L'automate programmable industriel (API) est un calculateur conçu pour piloter une machine ou un procédé. Son principe : il lit en permanence l'état de ses entrées, exécute un programme (une suite d'instructions écrite par l'automaticien), puis agit sur ses sorties en conséquence. Il remplace, pour les fonctions complexes, la logique câblée à base de relais.

L'API travaille avec deux grands types de signaux :

• Entrées / sorties tout ou rien (TOR) : des signaux logiques à deux états (présent/absent), typiquement un capteur de présence en entrée ou une commande de contacteur en sortie.
• Entrées / sorties analogiques : des grandeurs variables (température, pression, position) représentées par un signal proportionnel.

La plupart des automates sont modulaires : à une unité centrale, on ajoute des modules d'entrées et de sorties selon les besoins de la machine. Le rôle du monteur-câbleur est de raccorder ces entrées/sorties : les capteurs et boutons arrivent sur les bornes d'entrée (souvent via un bornier), et les sorties partent vers les préactionneurs (contacteurs, variateurs).

Le variateur de vitesse est un composant de puissance électronique qui pilote un moteur en faisant varier la fréquence (et la tension) de son alimentation. En agissant sur la fréquence, il règle la vitesse de rotation du moteur.

Ses apports sont concrets :

• Démarrage progressif : le moteur monte en régime en douceur, sans à-coup mécanique ni pic de courant, ce qui ménage la machine.
• Réglage de la vitesse : on adapte la vitesse au besoin du procédé, en continu.
• Économie et souplesse : on ne fait tourner le moteur qu'à la vitesse utile.

Côté câblage, un variateur reçoit une alimentation de puissance en entrée, délivre la puissance vers le moteur en sortie, et dispose de bornes de commande (marche, consigne de vitesse, retours) reliées à l'automate ou aux organes de dialogue.

L'IHM (Interface Homme-Machine), aussi appelée pupitre opérateur, est l'écran par lequel l'opérateur dialogue avec la machine. Elle remplace ou complète les boutons et voyants classiques par un affichage graphique.

Une IHM permet typiquement de :

• Visualiser l'état de la machine : marche/arrêt, vitesses, températures, alarmes.
• Saisir des consignes : régler une vitesse, choisir un mode de fonctionnement, lancer un cycle.
• Diagnostiquer : afficher les défauts et guider l'opérateur ou le dépanneur.

L'IHM est reliée à l'automate, le plus souvent par un câble de communication (bus) plutôt que par du filaire point à point. Elle se monte en face avant de l'armoire ou sur un pupitre, à hauteur de lecture confortable.

« L'IHM ne pilote rien toute seule : elle transmet les ordres de l'opérateur à l'automate et affiche en retour ce que l'automate lui envoie. »

Son intégration doit rester cohérente avec l'ergonomie : accessibilité, lisibilité, et cohérence avec les organes de sécurité (l'arrêt d'urgence reste un organe câblé physique, pas un bouton d'écran).

Un bus de communication est un réseau qui relie entre eux les composants « intelligents » de l'installation : automate, variateurs, IHM, certains capteurs. Au lieu de tirer un fil par information, on fait circuler les données sur un câble commun, ce qui réduit fortement le câblage et facilite l'évolution.

Pour le monteur-câbleur, l'intégration d'un bus impose quelques exigences pratiques :

• Câble adapté : on utilise le type de câble prescrit (souvent blindé, parfois avec des paires torsadées), sans improviser.
• Topologie respectée : selon le bus, les appareils se raccordent en ligne, en étoile ou en boucle, avec parfois des résistances de terminaison aux extrémités.
• Repérage rigoureux : chaque liaison est identifiée pour retrouver l'ordre des équipements et diagnostiquer une coupure.

Automate, variateurs et alimentations électroniques cohabitent dans l'armoire avec l'appareillage de puissance. Leur implantation obéit à des principes complémentaires de ceux vus au chapitre 2.1.

Deux préoccupations dominent :

• La dissipation thermique : les variateurs et les alimentations dégagent de la chaleur. On les positionne pour favoriser leur refroidissement (espace autour, sens de ventilation respecté) et on tient compte de leur dégagement dans le bilan thermique de l'armoire.
• La séparation puissance / électronique : on éloigne autant que possible les câbles de puissance (fort courant, sources de perturbations) des composants et câbles d'automatisme sensibles, pour limiter les interférences sur les signaux et la communication.