Un Automate Programmable Industriel (API) est un dispositif électronique programmable destiné à la commande de processus industriels par un traitement séquentiel. Il envoie des ordres vers les préactionneurs (partie opérative ou PO côté actionneur) à partir de données d’entrées (capteurs) (partie commande ou PC côté capteur), de consignes et d’un programme informatique.

Sommaire

Présentation

On nomme Automate Programmable Industriel, API (en anglais Programmable Logic Controller, PLC) un dispositif similaire à un ordinateur ayant des entrées et des sorties utilisé pour automatiser des processus comme la commande des machines sur une ligne de montage dans une usine. Là où les systèmes automatisés plus anciens emploieraient des centaines ou des milliers de relais et de cames, ou bien un Automate Dédié (carte électronique logique), un simple automate suffit. On nomme automaticiens les programmeurs de ces Automates Programmables Industriels.

L’API est structuré autour d’une unité de calcul ou processeur (en anglais Central Processing Unit, CPU), d’une alimentation (depuis des tensions AC ou DC) et de modules suivant les besoins de l’application tel que:

  • Des cartes d’entrées – sorties (en anglais Input – Output, I/O) numériques (Tout ou rien) ou analogiques
    • Cartes d’entrées pour brancher des capteurs, boutons poussoirs, …
    • Cartes de sorties pour brancher des actionneurs, voyants, vannes, …
  • Des modules de communication Modbus, Modbus Plus, Profibus, InterBus, DeviceNet, LonWorks, Ethernet, FIPIO, FIPWAY, RS232, RS-485, AS-i, CANopen, pour dialoguer avec d’autres automates, des entrées/sorties déportées, des supervisions ou autres interfaces homme-machine (IHM, en anglais Human Machine Interface, HMI)), …
  • Des modules dédiés métiers, tels que de comptage rapide, de pesage…
  • Des modules d’interface pour la commande de mouvement, dits modules Motion, tels que démarreurs progressifs, variateurs de vitesse, commande d’axes.
  • Des modules de dialogue (homme-machine) tel que le pupitre (tactile ou avec clavier) dialoguant avec l’automate par réseau industriel propriétaire ou non et affichant des messages ou une représentation du procédé.

D’autres, plus anciens, étaient constitués d’une simple mémoire dont l’adresse d’entrée était constituée d’une concaténation de données d’entrée (senseurs, horloge) et de l’état précédent. Beaucoup moins onéreux, ils se prêtaient en revanche mal à une augmentation rapide du nombre d’états. Ils sont restés très utilisés pour des automatisations simples du style Antiblockiersystem (ABS) ou feux de signalisation aux carrefours.

Les programmes des API sont traités selon un cycle précis : acquisition de toutes les entrées (recopie dans une mémoire image) – traitement des données (calculs) – mise à jour des sorties. Le temps d’un cycle d’API varie selon la taille du programme, la complexité des calculs et de la puissance de l’API.

Les API se caractérisent par rapport aux ordinateurs par leur fiabilité et leur facilité de maintenance (bien que les ordinateurs industriels atteignent également un très bon degré de fiabilité). Les modules peuvent être changés très facilement et le redémarrage des API est très rapide.

L’absence d’interface Homme-machine (IHM, HMI en anglais) pour visualiser l’action et le fonctionnement du programme sur la partie opérative font que les automates sont très souvent reliés par une communication à un pupitre opérateur, une interface graphique (écran d’affichage ou écran tactile) ou un PC. Dans ce dernier cas, on parle de supervision (dans certains cas, le PC peut d’ailleurs être utilisé seul en regroupant les fonctions de l’API et de la supervision, grâce à l’utilisation d’un softplc SCADA).

Exemples

Un automate doté d’un programme simple peut maintenir un niveau de liquide dans un réservoir entre deux niveaux (un mini et un maxi) en ouvrant et fermant une vanne. Un arrangement légèrement plus complexe pourrait impliquer une balance sous le réservoir (comme entrée) et un contrôleur d’écoulement (comme résultat) permettant à l’eau de couler à un taux commandé. Un automatisme industriel typique pourrait commander plusieurs réservoirs dans un processus tel que le traitement des eaux usées. Chaque réservoir pourrait être observé pour une variété de conditions telles que : être ni trop plein ou ni trop vide, d’avoir le pH dans une certaine fourchette.