Programmation d'automate Omron : Sysmac Studio
Sur une machine à axes synchronisés, l'automate Omron se programme avec le mouvement, pas à côté. L'automaticien développe et reprend les projets NJ et NX sous Sysmac Studio, de la logique aux axes EtherCAT.
- Sysmac Studio, NJ et NX, EtherCAT
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Contrôleurs NJ et NX
Logique, mouvement et communication dans un même automate.
EtherCAT
Réseau temps réel pour les entrées-sorties, les servovariateurs et les codeurs.
Axes
Configuration et réglage des axes dans l'environnement de programmation.
Sécurité
Fonctions de sécurité traitées dans le même projet, séparées du programme standard.
Sysmac Studio : logique, mouvement et réseau dans un seul projet
Chez Omron, les contrôleurs NJ et NX et leurs périphériques EtherCAT se configurent et se programment dans un même environnement, Sysmac Studio. Sur une machine de conditionnement, de montage ou de découpe, cela veut dire que la séquence, les axes, la sécurité et parfois la vision partagent un projet et un jeu de variables.
Le réseau d'origine de la gamme est EtherCAT : un maître émet une trame qui traverse tous les nœuds, chacun lit et insère ses données au passage. Cette mécanique, publiée dans la norme IEC 61158, convient aux boucles de mouvement où le synchronisme des axes compte. Les erreurs se localisent par les compteurs de chaque esclave.
Le choix de Sysmac a une contrepartie qu'il vaut mieux connaître : le projet n'est lisible que dans l'environnement du constructeur. La reprise d'une machine existante passe donc par la même version de logiciel, ou une version compatible, et par un accès au projet d'origine. Sans lui, il reste la lecture de l'automate en service, qui ne restitue pas toujours les commentaires ni les noms choisis par le programmeur.
Cette page traite de la programmation des automates Omron. Pour situer ce travail dans l'ensemble, voir l'automatisme et la supervision, au-delà de programmation d'automate Omron. Omron et ses logiciels sont cités comme technologies programmées, sans partenariat ni certification constructeur revendiqués.
Particularités d'un projet de mouvement sous Sysmac
Une machine à axes pose d'autres exigences qu'une machine à vérins ; elles se traduisent dans le programme.
- Déclaration des axes avant la logique : chaque axe est réel (servovariateur sur EtherCAT) ou virtuel, avec ses limites, son homing et ses unités.
- Blocs fonctions de mouvement encapsulés par axe, pour que la séquence appelle des actions lisibles (positionner, synchroniser, arrêter) plutôt que des paramètres bruts.
- Séquences et cames électroniques séparées de la gestion des défauts, afin de pouvoir reprendre le cycle après un arrêt.
- Tâches de cycle choisies avec soin : la tâche de mouvement n'est pas celle de la logique lente.
- Modes de marche, réglage et remise en position traités comme des fonctions à part entière, pas comme des détails.
- Documentation des axes : unités, courses, consignes de réglage et paramètres des servovariateurs.
- Reprise après arrêt d'urgence : état des axes, positions perdues ou conservées, et conditions de redémarrage décrites dans le programme.
EtherCAT en pratique : ce qui change pour la programmation
Le réseau conditionne l'architecture. Voici les caractéristiques qui comptent, telles que décrites par l'EtherCAT Technology Group.
Faire défiler le tableau
| Aspect | Ce que dit la technologie | Conséquence pour le projet |
|---|---|---|
| Principe | Un maître émet une trame que chaque esclave lit et complète à la volée | Un seul maître par segment, topologie à décider dès l'étude |
| Topologie | Ligne, arbre ou chaîne ; redondance possible par anneau | Câblage et ordre des appareils reportés dans la documentation |
| Diagnostic | Compteurs d'erreurs par esclave et compteur de travail | Localisation d'un défaut de liaison sans démonter l'armoire |
| Sécurité sur le réseau | Safety over EtherCAT standardisé dans l'IEC 61784-3 | Sécurité fonctionnelle déclarée sur le même réseau, dans le périmètre de l'analyse de risques |
| Analyse du trafic | Trames standard lisibles avec un analyseur courant | Contrôle possible lors de la mise en service |
Source : EtherCAT Technology Group. Les valeurs de cycle et de gigue visées dépendent de l'application et ne sont pas reprises ici.
Ce que le programmeur doit savoir de la machine avant d'écrire
Sur une machine à axes, le programme dépend de la mécanique : inerties, jeux, courses, vitesses admissibles. Un automaticien qui ne la connaît pas reproduit l'erreur classique, un mouvement correct sur le papier qui fait vibrer la machine ou casse un produit. La visite de la machine et la lecture des fiches des servovariateurs précèdent donc l'écriture.
Les fonctions de sécurité (arrêt d'urgence, barrières, portes) se traitent à part du programme standard, avec leur logique propre. Leur conception relève de l'analyse de risques de la machine, qui ne se délègue pas à l'automate : le programme s'y conforme, il ne la remplace pas.
Le projet est sauvegardé avant et après chaque modification, avec la version de Sysmac Studio, la configuration EtherCAT et les paramètres des variateurs. Pour les machines de ce type, l'estimation commence par un devis pour programmation automate omron fondé sur une description des axes et de la séquence.
- Axes, courses et vitesses documentés avant l'écriture
- Sécurité fonctionnelle séparée du programme standard
- Configuration EtherCAT sauvegardée avec le projet
- Paramètres des servovariateurs consignés
Déroulé d'un projet Omron
Le point de départ est la machine, pas le logiciel.
Analyse de la machine
Relevé des axes, des capteurs, des cadences visées par le client, de la sécurité et des interfaces avec l'amont et l'aval. La visite de la machine, quand elle est possible, évite des malentendus coûteux sur la mécanique.
Configuration EtherCAT et axes
Déclaration des appareils dans l'ordre du câblage, réglage des axes, vérification des liaisons.
Programmation et simulation
Séquences, modes de marche, défauts, essais sur contrôleur virtuel lorsque l'outil le permet.
Mise en service
Essais à vide des axes, puis avec produit. L'intervention sur site se prépare hors période de production ; sa durée dépend de la machine et n'est pas annoncée à l'avance.
Livraison et sauvegarde
Projet, configuration, documentation des axes et sauvegarde datée remis à la maintenance.
Interfaces et supervision d'une machine Omron
L'automate ne parle pas qu'à ses axes : l'opérateur et l'exploitation attendent aussi des données.
IHM machine industrielle
Écrans de réglage, recettes et messages de défaut pour l'opérateur.
Supervision SCADA
États et alarmes de plusieurs machines regroupés sur un poste.
Vision intégrée
Quand la machine embarque de la vision, son paramétrage rejoint la documentation.
Dossier de livraison
Projet, adressage, axes, alarmes et sauvegarde dans un même dossier.
Questions fréquentes sur la programmation Omron
Qu'apporte Sysmac Studio par rapport à un automate classique et un variateur séparé ?
Un seul environnement pour la logique, les axes et le réseau, donc un seul jeu de variables et une seule sauvegarde. Sur une machine de mouvement, cela évite les écarts entre le programme de l'automate et la configuration des axes. Le prix de cette unité est une dépendance à l'environnement Omron pour toute évolution.
Mon constructeur de machine a programmé en Omron : puis-je faire évoluer le programme ?
Si le projet est accessible et non protégé, oui. L'audit de reprise compare le projet sauvegardé avec l'automate en service, cartographie les axes et la séquence, puis évalue ce qui peut changer sans risque. Si le constructeur a verrouillé le code, la suite passe par lui.
EtherCAT impose-t-il une architecture particulière ?
Un maître par segment, des esclaves en ligne ou en arbre, et un câblage dont l'ordre doit correspondre à la configuration. Le diagnostic s'appuie sur les compteurs d'erreurs de chaque appareil. L'architecture se pose à l'étude, parce que changer l'ordre des appareils après le câblage coûte du temps en mise en service.
Pouvez-vous intégrer une caméra ou un robot dans le programme de la machine ?
L'environnement prend en charge la vision et la communication avec des robots, selon les équipements retenus. Le périmètre se précise à l'étude : modèle de caméra ou de robot, protocole d'échange, partage des tâches avec l'automate. La sécurité de la cellule se traite à part, dans l'analyse de risques.
La sécurité de la machine est-elle réalisée dans l'automate ?
Elle peut l'être, avec des modules ou des fonctions de sécurité dédiés, séparés du programme standard. Ce choix découle de l'analyse de risques de la machine et du niveau de performance requis. L'intégrateur programme ce qui a été défini ; il ne remplace pas l'analyse ni la déclaration du fabricant de la machine.
Comment limiter l'arrêt de production pendant une modification ?
En développant et en simulant hors machine, puis en découpant les essais par poste ou par axe. Le chargement et les essais sur site se placent dans une fenêtre convenue avec la production. Sa durée dépend de la machine ; aucun chiffre n'est donné avant d'avoir lu le programme et visité l'installation.
Une machine Omron à programmer ou à reprendre
Décrivez les axes, la séquence et le contrôleur installé s'il existe. L'intégrateur vous recontacte sous 24 h.
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