Modes de fonctionnement de l'automate. Schneider Electric Twido TWD USE 10AE
Modes de fonctionnement de l'automate
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Présentation
Objet de ce chapitre
Contenu de ce chapitre
Ce chapitre offre des informations sur les modes de fonctionnement des automates, ainsi que sur l'exécution cyclique et périodique de programmes. Vous y trouverez
également des informations détaillées sur les coupures secteur et les opérations de restauration.
Ce chapitre contient les sujets suivants :
Sujet
Scrutation cyclique
Scrutation périodique
Vérification de la durée de scrutation
Modes de fonctionnement
Gestion des coupures et des reprises secteur
Gestion d'une reprise à chaud
Gestion d'un démarrage à froid
Initialisation des objets
Page
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TWD USE 10AE
Modes de fonctionnement de l'automate
Scrutation cyclique
Introduction
La scrutation cyclique consiste à enchaîner les uns après les autres les cycles automates. Après avoir effectué la mise à jour des sorties (troisième phase du cycle de tâche), le système exécute un certain nombre de ses propres tâches et déclenche immédiatement un autre cycle de tâche.
Note : La durée de scrutation du programme utilisateur est contrôlée par le temporisateur chien de garde de l'automate et ne doit pas dépasser 500 ms. Sinon un défaut apparaît faisant passer immédiatement l'automate en mode Halt. Sous ce mode, les sorties sont forcées sur leur état de repli par défaut.
Fonctionnement
L'illustration suivante montre les phases d'exécution de la scrutation cyclique.
T.I.
%I
Traitement du programme
Temps de scrutation n
%Q T.I.
%I
Traitement du programme
%Q
Temps de scrutation n+1
Description des phases d’un cycle
Le tableau suivant décrit les phases d’un cycle.
Repère
T.I.
Phase
traitement interne
Description
Le système réalise implicitement la surveillance de l'automate (gestion des bits et mots système, mise à jour des valeurs courantes de l'horodateur, mise à jour des voyants d'état, détection des commutateurs RUN/STOP, etc.) et le traitement des requêtes en provenance de TwidoSoft (modifications et animation).
%I, %IW Acquisition des entrées Ecriture en mémoire de l’état des entrées associés aux modules TOR et analogique.
Traitement du programme
Exécution du programme d'application écrit par l'utilisateur.
%Q,
%QW
Mise à jour des sorties Ecriture des bits ou des mots de sorties associés aux modules TOR et analogique.
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TWD USE 10AE
Mode de fonctionnement
Illustration
Modes de fonctionnement de l'automate z z z z
Automate en mode RUN, le processeur effectue les opérations suivantes :
Traitement interne
Acquisition des entrées
Traitement du programme d'application
Mise à jour des sorties
Automate en mode STOP, le processeur effectue les opérations suivantes : z Traitement interne z
Acquisition des entrées
L'illustration suivante présente les cycles de fonctionnement.
Traitement interne
Acquisition des entrées
EXECUTION
Traitement du programme
STOP
Mise à jour des sorties
Contrôle du cycle
Le contrôle du cycle est effectué par le chien de garde.
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Modes de fonctionnement de l'automate
Scrutation périodique
Introduction
Dans ce mode de fonctionnement, l'acquisition des entrées, le traitement du programme d'application et la mise à jour des sorties s'effectuent de façon périodique selon un intervalle défini lors de la configuration (de 2 à 150 ms).
Au début de la scrutation de l'automate, un temporisateur, dont la valeur est initialisée sur la période définie lors de la configuration, démarre le décomptage. La scrutation de l'automate doit se terminer avant la fin du décomptage et avant le début d'une nouvelle scrutation.
Fonctionnement
L'illustration suivante présente les phases d'exécution de la scrutation périodique.
Traitement du programme
Traitement du programme
T.I.
%I %Q T.I.
Période d'attente
T.I.
%I
Temps de scrutation n
%Q T.I.
Temps de scrutation n+1
Période
Période d'attente
T.I : Traitement interne
Description des phases de fonctionnement
Le tableau suivant décrit les phases de fonctionnement.
Repère
T.I.
Phase
traitement interne
Description
Le système réalise implicitement la surveillance de l'automate (gestion des bits et mots système, mise à jour des valeurs courantes de l'horodateur, mise à jour des voyants d'état, détection des commutateurs RUN/STOP, etc.) et le traitement des requêtes en provenance de TwidoSoft (modifications et animation).
%I, %IW Acquisition des entrées
-
Ecriture en mémoire de l’état des entrées associés aux modules TOR et analogique.
Traitement du programme Exécution du programme d'application écrit par l'utilisateur.
%Q,
%QW
Mise à jour des sorties Ecriture des bits ou des mots de sorties associés aux modules TOR et analogique.
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Modes de fonctionnement de l'automate
Mode de fonctionnement
Automate en mode RUN, le processeur effectue les opérations suivantes : z Traitement interne z z
Acquisition des entrées
Traitement du programme d'application z
Mise à jour des sorties
Si la période n'est pas terminée, le processeur poursuit son cycle de fonctionnement jusqu'à la fin de la période du traitement interne. Si la durée de fonctionnement dépasse celle affectée à la période, l'automate signale un débordement de période z z en mettant le bit système %S19 à 1. Le traitement se poursuit jusqu'à son exécution totale. Néanmoins, il ne doit pas dépasser le temps limite du chien de garde. La scrutation suivante est enchaînée après l'écriture implicite des sorties de la scrutation en cours.
Automate en mode STOP, le processeur effectue les opérations suivantes :
Traitement interne
Acquisition des entrées
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Modes de fonctionnement de l'automate
Illustration
L’illustration suivante présente les cycles de fonctionnement.
Début de la période traitement interne acquisition des entrées
EXECUTION
Traitement du programme
STOP mise à jour des sorties traitement interne
Fin de période
Contrôle du cycle
Deux contrôles sont effectués : z z débordement de période chien de garde
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Modes de fonctionnement de l'automate
Vérification de la durée de scrutation
Généralités
Le cycle de tâche est régulé par un temporisateur chien de garde appelé Tmax
(durée maximale du cycle de la tâche). Ce temporisateur permet d'afficher les erreurs de l'application (boucles infinies, etc.) et garantit une durée maximale du rafraîchissement des sorties.
Chien de garde logiciel
(fonctionnement périodique ou cyclique)
Au cours du fonctionnement périodique ou cyclique, le déclenchement du chien de garde provoque une erreur logicielle. L'application passe en mode HALT et le bit système %S11 est mis à 1. La relance de la tâche nécessite une connexion à
TwidoSoft afin d'analyser la cause de l'erreur, une modification de l'application pour corriger l'erreur, puis une remise en RUN du programme.
Note : L'état HALT correspond à l'arrêt immédiat de l'application causé par une erreur d'application logicielle, telle qu'un débordement de scrutation. Les données gardent les valeurs courantes, permettant ainsi l'analyse de la cause de l'erreur.
Le programme s’arrête sur l’instruction en cours. La communication avec l'automate est disponible.
Contrôle en fonctionnement périodique
En fonctionnement périodique, un contrôle supplémentaire permet de détecter un dépassement de période : z %S19 indique que la période est dépassée. Il est mis à : z z z
1 par le système lorsque la durée de scrutation est supérieure à la durée de la tâche,
0 par l'utilisateur.
%SW0 contient la valeur de la période (0-150 ms). Il est : z z initialisé lors d'un démarrage à froid par la valeur choisit au moment de la configuration et, peut être modifié par l'utilisateur.
Exploitation des temps d'exécution de la tâche maître
z z z
Les mots système suivants permettent d'obtenir des informations sur le temps de cycle de l'automate :
%SW11 initialise la durée maximale du chien de garde (10 à 500 ms).
%SW30 contient le durée d'exécution du dernier cycle de scrutation de l'automate.
%SW31 contient la durée d'exécution du plus long cycle de scrutation de z l'automate depuis le dernier démarrage à froid.
%SW32 contient la durée d'exécution du plus court cycle de scrutation de l'automate depuis le dernier démarrage à froid.
Note : Ces différentes informations sont également accessibles depuis l'éditeur de configuration.
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Modes de fonctionnement de l'automate
Modes de fonctionnement
Introduction
Démarrage via
Grafcet
Twido Soft est utilisé pour prendre en compte les trois groupes de modes de z z fonctionnement : vérification exécution ou production z arrêt.
z z z z
Ces différents modes de fonctionnement sont accessibles depuis Grafcet ou en utilisant Grafcet, en appliquant les méthodes suivantes : initialisation de Grafcet préréglage des étapes conservation d'une situation gel de diagrammes.
Le traitement préliminaire et l'utilisation de bits système garantissent une gestion efficace du mode de fonctionnement qui ne provoque aucune complication du programme utilisateur et qui n'implique aucune surcharge sur ce dernier.
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TWD USE 10AE
Modes de fonctionnement de l'automate
Bits système
Grafcet
L'utilisation des bits %S21, %S22 et %S23 est réservée au traitement préliminaire.
Ces bits sont automatiquement remis à zéro par le système, et ne doivent être écrits que par l'instruction Set S.
Le tableau suivant présente les bits système associés à Grafcet :
Bit Fonction
%S21 Initialisation du
GRAFCET
Description
Normalement à 0, ce bit est mis à 1 par : z un démarrage à froid, %S0=1 ; z l'utilisateur, uniquement dans la section du programme de prétraitement, à l'aide de l'instruction Set S %S21 ou d'une bobine Set -(S)- %S21.
Conséquences: z
Désactivation de toutes les étapes.
z
Activation de toutes les étapes initiales.
%S22 GRAFCET RESET Normalement mis à 0, ce bit peut être mis à 1, uniquement par le programme au cours du prétraitement.
Conséquences : z
Désactivation de toutes les étapes.
z
Arrêt de la scrutation du traitement séquentiel.
%S23 Prépositionnement et gel du GRAFCET z z z
Normalement mis à 0, ce bit peut être mis à 1, uniquement par le programme au cours du prétraitement.
z z z
Prépositionnement en mettant %S22 à 1.
Prépositionne les étapes pour leur activation, par une série d'instructions S Xi.
Activation du prépositionnement en mettant %S23 à 1.
Gel d'une situation :
Dans la situation initiale : par le maintien de %S21 à 1 par le programme.
Dans une situation « vide » : par le maintien de %S22 à 1 par le programme.
Dans une situation déterminée par le maintien de %S23 à 1.
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Modes de fonctionnement de l'automate
Gestion des coupures et des reprises secteur
Illustration
L'illustration suivante présente les différentes reprises secteur détectées par le système. Si la durée de la coupure est inférieure au temps de filtrage de l'alimentation (environ 10 ms pour une alimentation en courant alternatif ou 1 ms pour une alimentation en courant continu), elle n'est pas prise en compte par le programme qui s'exécute normalement.
EXÉCUTER
Exécuter
Application
Coupure secteur
Attente secteur
Restauration secteur
ATTENTE
Oui
Coupure détectée
Non
Test auto
Enregistremen t
Non
Oui
Exécution normale du programme
Carte mémoire
identique
Oui
Démarrage à chaud
Non
Démarrage à froid
Note : Le contexte est enregistré dans une mémoire RAM sur batterie de secours.
A la mise sous tension, le système vérifie l'état des batteries et du contexte enregistré afin de déterminer si un démarrage à chaud est possible.
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Modes de fonctionnement de l'automate
Bit d'entrée Run/
Stop et option
Démarrage automatique en Run
Le bit d'entrée Run/Stop est prioritaire sur l'option "Démarrage automatique en Run" accessible à partir de la boîte de dialogue Mode de scrutation. Si le bit Run/Stop est
à 1, l'automate redémarre en mode Run à la reprise secteur.
Le mode de l'automate est déterminé de la façon suivante.
Bit d'entrée Run/Stop
Zéro
Zéro
Front montant
Un
Non configuré dans le logiciel
Non configuré dans le logiciel
Démarrage automatique en Run
Zéro
Un
Sans importance
Sans importance
Zéro
Un
Etat résultant
Stop
Stop
Run
Run
Stop
Run
Note : Pour tous les automates compacts avec une version logicielle V1.0, si l'automate est en mode Run à l'interruption du secteur et que l'indicateur
"Démarrage automatique en Run" n'est pas sélectionné dans la boîte de dialogue
Mode de scrutation, l'automate redémarre en mode Stop à la reprise secteur, dans le cas contraire il redémarre à froid.
Note : Pour tous les automates modulaires et compacts avec une version logicielle
V1.11, si la batterie de l'automate fonctionne normalement lors de l'interruption du secteur, l'automate redémarre dans le mode effectif au moment de l'interruption.
L'indicateur "Démarrage automatique en Run", sélectionné dans la boîte de dialogue Mode de scrutation, n'aura aucun effet sur le mode adopté à la reprise secteur.
Fonctionnement
Le tableau suivant décrit les phases du traitement des coupures secteur.
Phase Description
1 Lors de la coupure secteur, le système mémorise le contexte application et l'heure de la coupure.
2
3
Il met toutes les sorties dans l’état de repli (état 0).
A la reprise secteur, le contexte sauvegardé est comparé à celui en cours. Cette comparaison permet de définir le type de démarrage à exécuter : z
Si le contexte application a changé (perte du contexte système ou nouvelle application), l'automate z procède à l'initialisation de l'application : démarrage à froid (systématique pour le compact).
Si le contexte application est identique, l'automate effectue une reprise sans initialisation des données : redémarrage à chaud.
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Modes de fonctionnement de l'automate
Gestion d'une reprise à chaud
Cause d'une reprise à chaud
Illustration
z z z
Une reprise à chaud peut être provoquée : par une reprise secteur sans perte du contexte, lorsque le bit système %S1 est mis à 1 par le programme, depuis l'afficheur, lorsque l'automate est en mode STOP.
Le schéma ci-après décrit le fonctionnement d'une reprise à chaud en mode d'exécution (RUN).
EXECUTION
ATTENTE
Acquisition des entrées
Arrêt du processeur
Sauvegarde du contexte de l'application
Exécution du programme
HAUT si bit %S1=1, traitement éventuel avec reprise à chaud
Retour secteur
Auto test partiel de configuration
Détection coupure secteur
>Micro coupure secteur
Non
BAS
Oui
Bit %S1 mis à 1 pour un seul cycle
Bit %S1 mis à 0
Mise à jour des sorties
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TWD USE 10AE
Reprise de l'exécution du programme
Modes de fonctionnement de l'automate
Le tableau suivant décrit les phases de reprise de l'exécution d'un programme après une reprise à chaud.
Phase Description
1 L'exécution du programme reprend à partir de l'élément où a eu lieu la coupure secteur, sans mise à jour des sorties.
Remarque : Seuls les éléments du code de l'utilisateur sont redémarrés. Le code système (la mise à jour des sorties, par exemple) n'est pas redémarré.
2
3
A la fin du cycle de reprise, le système : z annule la réservation de l'application lorsqu'elle est réservée (et provoque une z application STOP en cas de débogage) ; effectue la réinitialisation des messages.
Le système effectue un cycle de reprise au cours duquel il : z relance la tâche avec les bits %S1 (indicateur de reprise à chaud) et %S13
(premier cycle en mode RUN) mis à 1, z remet à l'état 0 les bits %S1 et %S13 à la fin de ce premier cycle de la tâche.
Gestion d'un démarrage à chaud
Sorties après une coupure secteur
En cas de démarrage à chaud et lorsque le traitement d'une application particulière est requis, le bit %S1 doit être testé en début du cycle de tâche et le programme correspondant doit être appelé.
Dès qu'une coupure secteur est détectée, les sorties sont mis dans un état de repli
(par défaut) de 0.
A la reprise secteur, les sorties conservent leur dernier état jusqu'à ce qu'elles soient remises à jour par la tâche.
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Modes de fonctionnement de l'automate
Gestion d'un démarrage à froid
Cause d'un démarrage à froid
Illustration
z z z z
Un démarrage à froid peut être provoqué : par le chargement d'une nouvelle application dans la mémoire RAM, par une reprise secteur avec perte du contexte de l'application, lorsque le bit %S0 est mis à 1 par le programme, depuis l'afficheur, lorsque l'automate est en mode STOP.
Le schéma suivant décrit le fonctionnement d'une reprise à froid en mode d'exécution (RUN).
Exécuter (RUN)
ATTENTE
Acquisition des entrées
Fin de programme
HAUT
Si le bit %S0 = 1, traitement éventuel avec reprise à froid
Arrêt du processeur
Sauvegarde du contexte de l'application
Détection coupure secteur
>Micro coupure secteur
Non
BAS
Oui
Bit %S0 réglé sur 0
Retour secteur
TESTS AUTO
Tests auto de configuration partiels
Initialisation de l'application
Bit %S0 réglé sur 1
Mise à jour des sorties
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TWD USE 10AE
Modes de fonctionnement de l'automate
Fonctionnement
Le tableau ci-après décrit les phases de reprise de l'exécution du programme sur reprise à froid.
Phase Description
1 A la mise sous tension, l'automate est en mode d'exécution (RUN).
En cas de redémarrage faisant suite à un arrêt causé par une erreur, le système impose une reprise à froid.
L'exécution du programme reprend en début de cycle.
2
3 z z
Le système effectue : z une remise à 0 des bits et des mots internes et des images E/S, l'initialisation des bits et mots système, l'initialisation des blocs fonction à partir des données de configuration.
z z
Pour ce premier cycle de reprise, le système : z relance la tâche avec les bits %S0 (indicateur de reprise à froid) et %S13
(premier cycle en mode RUN) mis à 1, remet à 0 les bits %S0 et %S13 à la fin de ce premier cycle de tâche, remet les bits %S31 et %S38 (indicateurs de contrôle d'événement) à leur état z initial 1, remet à 0 les bits %S39 (indicateur de contrôle d'événement) et le mot %SW48
(compte tous les événements exécutés à l'exception des événements périodiques).
Gestion d'un démarrage à froid
Sorties après une coupure secteur
Dans le cas d'un démarrage à froid et lorsque le traitement particulier d'une application est requis, le bit %S0 (qui est à 1) doit être testé au cours du premier cycle de la tâche.
Dès qu'une coupure secteur est détectée, les sorties sont réglées sur un état de repli
(par défaut) de 0.
A la reprise secteur, les sorties sont à zéro jusqu'à ce qu'elles soient remises à jour par la tâche.
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Modes de fonctionnement de l'automate
Initialisation des objets
Introduction
Les automates peuvent être initialisés par TwidoSoft en mettant à 1 les bits système
%S0 (démarrage à froid) et %S1 (reprise à chaud).
Pour une initialisation en démarrage à froid, le bit système %S0 doit être mis à 1.
Initialisation en démarrage à froid
Initialisation des objets (identique que démarrage à froid) à la mise sous tension à l'aide de %S0 et de %S1
Pour une initialisation des objets à la mise sous tension, les bits système %S1 et
%S0 doivent être mis à 1.
L'exemple suivant montre comment programmer une initialisation des objets lors d’une reprise à chaud à l'aide des bits système.
%S9
%S1
%S0
LD %S1 Si %S1 = 1 (reprise à chaud), le bit %S0 est mis à 1 ce qui initialise l'automate.
ST %S0 Ces deux bits sont remis à zéro par le système à la fin de la scrutation suivante.
ST %S9 Ce bit est utilisé pour initialiser les sorties.
Note : Ne mettez pas %S0 à 1 pour plus d'une scrutation de l'automate.
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TWD USE 10AE
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