Le concept Power Automation

 

Le matériel Power Automation que nous proposons fonctionne sur une base PC.

L'originalité de sa structure réside dans le fait que l'ensemble des taches que doit réaliser la machine sont effectuée par le seul processeur du PC, ce qui rend l'architecture du système particulièrement ouverte. Elle autorise la mise en place et le fonctionnement simultané à celui de la CNC de logiciels de source tierce (voir fig. 1) aussi aisément que sur un PC. Le dialogue entre les différents composants logiciels tierce et la CNC se fait par exploitation des ressources habituelles des systèmes d'exploitation utilisés: liaison DDE ou OLE, sockets, etc…

 

Le choix de Power Automation pour la technique intégrale du PC relève d'un choix stratégique qui permet à Power Automation de bénéficier directement des évolutions matérielles et logicielles du monde du PC. Il a été ainsi possible de faire évoluer l'ensemble dela gamme PA 8000 depuis les versions initiales, mises sur le marché en 1993, basées sur un Pentium I ™ (90 MHz) et exploitant MS-DOS, vers les versions actuelles basées sur un Pentium IV ™ (3 GHz) fonctionnant sous Windows 2000 ©. Les évolutions permettant de faire fonctionner le même matériel et le même noyau temps réel de la CNC sous Linux ont été mises sur le marché en 2002.

 

Power Automation implémente sur le système d'exploitation son propre noyau de gestion temps réel (brevet déposé en 1993) qui a pour rôle d'assurer la parfaite synchronisation des exécutions des taches logicielles qui doivent être exécutées en temps réel (interpréteur CN, interpolateur, boucle de position et automate). Les échantillonnages de ces différentes taches sont définis selon les performances du système et les requis de l'application. Leur exécution se fonde sur une horloge que Power Automation réalise sur la carte d'interface des axes. Dans tous les cas de figure, pour autant que les requis de l'application ait été correctement déterminés, l'exécution des taches temps réel et des taches d'interface homme machine de Power Automation ne prennent pas plus de 30% des ressources du processeur.

 

L'ouverture du système ne s'arrête pas à la structure du logiciel, elle s'applique également à l'ensemble des taches dela CN. L'utilisateur averti a la possibilité de créer ses propres fonctions qu'il lui est possible de lier à l'une quelconque des 4 taches spécifiques de la CN:    l'automate, l'interpréteur, l'interpolateur et la boucle de position. Ces logiciels disposent à ce jour de plus de 150 liens et 100 événements sur lesquels les fonctions temps réel externes peuvent être greffées. Ces fonctions sont à développer en langage C++.

  

Les modèles de la gamme PA 8000

 Les modèles dela gamme PA 8000 disponibles se distinguent soit par le type de processeur utilisé, soit par leur système d'exploitation. Le tableau en fig. 2 précise les possibilités de chacune des versions existantes.

La gamme PA 8000 se scinde en deux groupes, le premier basé sur un processeur Pentium (de 1 à 3 GHz, selon le niveau de performances) - version PA 8000 eCNC -, et le second sur un processeur Celeron (950 MHz) - versions PA 8000 L2, LW et LL.

Les versions PA 8000 eCNC , L2 et LW fonctionnent sous système d'exploitation Windows 2000 ©, alors quela version PA 8000 LL fonctionne sous LINUX. Les versions LINUX, mises sur le marché plus récemment, sont soumises à quelques restrictions notamment en ce qui concerne les logiciels d'assistance à la mise en service (analyseur logique et outil de développement automate, par exemple) qui requièrent la mise au point des pilotes correspondant à ces logiciels. Power Automation prévoit de combler ces restrictions dans un délai fixé au maximum au second semestre 2004.

Toutes les CNC Power Automation utilisent un matériel standard du monde du PC (carte mère, carte graphique, alimentation, disque dur, lecteur de disquette, etc….) choisi auprès de fournisseurs sélectionnés pour leur niveau de qualité. Ce matériel est intégré dans un boîtier industriel (tôle inox) permettant de garantir les normes requises par le monde industriel en termes d'immunité (classification CE).

 

Toutes ces CN disposent d'un disque dur, d'un lecteur de disquettes, de deux ports série et d'au moins deux ports USB. La mise en place d'un lecteur de CD-Rom est optionnelle.

Le standard PC permet la mise en œuvre simple (plug and play) des périphériques classiques, et en particulier la mise en place d'une carte réseau (Ethernet), ou le raccordement d'un modem. Les structures HTML et les applets JAVA utilisés par Power Automation permettent une personnalisation simple des écrans d'interface opérateur et un accès déporté à la CN sans provider Internet.

 

 

 Le hardware

Le boîtier industriel (IPC) intègre les matériels spécifiquement développés par Power Automation, à savoir:

 

¨            Une carte Power Automation, bus PCI, pour l'interface des axes et des entrées/sorties de l'automate.

 Cette carte est disponible en deux versions:
·         Version interface analogique:
• Pilotage des variateurs par consigne analogique +/- 10V
• Mesure des déplacements par signaux incrémentaux
 
·         Version interface digitale:
Power Automation a retenu le standard Sercos qui permet de raccorder la CN à tous les modèles des fournisseurs de motorisation ayant retenu ce standard
 
·         Il est a noter que les deux types d'interfaces peuvent être installés conjointement sur me même équipement.

 

¨            Le cas échéant (modèles PA 8000 L2 et LX),

·         Une carte permettant le raccordement de 4 axes
·         Deux cartes permettant le raccordement chacune de 24 entrées et 16 sorties digitales
 
 
¨                       Un driver pour le bus d'extension PA Superbus Ce bus propriétaire permet de raccorder le boîtier principal de la CNC aux modules                d'extension (montage sur rail DIN).
Ces modules permettent d'augmenter la capacité des CNC en termes de:
·         entrées/sorties d'automatismes (24 Vdc, 1A) ou sorties à relais
·         entrées/sorties analogiques (+/- 10Vdc sur 16 bits)
·         axes à interface analogique (pilotage analogique, mesure incrémentale)
 

Tous les modèles Power Automation permettent de base le pilotage de 4 axes, et peuvent voir cette capacité étendue, selon les modèles, jusqu'à 64 axes, selon un schéma comprenant au maximum 8 canaux de 8 axes chacun.

 

 

Caractéristiques marquantes:

64 axes maxi, analogiques, digitaux ou mixtes

 Jusqu'à 8 canaux CN indépendants

 Capacité de traitement de blocs:

-          Version S:             900 blocs ISO par seconde
-          Version HS:          1 800 blocs ISO par seconde
-          Version HSB:       7 200 blocs ISO par seconde

  Echantillonnage de la boucle de position:

-          Version S:             2,0 ms
-          Version HS:          1,0 ms
-          Version HSB:        0,5 ms
 

Automate intégré (ladder et texte structuré, norme IEC 1131-3)

1000 instructions en 40 µs

 Capacité de l'automate: 768 entrées, 512 sorties

 Possibilité de diagnostic à distance

 Programmation ISO, norme RS 274 - DIN 66025

 Cycles compilés: modifications du noyau temps réel de la CN

 Ethernet 10/100 Mbit

 Bus de terrain:

  Profibus DP Master
  Profibus DP Slave
  Interbus-S
  Device Net
  Can Open