Architecture des automates programmables industriels

a. Aspect extérieur :
Les automates peuvent être de type compact ou modulaire.

Automate compact (Allen-bradley)

Automate modulaire (Modicon)

Automate modulaire (Siemens) 

- 1 Module d'alimentation                                 -   6 Carte mémoire
- 2 Pile de sauvegarde                                      -   7 Interface multipoint (MPI)
- 3 Connexion au 24V cc                                 -   8 Connecteur frontal
- 4 Commutateur de mode (à clé)                     -   9 Volet en face avant
- 5 LED de signalisation d'état et de défauts
b. Structure interne :

* Module d'alimentation : il assure la distribution d'énergie aux différents modules.
* Unité centrale : à base de microprocesseur, elle réalise toutes les fonctions logiques, arithmétiques et
de traitement numérique (transfert, comptage, temporisation ...).
* Le bus interne : il permet la communication de l'ensemble des blocs de l'automate et des éventuelles
extensions.
* Mémoires : Elles permettent de stocker le système d'exploitation (ROM ou PROM), le programme
(EEPROM) et les données système lors du fonctionnement (RAM). Cette dernière est généralement
secourue par pile ou batterie. On peut, en règle générale, augmenter la capacité mémoire par
adjonction de barrettes mémoires type PCMCIA.
* Interfaces d'entrées / sorties :
* Interface d'entrée : elle permet de recevoir les informations du S.A.P. ou du pupitre et de mettre
en forme (filtrage, ...) ce signal tout en l'isolant électriquement (optocouplage).
* Interface de sortie : elle permet de commander les divers préactionneurs et éléments de
signalisation du S.A.P. tout en assurant l'isolement électrique.
c. Fonctions réalisées :
Les automates compacts permettent de commander des sorties en T.O.R et gèrent parfois des
fonctions de comptage et de traitement analogique.
Les automates modulaires permettent de réaliser de nombreuses autres fonctions grâce à des modules
intelligents que l'on dispose sur un ou plusieurs racks. Ces modules ont l'avantage de ne pas surcharger le
travail de la CPU car ils disposent bien souvent de leur propre processeur.
Principales fonctions :
* Cartes d'entrées / sorties : Au nombre de 4, 8, 16 ou 32, elles peuvent aussi bien réaliser des fonctions
d'entrées, de sorties ou les deux.
Ce sont les plus utilisées et les tensions disponibles sont normalisées (24, 48, 110 ou 230V continu ou
alternatif ...).
Les voies peuvent être indépendantes ou posséder des "communs".
Les cartes d'entrées permettent de recueillir l'information des capteurs, boutons ... qui lui sont
raccordés et de la matérialiser par un bit image de l'état du capteur.
Les cartes de sorties offrent deux types de technologies : les sorties à relais électromagnétiques
(bobine plus contact ) et les sorties statiques (à base de transistors ou de triacs).
* Cartes de comptage rapide : elles permettent d'acquérir des informations de fréquences élevées
incompatibles avec le temps de traitement de l'automate.
Exemple : signal issu d'un codeur de position.
* Cartes de commande d'axe : Elles permettent d'assurer le positionnement avec précision d'élément
mécanique selon un ou plusieurs axes. La carte permet par exemple de piloter un servomoteur et de
recevoir les informations de positionnement par un codeur. L'asservissement de position pouvant être
réalisé en boucle fermée.
* Cartes d'entrées / sorties analogiques : Elles permettent de réaliser l'acquisition d'un signal analogique
et sa conversion numérique (CAN) indispensable pour assurer un traitement par le microprocesseur.
La fonction inverse (sortie analogique) est également réalisée.
Les grandeurs analogique sont normalisées : 0-10V ou 4-20mA.
* Autres cartes :
* Cartes de régulation PID
* Cartes de pesage
* Cartes de communication (Ethernet ...)
* Cartes d'entrées / sorties déportées