On nomme Automate Programmable Industriel (API) 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 (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un...) ou PC côté capteur), de consignes et d’un programme informatique (Un programme informatique est une liste d'ordres indiquant à un ordinateur ce qu'il doit faire. Il...).
On nomme Automate Programmable Industriel (On nomme Automate Programmable Industriel (API) un dispositif électronique programmable destiné...), API (en anglais Programmable Logic Controller, PLC) un dispositif similaire à un ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...), utilisé pour automatiser des processus comme la commande des machines sur une chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de montage dans une usine. Là où les systèmes automatisés plus anciens emploieraient des centaines ou des milliers de relais et de cames, un simple automate (Un automate est un dispositif se comportant de manière automatique, c'est-à-dire sans...) suffit. On nomme automaticiens les programmeurs de ces Automates Programmables Industriels.
L'API est structuré autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) d'une unité de calcul ou processeur (Le processeur, ou CPU (de l'anglais Central Processing Unit, « Unité centrale de...) (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:
D'autres, plus anciens, étaient constitués d'une simple mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir...) dont l'adresse (Les adresses forment une notion importante en communication, elles permettent à une entité de...) d'entrée était constituée d'une concaténation (Le terme concaténation (substantif féminin), du latin cum (« avec »)...) de données d'entrée (senseurs, horloge) et de l'état précédent. Beaucoup moins onéreux, ils se prétaient en revanche mal à une augmentation rapide du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'états. Ils sont restés très utilisés pour des automatisations simples du style block-system ou feux de signalisation aux carrefours.
Les programmes des API sont traités selon un cycle précis: acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) de toutes les entrées (recopie dans une mémoire image) - traitement des données (calculs) - mise a jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) des sorties. Le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) d'un cycle d'API varient selon la taille du programme, la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par...) des calculs et de la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) de l'API. Le temps de cycle est généralement de l'ordre d'une vingtaine de millisecondes et est protégé par un chien (Le chien (Canis lupus familiaris) est un mammifère domestique de la famille des canidés,...) de garde (informatique).
Les API se caractérisent par rapport aux ordinateurs par leur fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée...) et leur facilité de maintenance. Les modules peuvent etre 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 (La partie opérative d'un automatisme est le sous-ensemble qui effectue les actions physiques...) font que les automates sont très souvent relié par une communication à un pupitre opérateur (Le mot opérateur est employé dans les domaines :), une interface graphique (écran d'affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du...) ou écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent...) tactile) ou un PC. Dans ce dernier cas, on parle de supervision.
Un programme simple peut maintenir un niveau de liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) dans un réservoir entre deux niveaux (un mini (MINI est une marque automobile de BMW Group. L'ancien modèle Mini était construit par MG Rover.) et un maxi), en ouvrant et fermant une vanne électrique. Un arrangement (La notion d'arrangement est utilisée en probabilités, et notamment pour les...) légèrement plus complexe pourrait impliquer une balance sous le réservoir (comme entrée) et un contrôleur d'écoulement (comme résultat) permettant à l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) de couler à un taux commandé. Une application industrielle typique pourrait commander plusieurs réservoirs dans un processus tel que le traitement d'eaux usées. Chaque réservoir pourrait être observé pour une variété de conditions telles que : être ni trop plein ou ni trop vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.), d'avoir le pH dans une certaine fourchette.
Il existe différents langages de programmation définis par la CEI 61131-3 :
Dans la programmation d’un automate, il est possible de choisir de programmer en SFC, de façon très proche du grafcet (Le Grafcet est un mode de représentation et d'analyse d'un automatisme, particulièrement...). Derrière chaque action est associé un programme écrit en IL, ST, LD ou FBD.
Il est enfin possible de réaliser de petits automates au moyen d'une simple mémoire morte (ROM), sans microprocesseur (Un microprocesseur est un processeur dont les composants ont été suffisamment...).
(Ces automates numériques sont des réseaux logiques câblés et non des automates programmables.)
On peut, si elles comportent peu de bits, les traiter par un convertisseur analogique-numérique. Dans la pratique, il est rare qu'on ait besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) des bits de poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) faible, et la seule chose qui sera prise en compte en entrée est la mise à 1 ou non d'un (ou plusieurs, par sécurité) bit(s) de poids fort.
Ces automates électroniques présentent trois intérêts :
En contrepartie, la complexité de leur programmation (ainsi que leur coût) monte presque exponentiellement avec leur nombre d'états, et on fabrique en général le contenu des ROM avec des programmes spécialisés dès que ce nombre d'états dépasse la dizaine. Une ROM de 2^N mots de N bits peut gérer 2^N états correspondants à p entrées et q sorties, avec p+q=N. Si certains de ces états ne peuvent être rencontrés dans la pratique, on peut simplifier le système d'autant avec un peu de circuiterie à bon marché (mécanisme de chip select).
Ils conviennent parfaitement pour des systèmes de sécurité ferroviaire, des machineries d'ascenseur (Un ascenseur est un dispositif mobile assurant le déplacement des personnes (et des objets) en...), des commandes de feux de circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) ou tout autre type d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) exigeant du réflexe (Le réflexe d'une façon générale fait intervenir des propriétés intégratrices d'un centre...) plutôt que de la réflexion.