Chapitre 1

 

Département GENIE INDUSTRIEL ET MAINTENANCE 

INSTITUT UNIVERSITAIRE DE TECHNOLOGIE DE LORIENT

AUTOMATES SIEMENS SERIE S7-300C - Programmation sous STEP 7 CHAPITRE 1 CARACTERISTIQUES MATERIELLES ET LOGICIELLES DES AUTOMATES SIEMENS DE LA SERIE S7-300

1 – PRESENTATION DE L’AUTOMATE SIEMENS 314C-2DP 1.1 – Face avant du processeur Le processeur (CPU) 314C-2DP dispose de 24 entrées et 16 sorties tout ou rien (TOR), 5 entrées analogiques et 2 sorties analogiques. De plus, certaines entrées et sorties TOR permettent des fonctions technologiques (comptage, mesure, etc.). Toutes ces entrées/sorties sont lues ou écrites dans le programme par leurs adresses.

Cette CPU est un automate de milieu de gamme Siemens.

1-1

 

1.2 – Entrées/sorties disponibles sur la CPU 314C-2DP

Entrées/sorties

Adresses par défaut

Remarques

24 entrées TOR

124.0 à 126.7 dont 16 entrées pour les fonctions technologiques : 124.0 à 125.7

Toutes les entrées TOR peuvent être paramétrées comme entrées d’alarmes

16 sorties TOR

124.0 à 125.7 dont 4 sorties pour les fonctions technologiques

Fonctions technologiques :

4+1 entrées analogiques

752 à 761

2 sorties analogiques

752 à 755

 

Comptage

 

Mesure de fréquence

 

Modulation de largeur d’impulsion

 

Positionnement

 

Régulation

•

•

•

•

•

1.3 – Modes de fonctionnement

Position

Signification

Explications

RUN

Mode de fonctionnement RUN

Le processeur traite le programme utilisateur.

STOP

Mode de fonctionnement STOP

Le processeur ne traite aucun programme utilisateur.

MRES

Effacement général

Position des touches du commutateur de mode de fonctionnement pour l'effacement général du processeur (voir ci-après)

1-2

 

Procédure d’effacement général du processeur avec le commutateur de mode de fonctionnement : 1) Mettez le commutateur en position STOP. 2) Tournez/appuyez le commutateur en position MRES. Maintenez le commutateur dans cette position  jusqu’à ce que la LED STOP s’allume pour la 2ème fois et reste allumée (cela se produit après 3 secondes). Relâchez ensuite le commutateur. 3) Vous disposez ensuite de 3 secondes pour appuyer/ramener le commutateur en position MRES et le maintenir dans cette position jusqu’à ce que la LED STOP clignote (2 Hz). 4) Vous pouvez maintenant re relâcher lâcher le commutateur. Une fois que la CPU a terminé l’effacement général, la LED STOP arrête de clignoter et s’allume en continu. L’effacement général est réalisé. Les étapes de commandes décrites ci-dessus ne sont nécessaires que lorsque l’utilisateur souhaite un effacement général de la CPU sans que celle-ci ne transmette une demande d’effacement général (par un clignotement lent des LED STOP). Lorsque la CPU demande d’elle-même un effacement général, il suffit de tourner/d’appuyer brièvement sur le commutateur de mode de fonctionnement après MRES pour démarrer le processus d’effacement général. La figure suivante présente les positions successives du commutateur pour les processeurs 31x et 31xC :

1.4 – Indicateurs d’état de fonctionnement

1-3

 

LED

Signification

SF

DC5V

FRCE

RUN

STOP

Eteinte

Eteinte

Eteinte

Eteinte

Eteinte

CPU sans tension d’alimentation.

Eteinte

Marche

X

Eteinte

Marche

La CPU se trouve en mode STOP.

Marche

Marche

X

Eteinte

Marche

La CPU se trouve en mode STOP, l’état STOP a été déclenché par une erreur.

X

Marche

X

Eteinte

Clignote

La CPU demande un effacement général.

(0,5 Hz) X

Marche

X

Eteinte

Clignote

La CPU exécute un effacement général.

(2 Hz) X

Marche

X

Clignote

Marche

La CPU se trouve en mode démarrage.

Marche

La CPU a été arrêté par un point d’arrêt programmé.

(2 Hz) X

Marche

X

Clignote (0,5 Hz)

Marche

Marche

X

X

X

Erreur de matériel et de logiciels

X

X

Marche

X

X

Vous avez activé la fonction de forçage

2 – ADRESSAGE ET DISPOSITION 2.1 – Adressage des modules Une adresse initiale de module est affectée à chaque numéro d'emplacement. Selon le type de module, il s'agit d'une adresse numérique ou analogique. L’exemple suivant présente un ensemble monté sur rail (1 automate 314C-2DP, précédé d’une alimentation et suivi de 8 modules).

1-4

 

2.2 - Adressage des entrées/sorties TOR L'adresse d'octet est basée sur l'adresse initiale des modules. L'adresse de bit est indiquée sur le module. Si le premier module TOR se trouve sur l'emplacement 4, son adresse initiale par défaut est 0. L'adresse initiale de chaque module TOR suivant est incrémenté de 4 par emplacement.

Exemple

Type

Adresse d’octet

Adresse de bit

I124.5 (ou E124.5)

entrée

124

5

Q0.1 (ou A0.1)

sortie

0

1

Exemple d’adressage pour les modules TOR implanté dans les l es emplacements 4 et 5 du profilé pr ofilé support n°0 :

2.3 - Raccordement des entrées/sorties tout ou rien (T.O.R.)  

1-5

 

2.4 – Principe de câblage des entrées/sorties TOR

2.5 – Adressage des entrées/sorties intégrées (connecteur X2)

1-6

 

3 – MISE EN RESEAU 3.1 – Réseaux et bus de terrain supportés Conformément aux différentes exigences des niveaux d'automatisation (niveaux de conduite, de cellules, de zones et d'actionneurs/capteurs), SIMATIC offre les sous réseaux suivants :          

• • • •

•

Interface multipoint (MPI) PROFIBUS Couplage point à point Ethernet Interface actionneur/capteur (ASI)

Appareils pouvant être raccordés :

MPI

PROFIBUS DP

Point à point

PG/PC

PG/PC

Appareils avec interface série :

OT/TP

OP/TP

S7-300 avec interface MPI

Esclave DP

S7-200 (19.2 kBauds max.)

Maître DP Capteurs et actionneurs

- Imprimantes - Lecteurs de code à barres - Terminaux -…

S7-300 avec interface ProfibusDP PG/PC : Consoles de programmation OP/TP : Pupitres opérateur S7-200, S7-300 : Automates programmables Siemens

3.2 - Interface multipoint (MPI) MPI est un sous-réseau comportant une étendue réduite et un faible nombre de partenaires pour les niveaux des zones et des cellules. MPI est une interface multipoint située dans le SIMATIC S7/M7 et C7. Elle est conçue comme interface PG et est destinée à la mise en réseau de quelques CPU ou à l'échange de faibles quantités de données avec les PG. MPI conserve toujours le dernier paramétrage concernant la vitesse de transmission, le nombre de partenaires et l'adresse MPI maximum, même après un effacement général, une défaillance de tension ou un effacement du paramétrage CPU. Vitesse de transmission maximale : 187,5 kBauds 1-7

 

3.3 - Profibus PROFIBUS est le réseau pour le domaine des cellules et des zones dans le système de communication du SIMATIC ouvert, indépendant du fabricant. Le PROFIBUS est proposé en deux versions :  

En tant que bus de terrain PROFIBUS-DP prévu pour un échange de données rapide et cyclique et PROFIBUS-PA pour le domaine à sécurité intrinsèque.

 

En tant que PROFIBUS (FDL ou ou PROFIBUS-FMS) pour la la transmission rapide avec des partenaires partenaires de la communication disposant des même droits.

•

•

Cependant, il est également possible de réaliser PROFIBUS-DP et PROFIBUS-FMS en associant aux processeurs des modules de communication (CP). Vitesse de transmission maximale : 12 MBauds

3.4 - Exemple : Automate 314C-2 DP connecté simultanément aux réseaux MPI et PROFIBUS

1-8

 

4 – LANGAGES DE PROGRAMMATION 4.1 – Langages disponibles SIMATIC Manager est le progiciel de base pour la configuration et la programmation de systèmes d'automatisation SIMATIC STEP7. Il autorise plusieurs langages de programmation.

1-9

 

4.2 - Exemple de réseaux en LIST

4.3 - Exemple de réseaux en CONT

4.4 - Exemple d'un réseau en LOG

1 - 10

 

4.5 - Exemple de programmation en langage SCL

4.6 - Exemple de commande séquentielle en GRAPH

1 - 11

 

4.7 - Langage de programmation HiGraph (graphe d'état)

1 - 12

 

5 - TYPES DE DONNEES 5.1 - Types de données simples

Type

Bits

Format

Plage d’écriture et représentation des nombres

Exemples

BOOL (bit)

1

Texte booléen

TRUE/FALSE

TRUE

BYTE (octet)

8

Nombre hexadécimal

B#16#0 à B#16#FF

L B#16#10 L byte#16#10

WORD (mot)

16

Nombre en binaire pur 2#0 à 2#1111_1111_1111_1111 Nombre hexadécimal W#16#0 à W#16#FFFF BCD C#0 à C#999 Nombre décimal non signé B#(0,0) à B#(255,255)

L 2#0001_0000_0000_0000

Nombre en binaire pur 2#0 à 2#1111_1111_1111_ 1111_ 1111_1111_1111_1111

2#1000_0001_0001_1000_ 1011_1011_0111_1111

Nombre hexadécimal

DW#16#0000_0000 à DW#16#FFFF_FFFF

L DW#16#00A2_1234 L dword#16#00A2_1234

B#(0,0,0,0) à B#(255,255,255,255)

L B#(1, 14, 100, 120) L byte#(1,14,100,120)

DWORD (double mot)

32

Nombre décimal non signé

L W#16#1000 L word#16#1000 L C#998 L B#(10,20) ou L byte#(10,20)

INT (entier)

16

Nombre décimal signé -32768 à 32767

L1

DINT (entier)

32

Nombre décimal signé -2147483648 à 2147483647

L L#1

REAL (nombre à virgule flottante)

32

IEEE, nombre à virgule flottante

Limite supérieure : 3.402823e+38 Limite inférieure : 1.175 495e38

L 1.234567e+13

S5TIME

16

Durée S7 en pas de

S5T#0H_0M_0S_10MS à

L S5T#0H_1M_0S_0MS

10 ms (valeur par défaut)

S5T#2H_46M_30S_0MS

L S5TIME#0H_1H_1M_0S_0MS

(durée SIMATIC) TIME (durée CEI)

32

Durée CEI en incréments de 1 ms, entier signé

T#24D_20H_31M_23S_648MS à T#24D_20H_31M_23S_647MS

L T#0D_1H_1M_0S_0MS L TIME#0D_1H_1M_0S_0MS

DATE (date CEI)

16

Date CEI en incréments de 1 jour

D#1990-1-1 à D#2168-12-31

L D#1994-3-15 L DATE#1994-3-15

TIME_OF_DAY (heure)

32

Heure en pas de 1 ms TOD#0:0:0.0 à TOD#23:59:59.999

L TOD#1:10:3.3 L TIME_OF_DAY#1:10:3.3

CHAR (caractère)

8

Caractères ASCII

L 'E'

'A','B' etc.

1 - 13

 

5.2 - Types de données complexes Les types de données complexes définissent des groupes de données comportant plus de 32 bits ou des groupes de données composés à partir d'autres types de données. Il est possible de définir les structures et les tableaux soit dans la déclaration des variables du bloc de code, soit dans un bloc de données.

Type de données

Description

DATE_AND_TIME

Définit une zone de 64 bits (8 octets). Ce type de données permet d’enregistrer une date et une heure en format décimal codé binaire (BDC).

STRING

Définit un ensemble de 254 caractères au maximum (type de données CHAR). La zone réservée à une chaîne de caractères est par défaut de 256 octets : c'est la mémoire nécessaire à la sauvegarde de 254 octets et d'un en-tête de deux octets. Vous pouvez indiquer le nombre de caractères dans la chaîne et réduire ainsi l'espace utilisé en mémoire (par exemple, STRING[9] 'Siemens').

ARRAY

Définit un ensemble multidimensionnel d'un même type de données (soit simple, soit complexe). Par exemple, "ARRAY[1..2,1..3] OF INT" correspond à un tableau de nombres entiers de format 2 x 3. Vous accédez aux données sauvegardées dans un tableau via l'indice (ex. : [2,2]). Un tableau peut comporter 6 dimensions max. ; l'indice peut être un nombre entier quelconque (de -32768 à 32767).

STRUCT (structure)

Définit un ensemble de types de données quelconques combinés. Vous pouvez, par exemple, définir un tableau de structures ou une structure contenant structures et tableaux.

UDT (type de données utilisateur)

Permet d'organiser des volumes de données importants et de simplifier la saisie des types de données pour créer des blocs de données ou déclarer des variables dans la table de déclaration des variables. Vous pouvez combiner des types de données simples et complexes et, ainsi, créer votre propre type de données. Ils ont un nom propre et peuvent donc être utilisés plusieurs fois.

FB, SFB

Déterminent la structure du bloc de données d'instance associé et permettent la transmission de données d'instance pour plusieurs appels de FB dans un DB d'instance.

1 - 14