nombres avec des calculs OU un auto-tunes. L'auto-tunes c'est vraiment bien, mais c'est rare que tu puisses l'utiliser, car dans certains montages ça peut créer des problèmes mécaniques.

Finalement, tu testes ta programmation afin de la peaufiner!

Dans mon 2em "beau" dessin que je t'ai fait, c'est un graphique qui représente ta boucle. Une boucle PID bien réglée va éviter tout écart abusif de ton niveau par rapport à ta consigne. Je ne te ment pas, à la fin, nous avions beau ouvrir et fermer la valve manuelle entre 0 et 100% d'un beau coup, le niveau d'eau dans la colonne restait vraiment clean! Nous percevions à peine l'anomalie.

Pour te résumer l'histoire, lorsque le niveau était trop bas, notre programmation faisait que la valve s'ouvrait davantage et le contraire arrivait dans la situation inverse. Ça ne semble peut-être rien, mais un niveau d'eau dans une colonne de 6 pieds de haut par 6 pouces de diamètre, c'est un procédé extrêmement rapide a contrôler, surtout que ta colonne à une perte constante de liquide!

J'espère que tu apprécies L'exemple!

[Kay]

Étant technicien en contrôle, je te dit que la "belle courbe" que l'on apprend à l'école (4-3) c'est de la merde. La plupart des procédés vont sacrifier un peu de temps pour ne pas osciller.

[Molotor]

Étant technicien en contrôle, je te dit que la "belle courbe" que l'on apprend à l'école (4-3) c'est de la merde. La plupart des procédés vont sacrifier un peu de temps pour ne pas osciller.

j'imagine que ça dépend de l'entreprise, du client et du type de procédé. Thx pour ton commentaire, car je n'ai pas full d'expérience dans le domaine du travail, donc je me fit à ce que j'ai vu.

[Kay]

j'imagine que ça dépend de l'entreprise, du client et du type de procédé. Thx pour ton commentaire, car je n'ai pas full d'expérience dans le domaine du travail, donc je me fit à ce que j'ai vu.

En boucle de température, que ce soit pour la climatisation ou le chauffage, il est préférable de ne pas arrêter/redémarrer/arrêter/redémarrer le système. Donc un peu plus loin pour sauver l'énergie et aussi le confort.

En boucle chimique, Il est PRIMORDIAL d'arriver au bon mélange le plus vite possible sans dépasser les doses

En boucle de débit: Pompe = Moteur, variation de vitesse oscillatrice = mauvais

Et en boucle de niveau, à moins que la consigne varie souvent et est indéterminée, on utilise souvent de simples flotteurs.

C'est pourquoi le 4-3 n'est pas l'idéal. Pourquoi le 4-3? Une stabilisation plus rapide au coût du dépassement temporaire de la consigne. Si tu a une boucle de température le tau est très long (dépendant de la pièce/espace à chauffer ou refroidir) donc l'oscillation peu durée des heures.

[Bobraie]

Quelqu'un connais simulink ici? Cet extension de Matlab est parfaitement adapté pour simuler les PID avec les bloc proportionel, dérivateur et intégrateur.

[DeliciousBacon]

J'suis technicien informatique dans un lieu de production (Ma job est 50% bureaux et 50% usine de production)

On a des dizaines/centaines de PLC, plusieurs PannelView également

RSLinx de Rockwell Automation est utilisé principalement je crois comme logiciel.

Je suis pas trop calé en programmation d'automates par contre.

C'est quelle sorte de prise ?

Du RJ32 (Port série) ou du Ethernet en grande majorité.

[Bobraie]

J'suis technicien informatique dans un lieu de production (Ma job est 50% bureaux et 50% usine de production)

On a des dizaines/centaines de PLC, plusieurs PannelView également

RSLinx de Rockwell Automation est utilisé principalement je crois comme logiciel.

Je suis pas trop calé en programmation d'automates par contre.

Du RJ32 (Port série) ou du Ethernet en grande majorité.

À l'université nous on apprend un programme qui s'apelle Labview... Sa l'air vraiment pas utilisé en entreprise et les branchement horrible à faire.