Transcript GEMMA - Free

LE GEMMA
Notions avancés en Grafcet:
Coordination


GRAFCET de conduite
GRAFCET esclaves
10
10
X110
Appel
tâche T10
110
19
X19
X110
111
Tâche
T10
r111
Appel
tâche T20
112
20
10
X112
X29
GRAFCET
de conduite
29
X112
Tâche
T20
Notions avancés en Grafcet:
Le figeage


Lorsqu’un Grafcet est figé aucune transition
ne peut être franchise. Il reste donc à
l’étape active lorsque l’ordre de figeage a
été donné.
L’ordre de figeage doit obligatoirement venir
d’un Grafcet de niveau supérieur.
 Un
Grafcet ne peut se figer lui même.
 Si le Grafcet est une sous routine, il ne peut
figer le Grafcet qui l’a appelé.
Notions avancés en Grafcet:
Le figeage

EXEMPLE:
Si lorsque G2 est
à l’étape X21 et
que l’étape X5 de
G1 est activé alors
G2 est figé à X21
tant et aussi
longtemps que X5
est active.
F/G2:(*)
5
20
a
x
6
21
A+
y
GRAFCET de
niveau supérieur G1
22
GRAFCET figé G2
B+
Notions avancés en Grafcet:
Le figeage

L’implantation en diagramme échelle se fait
avec les transitions.
G2 (transition)
y21
X20
x
X5
X21
y
X22
z
.
.
.
y22
X5
y23
X5
.
.
.
Notions avancés en Grafcet:
Le figeage

Remarque importante: le fait de bloquer toutes
les transitions n’implique pas l’arrêt des
actions. Si l’on veut bloquer les actions il faut
aussi ajouter les contacts suivants:
G2 (actions)
X21
A+
X5
X22
B+
X5
.
.
.
.
.
.
Notions avancés en Grafcet:
Le forçage


Lorsqu’un Grafcet est forcé aucune
transition ne peut être franchise. De plus, il
est forcé de rester à une étape déterminée.
L’ordre de forçage doit obligatoirement venir
d’un Grafcet de niveau supérieur.
 Un
Grafcet ne peut se forcer lui même.
 Si le Grafcet est une sous routine, il ne peut
forcer le Grafcet qui l’a appelé.
Notions avancés en Grafcet:
Le forçage

EXEMPLE:
Lorsque l’étape X5
de G1 est activé le
Grafcet G2 est
forcé à X21 (peu
importe l’étape
active) tant et
aussi longtemps
que X5 est active.
F/G2:(21)
5
20
a
6
x
21
y
GRAFCET de
niveau supérieur G1
22
GRAFCET forcé G2
Notions avancés en Grafcet:
Le forçage

L’implantation en diagramme échelle se fait
avec les étapes.
G2 (étapes)
y20
X20
X5
X20
y21
y21
X21
X21
y22
X5
y22
.
.
.
.
.
.
X5
X22
Le GEMMA

A1 <Arrêt
m
F2 <Marche de
dans l'état
initial>
préparation>
Préchauffage
dcy
A1 <Arrêt
demandé>
Guide d'Étude des Modes de
Marches et d'Arrêts
afc

t
F2 <Marche de
Inventé en France (1981) par
AFCET
préparation>
Moulage

GEMMA
Pourquoi:
 Besoin
d'un vocabulaire commun
et précis
 Besoin d'une approche guidée
Utilité du GEMMA

A1 <Arrêt
m
F2 <Marche de
dans l'état
initial>
préparation>
Préchauffage
dcy
A1 <Arrêt
demandé>
afc
t
Permet le recensement et la
description des différents états du
système, de la mise en route à la
production normale
F2 <Marche de
préparation>
Moulage
GEMMA

Précise les procédures à mettre en
oeuvre après analyse d'une
anomalie ou d'un défaut de
fonctionnement
Feuille de GEMMA
Concept #1 du GEMMA

« Les procédures de marches et
d’arrêts ainsi que les procédures en
défaillances sont vus par une Partie
Commande en ordre de marche. »
 Ils
concernent le système entier (P.O. + P.C.)
autonome
Concept #1 du GEMMA

Hypothèses:
 La
Partie Commande est en ordre de
marche avec tous ses organes alimentés
 La Partie Opérative peut être dans un état
quelconque (en marche, hors-énergie, ...)
Concept #1 du GEMMA
Cela entraîne une première division de la
feuille du GEMMA
PC hors Énergie

PC en Énergie
Concept #1 du GEMMA

Cela entraîne une première division de la
feuille du GEMMA
P.C. en énergie
Général
Partie
commande
hors énergie
P.C. hors énergie
A
F
Partie commande en
énergie
D
P.C. active
Automate
Procédures
relatives à la
Partie
Commande
P.C. hors énergie
ou P.C. inactive ou
défaut P.C.
A
F
Partie commande
active
D
Concept #2 du GEMMA

Le critère PRODUCTION


« Le but d’un système automatisé, c’est de
produire une valeur ajoutée : Produit entrant 
PRODUCTION  Produit sortant avec valeur
ajouté. »
La production, c'est:
Modification des produits
 Manutention
 Stockage, ...

Concept #2 du GEMMA

Cela entraîne une seconde division de la
feuille du GEMMA
Hors PRODUCTION
En PRODUCTION
Concept #3 du GEMMA


Il y a 3 grandes familles de modes de
marches et d'arrêts
La famille F:
 Procédures

La famille A:
 Procédures

de fonctionnement
d'arrêts
La famille D:
 Procédures
de défaillances
Concept #3 du GEMMA

Cela entraîne une troisième division de la
feuille du GEMMA
Arrêt
Fonctionnement
Défaillance
Concept #3 du GEMMA

Cela entraîne une troisième division de la
feuille du GEMMA
A
Procédures d'arrêt (et de
remise en route)
Remise en
route
Arrêt
A5, A6, A7
A1, A2, A3, A4
F
Procédures de
f onctionnement
Mise en ou hors
serv ice
Fonctionnement
normal
Essais et
v érification
F1, F2, F3
F4, F5, F6
Mise en sécurité ou maintient de la
disponibilité sur défaillance
D1, D2, D3
D
Procédures en déf aillance
de la P.O.
Les rectangles états

Chaque mode de marche et d'arrêt est
désigné par un rectangle état
symbole
d'appartenance
désignation du mode
(vocabulaire général)
F2
< Marche de préparation >
Préchauffage de la tête de scellage à
250 °C
Place réservée à la description de ce
qui se passe dans ce mode
(appellation maison)
Les rectangles états

Un rectangle état appartient à l'une ou l'autre des
3 familles et est situé dans ou hors de la zone de
production
symbole
d'appartenance
désignation du mode
(vocabulaire général)
F2
< Marche de préparation >
Préchauffage de la tête de scellage à
250 °C
Place réservée à la description de ce
qui se passe dans ce mode
(appellation maison)
Les rectangles états

Il y a 16 rectangles au total :
6
dans la famille F
 7 dans la famille A
 3 dans la famille D
Famille A: Procédures d'arrêt

On retrouve ici tous les modes ou états qui
conduisent à un arrêt du système pour des
raisons EXTÉRIEURES
 Fin
de la journée de travail
 Manque de matière

ARRÊT NORMAL
Rectangles états: zone A.
Rectangles états zone A

A1 - Arrêt dans l'état initial
 Obligatoire
dans tout GEMMA
 Étape initiale du GRAFCET de niveau 2
Rectangle A1
du GEMMA
1
dcy
2
VA
a1
3
VA
b1
4
VB
a0
5
b0
VB
Rectangles états zone A

A2 - Arrêt demandé en fin de cycle
 État
transitoire vers l'état A1
 Mémorisation de la demande d'arrêt
 Le cycle en cours doit se terminer pour
retour aux conditions initiales
ARRÊT
Rectangles états zone A

A3 - Arrêt demandé dans un état déterminé
 Transitoire
vers l'état A4
ARRÊT
Rectangles états zone A

A4 - Arrêt obtenu
 L'automatisme
est arrêté dans un état autre
que l'état initial
 L’arrêt peut se faire:
 En
fin de cycle;
 En fin de séquence;
 En fin d’étape (figeage).
Rectangles états zone A

A5 - Préparation de remise en route après
défaillance
 Comprend
généralement:
 dégagement,
 Opérations
nettoyage,...
souvent manuelles:
 Intervention
de l'opérateur
Rectangles états zone A

A6 - Mise en état initial de la partie
opérative
 Séquences
permettant de remplir
les conditions de l'état initial
 L’initialisation peut être:
 Manuelle,
par action sur chaque
actionneur;
 Automatique, par une séquence
pré-établie (bouton d’initialisation).
INIT.
Rectangles états zone A

A7 - Mise de la partie opérative dans un état
déterminé
 Séquences
permettant de remplir les
conditions d'un état autre que l'état initial
 Généralement de façon manuelle
Man
Auto
Famille F:
Procédures de fonctionnement


On retrouve ici tous les modes ou états qui
sont indispensables à l'obtention de la
valeur ajoutée
On ne produit pas dans tous les modes de
cette famille:
 Modes
préparatoires:
 Modes de réglages et de test:
Rectangles états zone F
Rectangles états zone F

F1 - Production normale
 Obligatoire
dans tout GEMMA
 GRAFCET de base
1
dcy
2
Rectangle F1
du GEMMA
VA
a1
3
VA
b1
4
VB
a0
5
b0
VB
Rectangles états zone F

F2 - Marche de préparation
 Préchauffage
 Remplissage
 Ou
toute opération de préparation
essentielle à la production.
Rectangles états zone F

F3 - Marche de clôture
 Vidage
 Nettoyage
 Ou
toute opération assurant une remise en
condition initiale de l’automatisme.
Rectangles états zone F

F4 - Marche de vérification dans le désordre
 Mouvements
séparés
 Fonctions séparées
 Mode dit “Manuel”
Man
Auto
Ext. V1
Ret. V1
Rectangles états zone F

F5 - Marche de vérification dans l'ordre
 Test
de cycle ou de partie de cycle de
production à la cadence désirée
 Types de marche:
 Étape
par Étape;
 Cycle par Cycle;
 Séquence par Séquence;
 Poste par Poste.
 Mode
« semi-automatique »
½Auto
Man Auto
Rectangles états zone F

F6 - Marche de test
 Étalonnage
et réglage de l'automatisme
Famille D:
Procédures de défaillance


If anything can go wrong, it will !!!
(Murphy’s law)
On retrouve ici tous les états
conduisant à (ou traduisant) un
arrêt du système pour des raisons
INTÉRIEURES
 Arrêts
d'urgence
 Défaillance de la partie opérative
Rectangles états zone D
Rectangles états zone D

D1 - Arrêt d'urgence
 Arrêt
immédiat
 Dégagements
 Procédures limitant les dégâts
Rectangles états zone D

D2 - Diagnostic et/ou traitement de la
défaillance
 Examen
et réparation
 Intervention humaine
Rectangles états zone D

D3 - Production tout de même
 Production
dégradée
 Production forcée
 Utilisation d'opérateurs non-prévus
Mise en oeuvre du GEMMA

Utilisation du GEMMA pour l'étude d'une
machine de production automatisée
 Pratique
courante:
 Sélection
des modes de marches et
d'arrêts de façon non méthodique
Approche souhaitable
Étude du processus d'action
ET définition du cycle de
production
GRAFCET de niveau 1
Définition de la P.O. et des
capteurs ET établissement
du GRAFCET opérationnel
de base
GRAFCET de niveau 2
Approche souhaitable
Sélection des modes de
marches et d'arrêts avec
mise en évidence des
liaisons entre ces modes
GEMMA
Approche souhaitable
Définition à l'aide du GEMMA
des conditions d'évolution
entre les états de marches et
d'arrêts
GEMMA
Pupitre de commande
GRAFCET complet
Approche souhaitable
Choix d'une technologie de
commande:
électrique, électronique ou
pneumatique, câblée ou programmée...
Conception du schéma ou du
programme de commande
dans la technologie choisie
GUIDES
TECHNOLOGIQUES
Sélection des modes de
marche et d'arrêts
Sélection des modes de
marches et d'arrêts avec
mise en évidence des
liaisons entre ces modes

Envisager tous les rectangles
états proposés par le GEMMA:
 Si
il est retenu, y inscrire un
texte clair expliquant ce qui est
attendu
D1
Arrêt d'urgence
Fermer la valve D.
Figeage de l'automatisme.
 Sinon,
A2
Arrêt demandé en fin de cycle
le marquer d'un X
Sélection des modes de
marche et d'arrêts
Sélection des modes de
marches et d'arrêts avec
mise en évidence des
liaisons entre ces modes

Rechercher les évolutions d'un état
à l'autre
 Si
l'évolution est retenue, la mettre
en gras
Sélection des modes de
marche et d'arrêts
Sélection des modes de
marches et d'arrêts avec
mise en évidence des
liaisons entre ces modes

Les états A1 et F1 sont obligatoires


On les prends comme points de départ
Trouver les évolutions possibles:
Lors du passage de A1 à F1, faut-il passer
par F2 ?
 Lors d'un arrêt, faut-il retourner vers A1 (via
A2) ou vers A4 (via A3)
 Quels cas de défaillance envisager ?

Sélection des modes de
marche et d'arrêts
Sélection des modes de
marches et d'arrêts avec
mise en évidence des
liaisons entre ces modes
Conditions d'évolution entre
les états
Définition à l'aide du GEMMA
des conditions d'évolution
entre les états de marches et
d'arrêts

Évaluer les conditions pour chaque
évolution retenue
 Permet
de concevoir le pupitre de
commande
 Entraîne l'ajout de capteurs sur la
machine
 Permet de compléter le GRAFCET
Conditions d'évolution entre
les états
Définition à l'aide du GEMMA 
des conditions d'évolution
entre les états de marches et
d'arrêts
Type de passage d'un état à l'autre
 Avec
condition d'évolution
 Inscrire
clairement cette condition sur
le GEMMA
Conditions d'évolution entre
les états
Définition à l'aide du GEMMA
des conditions d'évolution
entre les états de marches et
d'arrêts

Type de passage d'un état à
l'autre
 Sans
condition explicite
 Lorsque
la condition est évidente
(ex.: fin de cycle)
 Lorsqu'elle dépend de
l'intervenant
• Intervention humaine
Conséquences de l'utilisation
du GEMMA


Pupitre de commande, capteurs
supplémentaires et GRAFCET complet sont
mieux conçus
La machine est mieux conçue, donc sa
réalisation et sa mise en route seront moins
pénible
Conséquences de l'utilisation
du GEMMA

Le GEMMA suivra la machine (comme le
GRAFCET) servant aux dépannages ou aux
modifications
Exemple de GEMMA types

GEMMA minimal d’une machine semi-automatique
A1
< Arrêt dans état initial >
DCY.ci
F1
< Production normale >
Exemple de GEMMA types

GEMMA minimal d’une machine automatique
A1
< Arrêt dans état initial >
A2
< Arrêt demandé en fin
de cycle >
AUTO.DCY.ci
ACY
F1
< Production normale >
Exemple de GEMMA types

GEMMA d’une machine automatique ou semiautomatique exigeant une marche de préparation
A1
< Arrêt dans état initial >
AUTO.DCY.ci
F2
< Marches de préparation >
Préchauffage à
300 °C
T>=300 °C
A2
< Arrêt demandé en fin
de cycle >
ACY+/AUTO
F1
< Production normale >
Chauffage à 300 °C
maintenu
Exemple de GEMMA types

GEMMA d’une machine exigeant une marche de
préparation et une marche de clôture
VIDE
A1
< Arrêt dans état initial >
AUTO.DCY.VIDE.ci
Le convoyeur peut être
vide ou plein en état initial
AUTO.DCY.PLEIN.ci
F2
< Marches de préparation >
F3
Remplir le convoyeur
PLEIN
A2
< Arrêt demandé en fin
de cycle >
Sans vider le convoyeur
ACY
F1
< Production normale >
< Marches de clôture >
Vider le convoyeur
VIDER
Exemple de GEMMA types

GEMMA avec marches de préparation et de
clôture et un arrêt dans un état autre qu’initial
VIDE
A1
< Arrêt dans état initial >
AUTO.DCY.ci
Le convoyeur est
obligatoirement vide
F2
A4
< Marches de préparation >
< Marches de clôture >
< Arrêt obtenu >
Arrêt avec le convoyeur
plein
Remplir le convoyeur
AUTO.DCY
A3
F3
< Arrêt demandé dans
un état déterminé >
Finir le cycle en cours
PAUSE
PLEIN
F1
< Production normale >
Vider le convoyeur
VIDER
Exemple de GEMMA types

A6
GEMMA d’une machine avec arrêt d’urgence
< Mise P.O. en état initial >
ci
A1
< Arrêt dans état initial >
A2
< Arrêt demandé en fin
de cycle >
AUTO.DCY.ci
/AU
A5
< Préparation pour remise
en route après défaillance >
Depuis tout état
D1
< Arrêt d'urgence >
AU
ACY
F1
< Production normale >
Exemple de GEMMA types

GEMMA avec arrêt d’urgence et remise en route à
l’état ou la machine était lors de l’arrêt d’urgence
A1
A7
< Mise P.O. dans l'état
déterminé >
état obtenu
< Arrêt dans état initial >
A4
AUTO.DCY.ci
< Arrêt obtenu >
AUTO.DCY
/AU
A5
< Préparation pour remise
en route après défaillance >
A2
< Arrêt demandé en fin
de cycle >
Depuis tout état
D1
< Arrêt d'urgence >
AU
ACY
F1
< Production normale >
Exemple de traduction d'un
Grafcet "enrichi" en
diagramme échelle
EXEMPLE : Les Grafcet suivants représentent le
fonctionnement d ’une machine ayant un mode d’arrêt
d ’urgence et un mode de test.
Fonctionnement normal
Mode de test prioritaire
X1
X200
DCY
t1
TEST
t2
t3
Arrêt d'urgence
X2
A
X201
aa
TEST
X100
X3
B
AU
bb
X101
X4
E
C
AU
cc
F/G1: (X1)
F/G1: (*)
A
B
C
Grafcet de fonctionnement
normal
Etapes F.N.
X01
Y04
X01
Transition F.N.
X1
X2
DCY
aa
X101
Y01
X101
Y02
X201
Y01
X02
X3
bb
X101
Y01
cc
X101
X02
X201
X03
X201
X04
Y02
Y03
Y02
X4
X201
Y04
X03
Y03
Y03
X04
Y04
Grafcet d’arrêt d’urgence
Étape A.U
Transition A.U
Y101
X100
X101
AU
AU
Y100
Y101
X100
X100 Y100
Y100
X101 Y101
X101
Grafcet de test
Transition TEST
X200 TEST
Étape TEST
Y200
Y201
X200
X200 Y200
X201 TEST
Y201
Y200
X201 Y201
X201
Actions du Grafcet
Action
X02
A
X201 t1
X03
B
X201 t2
X04
X201 t3
C