Modes de fonctionnement de l'automate. Schneider Electric Twido TWD USE 10AE

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Modes de fonctionnement de l'automate

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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

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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.

Traitement du programme

Temps de scrutation n

%Q T.I.

Traitement du programme

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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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

T.I.

%I %Q T.I.

Période d'attente

T.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

%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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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.

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.

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

Front montant

Non configuré dans le logiciel

Démarrage automatique en Run

Zéro

Sans importance

Zéro

Etat résultant

Stop

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.

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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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.

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

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.

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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