UNIVERSITE LIBRE DE TUNIS
Initiation la Programmation du SIMATIC S7-1200
avec TIA Portal V12
D partement Electrom canique
4 me Ann e Cycle Ing nieurs
A.U 2017-2018
Le contenu du fascicule est assign lunit SIMATIC S7-1200 et TIA Portal . Il sagit dune initiation
rapide la programmation du S7-1200
D partement GEII 2015 /2016 5 me Ann e Ing nieurs GEII
I.
Notes concernant la programmation du SIMATIC S7-1200
1) Automate SIMATIC S7-1200
Lautomate SIMATIC S7-1200 est un mini-contr leur modulaire utilis pour les petites
performances. Il existe un ventail complet de modules pour une adaptation optimis e la
t che d'automatisation. Le contr leur S7 est compos dune CPU qui est quip e dentr es et
de sorties de signaux num riques et analogiques.
Des modules additionnels dentr es/sorties (modules IO) peuvent tre install s si les entr es et
sorties int gr es ne sont pas suffisantes pour lapplication d sir e. Si besoin est, des modules
de communication RS232 ou RS485 sont ajout s. Une interface TCP/IP int gr e est
obligatoire pour toutes les CPU. Avec le programme S7, lAPI surveille et contr le une
machine ou un process.
Les modules IO sont interrog s dans le programme S7 au moyen dadresses dentr es (%I) et
r f renc s au moyen dadresses de sorties (%Q).
Le syst me est programm avec le logiciel STEP 7 Basic V12.
2) Logiciel de programmation STEP 7 Basic V12 (TIA Portal V12)
Le logiciel STEP 7 Basic V12 est loutil de programmation pour le syst me dautomatisation :
- SIMATIC S7-1200.
Avec STEP 7 Basic V12, les fonctions suivantes peuvent tre utilis es pour automatiser un
syst me:
- Configuration et param trage du mat riel
- Param trage de la communication
- Programmation
- Test, mise en service et d pannage avec les fonctions D marrer et En ligne & Diagnostic.
- Documentation
- G n ration d crans de visualisation pour les Basic Panels SIMATIC
Toutes les fonctions sont d taill es dans laide en ligne.
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II. Quest-ce quun API, et quoi a sert ?
1) Que signifie le terme API ?
API est labr viation pour Automate Programmable Industriel . Il sagit dun appareil
qui commande un processus (par exemple une presse dimprimerie pour limpression des
journaux, une installation de remplissage de sacs de ciment, une presse dinjection plastique,
etc&). Ceci est r alis gr ce aux instructions dun programme stock dans la m moire de
lappareil.
2) Comment lAPI commande-t-il le processus ?
LAPI commande le processus comme suit, travers les connexions de lAPI appel es
sorties. Par exemple, il applique une tension de +24V aux actionneurs via les points de
connexion de lautomate appel s sorties. Ceci permet de d marrer ou darr ter un moteur, de
faire monter ou descendre des lectrovannes, ou dallumer ou teindre des lampes.
3) Comment lAPI commande-t-il le processus ?
LAPI commande le processus comme suit, travers les connexions de lAPI appel es sorties.
Par exemple, il applique une tension de +24V aux actionneurs via les points de connexion de
lautomate appel s sorties. Ceci permet de d marrer ou darr ter un moteur, de faire monter
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ou descendre des lectrovannes, ou dallumer ou teindre des lampes.
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4) Comment lAPI re oit-t-il les informations sur les tats du
processus ?
LAPI re oit les informations du processus partir de ce quon appelle des capteurs de
signaux qui sont reli s aux entr es de lAPI. Ces capteurs de signaux peuvent tre, par
exemple, des capteurs qui reconnaissent si une pi ce dusinage se trouve une position
donn e, ou de simples commutateurs ou boutons poussoirs, qui peuvent tre ouverts ou
ferm s, appuy s ou rel ch s. Il est galement fait la distinction entre les contacts ouverture
qui sont ferm s au repos et les contacts fermeture qui sont ouverts au repos.
5) Quelle est la diff rence entre les contacts ouverture et
fermeture ?
On distingue parmi les capteurs de signaux les contacts ouverture (NO, normalement
ouverts) et les contacts fermeture (NF, normalement ferm s).
Le commutateur ci-dessous est un contact fermeture qui se ferme lorsquil est activ .
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Le commutateur ci-dessous est un contact ouverture qui est ferm quand il nest pas activ .
6) Comment le SIMATIC S7-1200 adresse les signaux
dentr e/sortie ?
La d claration d'une entr e ou sortie donn e l'int rieur d'un programme s'appelle
l'adressage. Les entr es et sorties des automates sont la plupart du temps regroup es en
groupes de huit entr es ou sorties num riques. Cette unit de huit entr es ou sorties est
appel e un octet. Chaque groupe re oit un num ro que l'on appelle l'adresse d'octet.
Afin de permettre l'adressage d'une entr e ou sortie l'int rieur d'un octet, chaque octet est
divis en huit bits. Ces derniers sont num rot s de 0 7. On obtient ainsi l'adresse du bit.
L'automate programmable repr sent ici a les octets d'entr e 0 et 1 ainsi que les octets de
sortie 4 et 5.
Par exemple, pour adresser la 5 me entr e en partant de la gauche, on d finit ladresse
suivante :
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Indication : L'adresse du bit de la cinqui me entr e est un 4 car la num rotation
commence z ro.
Pour adresser la derni re sortie, par exemple, on d finit ladresse suivante :
Indication : L'adresse du bit de la derni re sortie est un 1 car la num rotation
commence z ro.
7) Comment le programme est-il trait dans lAPI ?
Le traitement du programme dans l'automate est cyclique et se d roule comme suit :
1. Apr s la mise sous tension de l'automate programmable, le processeur qui constitue
pour ainsi dire le cerveau de l'automate v rifie si chaque entr e est sous tension ou
non. L' tat de ces entr es est enregistr dans la m moire image des entr es (MIE). Si
l'entr e est sous tension, l'information 1 ou "High" sera enregistr e. Si l'entr e n'est pas
sous tension, l'information 0 ou "Low" sera enregistr e.
2. Ce processeur ex cute le programme stock en m moire de programme. Celui-ci est
constitu d'une liste d'instructions et d'op rations logiques ex cut es de mani re
s quentielle. L'information d'entr e requise cet effet est pr lev e dans la m moire
image des entr es lue auparavant et les r sultats logiques sont crits dans une m moire
image des sorties (MIS). Durant l'ex cution du programme le processeur acc de
galement aux zones de m moire des compteurs, temporisations et mn moniques.
3. Dans la troisi me tape, l' tat est transmis apr s l'ex cution du programme utilisateur
de la MIS aux sorties, activant ou d sactivant celles-ci. L'ex cution du programme
revient ensuite au point 1.
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Indication : Le temps requis par le processeur pour l'ex cution du programme s'appelle
le temps de cycle. Ce dernier d pend entre autres du nombre et du type d'instructions.
8) A quoi ressemblent les op rations logiques dans le programme
de lautomate ?
Les op rations logiques servent d finir des conditions pour l'activation d'une sortie.
Elles peuvent tre cr es dans le programme de l'automate programmable dans les
langages de programmation Sch ma des circuits (CONT) ou Logigramme (LOG).
Nous nous limiterons en vue de simplification ici au langage LOG.
Il existe de nombreuses op rations logiques pouvant tre mises en Suvre dans des
programmes d'automatisation.
L'op ration ET et l'op ration OU ou bien la NEGATION d'une entr e sont les op rations
les plus fr quemment utilis es et seront expliqu es ici l'appui d'un exemple.
Indications : Pour obtenir rapidement et efficacement des informations sur les autres
op rations logiques, consultez l'aide en ligne.
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a) Op rateur ET
Exemple dune op ration ET :
Une lampe doit sallumer quand les deux interrupteurs sont ferm s simultan ment.
Sch ma :
Explication :
La lampe
sallume uniquement quand les deux interrupteurs sont ferm s. Cest- -dire,
quand
ET
sont ferm s, alors la lampe est allum e.
C bler lAPI :
Pour appliquer cette op ration au programme de lAPI, les deux commutateurs doivent tre
connect s aux entr es de lAPI. Ici,
est reli lentr e I 0.0 et
lentr e I 0.1.
De plus, la lampe
doit tre connect e une sortie, par exemple Q 0.0.
Op rateur ET dans LOG :
Dans le logigramme LOG, lop rateur ET est programm par le symbole ci-dessous et est
repr sent de la mani re suivante :
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1L1K2K1K2K1L
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b) Op rateur OU
Exemple dune op ration OU :
Une lampe
doit sallumer si au moins un des deux interrupteurs est ferm .
Sch ma :
Explication :
La lampe sallume partir du moment o un des deux interrupteurs est ferm . Cest- -dire, si
OU
est ferm , alors la lampe
est allum e.
C bler lAPI :
Pour appliquer cette op ration au programme de lAPI, les deux commutateurs doivent tre
connect s aux entr es de lAPI. Ici,
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est reli lentr e I 0.0 et
lentr e I 0.1.
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1L1K2K1L1K2K
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De plus, la lampe
doit tre connect e une sortie, par exemple Q 0.0.
Op rateur OU dans LOG
Dans le logigramme LOG, lop rateur OU est programm est programm par le symbole ci-
dessous et est repr sent de la mani re suivante :
10 Initiation la programmation du SIMATIC S7-1200 avec TIA Portal V12
1L
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c) N gation
Il est souvent n cessaire dans les op rations logiques d'interroger l' tat d'un contact pour
savoir :
- dans le cas d'un contact fermeture si celui-ci n'a pas t activ ,
- ou dans le cas d'un contact ouverture s'il a t activ ,
et donc pour savoir si la tension est appliqu e la sortie ou non.
Ceci peut tre r alis par la programmation d'une n gation l'entr e de l'op ration ET ou
OU.
Dans le logigramme LOG, la n gation de lentr e (ou inversion) sur un op rateur ET est
programm de la fa on suivante :
Ceci signifie quune tension est appliqu e la sortie %Q 0.0 uniquement si %I 0.0 est 0
et si %I 0.1 est 1 .
9) Comment est g n r le programme pour lAPI ? Comment est-il
envoy vers la m moire de lAPI ?
Le programme de lAPI est g n r sur un PC en utilisant le logiciel Step 7, et y est
temporairement enregistr .
Apr s que le PC est connect avec linterface TCP/IP de lAPI, le programme peut tre
transf r gr ce une fonction de chargement dans la m moire de lAPI.
Le PC nest plus utile une fois que le programme est charg dans lAPI, ce dernier le g re tout
seul.
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M 1
II.
R glage et commande du SIMATIC S7-1200
1) Pr sentation des diff rents modules:
Le SIMATIC S7-1200 est un automate modulaire et tout un ventail de modules
laccompagnent. Les voici:
Modules centraux CPU (Central Processing Unit) avec diff rentes capacit s,
entr es/sorties int gr es, et un interface PROFINET (par exemple, la CPU 1214C).
Module de puissance PM (Power Module) avec une entr e AC 120/230V,
50Hz/60Hz, 1.2A/0.7A, et une sortie DC 24V/2.5A
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Signal Boards SB pour ajouter des entr es ou sorties analogiques ou num riques,
la taille de la CPU tant fix e
(les signal boards peuvent tre utilis s avec les CPU 1211C/1212C et 1214C).
Modules de signal SM (Signal Module) pour les entr es et sorties analogiques et
num rique
(pour les CPU 1212C un maximum de 2 SM peuvent tre utilis s, pour la 1214C
max. 8)
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Modules de communication CM
(Communication Module) pour une
communication s rie RS 232 / RS 485
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(pour les CPU 1211C/1212C et 1214C, jusqu 3 CM peuvent tre utilis s)
Les cartes m moire 2Mo ou 24Mo pour stocker les donn es du programme et pour
un remplacement simple des CPU lors des maintenances
2) El ments importants de la CPU
Avec une alimentation int gr e de 24V et des entr es et sorties num riques int gr es, la CPU
du S7- 1200 est pr te lemploi, sans avoir besoin de composants suppl mentaires.
Pour communiquer avec lappareil de programmation, la CPU est quip e dun port TCP/IP
int gr . Au moyen dun r seau ETHERNET, la CPU est capable de communiquer avec des
appareils de commande IHM et dautres CPU.
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(1) Alimentation 24V
(2) Borniers ins rables pour un c blage utilisateur (derri re les caches plastiques)
(3) Diodes lectroluminescentes pour les I/O int gr es et le mode de fonctionnement de la
CPU
(4) Connexion TCP/IP (sous la CPU)
La carte m moire SIMATIC MC (Memory Card) stocke le programme, les donn es, les
donn es
syst me, les fichiers et les projets. Elle peut tre utilis e pour les op rations suivantes :
Transfert du programme aux diff rentes CPU
Mise jour du micrologiciel des CPU, des modules de signal SM et des modules de
communication CM
3) Modes de fonctionnement de la CPU
La CPU a les modes de fonctionnement suivants :
En mode STOP , la CPU nex cute pas le programme, et vous pouvez charger
un projet.
En mode STARTUP , la CPU entame une proc dure de d marrage.
En mode RUN , le programme est ex cut de fa on cyclique. Les projets ne
peuvent pas tre charg s dans une CPU en mode RUN.
La CPU na 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 dun bouton MRES
pour faire une r initialisation g n rale de la m moire et il affiche l tat actuel des LED de
la CPU.
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La couleur de la LED des tats RUN/STOP sur la face avant de la CPU indique le mode de
fonctionnement actuel.
Une lumi re JAUNE indique le mode STOP.
Une lumi re VERTE indique le mode RUN.
Une lumi re CLIGNOTANTE indique le mode
STARTUP.
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