Contexte
TP du module automatisme de Master 1 MESI, en binôme avec Leroy Makita Loubaki, encadré par M. Pierre Paul Zeil. Le système est un poste de trempage, deux chariots motorisés A et B se déplacent sur un rail commun au-dessus de cinq bains. L'objectif était d'acheminer les bacs depuis la zone de chargement CDA jusqu'à la zone de déchargement CDB, en passant par les cinq bains, chaque trempage durant au moins deux secondes. La contrainte centrale tenait au rail partagé, tout croisement entre les deux chariots devait être évité. On a conçu et programmé l'ensemble à deux, sans découpage formel du travail.
Approche / Solution
On a découpé le système en 7 Grafcets indépendants, un par chariot, un par bain et un par zone de transfert, coordonnés par des variables d'échange entières plutôt que par un gestionnaire central. Tout est programmé en langage GRAPH sous TIA Portal. • Synchronisation sans collision. Le rail étant partagé, un chariot n'avance vers la position suivante que si le Grafcet du bac cible confirme qu'elle est libre. Concrètement, des étapes d'attente (S4, S24, S76 pour le chariot A) bloquent la progression tant que les conditions de disponibilité (#S50.X, #S60.X, #Step15.X et PRB) ne sont pas vraies. Cette logique décentralisée évite tout point de contrôle unique et rend le système facile à étendre. • IHM WinCC sur pupitre SIMATIC Touch. La vue synoptique reflète l'état du système en temps réel. La couleur des bacs suit la variable entière MB*_Etat via l'animation Appearance en mode Range (libre, en trempage, terminé), les flèches de déplacement et de crochet apparaissent selon les bits d'actionneurs (Visibility en Single bit), la position de chaque chariot s'affiche en clair par un champ symbolique relié à une liste de textes, et deux boutons SetBit (DCA, DCB) forment le seul point d'entrée opérateur. Deux scripts VBScript déplacent horizontalement les chariots à l'écran selon X_chariot_A et X_chariot_B. • Supervision web Node-RED. En complément, un flux Node-RED interroge l'automate S7-1500 via le protocole S7, un nœud de parsing JavaScript met en forme les états, et un dashboard web affiche la position des chariots, l'état des bacs et les boutons de départ cycle. Il reste consultable depuis n'importe quel navigateur du réseau local, sans client WinCC.
Résultats
La commande complète fonctionne, les deux chariots acheminent les bacs de bout en bout sans jamais se croiser sur le rail partagé. L'architecture en 7 Grafcets communicants tient bien la complexité, et séparer la logique d'état (gérée dans l'automate) de son affichage (délégué à l'IHM) garde le code lisible. Ce que je retiens surtout, c'est qu'une synchronisation par variables d'échange et étapes d'attente, sans verrou central, se raisonne plus facilement et s'étend mieux qu'un gestionnaire de ressource unique. La double supervision m'a aussi fait sentir l'intérêt d'une couche web légère comme Node-RED, modifiable sans recompiler le projet TIA Portal, à côté d'une IHM propriétaire plus rigide. Les limites, je les assume. Le système a été validé sur le banc pédagogique, pas sur une ligne industrielle réelle. Le déplacement des chariots à l'écran repose sur des positions en pixels calibrées à la main, ce qui casse dès qu'on change de pupitre. Plusieurs capteurs partagent la même adresse physique entre les deux chariots, ce qui oblige à rester rigoureux sur les conditions de transition. Et sur les captures Node-RED, la liaison S7 apparaît hors ligne, le dashboard était câblé mais pas connecté à l'automate au moment des prises de vue. Ce que je pourrais encore faire, gérer plus de deux chariots sur le même rail, ajouter une couche de sécurité et d'alarmes (arrêt d'urgence, défauts capteurs, temporisations de garde), remplacer la calibration pixel par un calcul de position, fiabiliser la connexion Node-RED, et valider l'ensemble sur un système physique.