Transcript Le GRAFCET

Le GRAFCET
X
5
M3
6
C
M4
D
7
M5
E
GRAFCET
Introduction au GRAFCET
Inventé en 1977 en France par l’AFCET:
¤ Association Française pour la Cybernétique
Économique et Technique.
Acronyme de GRAphe Fonctionnel de
Commande d’Étape-Transition
2
Introduction au GRAFCET (2)
Diffusé par l’ADEPA
¤ Agence Nationale pour le Développement de la
Productique Appliquée à l'industrie
Normalisation
¤ France : NFC 03-190 (juin 1982)
¤ CÉI : IEC 848 (1988)
¤ CÉI : IEC 1131.3 (mars 1993)

Internatinal Electrotechnical Commitee
3
Pourquoi le GRAFCET ?
Lorsque certaines spécifications sont exprimées
en langage courant, il y a un risque permanent
d'incompréhension.
¤ Certains mots sont peu précis, mals définis ou
possèdent plusieurs sens.
¤ Le langage courant est mal adapté pour décrire
précisément les systèmes séquentiels.
4
Pourquoi le GRAFCET ? (2)
Le GRAFCET fut donc créé pour représenter de
façon symbolique et graphique le
fonctionnement d'un automatisme.
Cela permet une meilleure compréhension de
l’automatisme par tous les intervenants.
5
Pourquoi le GRAFCET ? (3)
Un GRAFCET est établi pour chaque machine
lors de sa conception, puis utilisé tout au long
de sa vie : réalisation, mise au point,
maintenance, modifications, réglages.
Le langage GRAFCET doit donc être connu de
toutes les personnes concernées par les
automatismes, depuis leur conception jusqu’à
leur exploitation.
6
Les avantages du GRAFCET
il est indépendant
technologique;
de
la
matérialisation
il traduit de façon cohérente le cahier des
charges;
il est bien adapté aux systèmes automatisés.
7
Synoptique d’un système à automatiser
8
Les niveaux de représentation
Le GRAFCET est représenté selon deux niveau
de représentation:
¤ Grafcet PO (Niveau 1): Spécifications
fonctionnelles
¤ Grafcet PC (Niveau 2): Spécifications
technologiques
9
Niveau 1: Spécifications
fonctionnelles
Représentation de la séquence de
fonctionnement de l'automatisme sans se
soucier de la technologie des actionneurs et des
capteurs.
Description littérale des actions et de la
séquence de l'automatisme.
10
GRAFCET PO
11
GRAFCET PC: Spécifications
technologiques
Prise en compte de la technologie des
actionneurs et des capteurs l'automatisme.
Description symbolique des actions et de la
séquence de l'automatisme.
12
Les choix technologiques
Distributeur doubleaction commandant
le poinçon.
Distributeur simpleaction commandant
l’évacuation.
Distributeur doubleaction commandant
la matrice.
Poussoir de départ
de cycle.
Signalisation
« Prêt ».
Détecteurs poinçon
en position haute
ou basse.
Détecteurs matrice
en position haute
ou basse.
13
GRAFCET PC
14
Note importante
Le GRAFCET ne s'attarde qu'au fonctionnement
normal de l'automatisme et ne prend pas en
compte les divers modes de marche et d'arrêt,
de même que les défaillances.
Le GEMMA nous introduira à ces modes
ultérieurement.
15
Les éléments de base
Pour comprendre la syntaxe du GRAFCET, il
faut connaître les éléments suivants:
¤
¤
¤
¤
¤
Étapes
Transitions
Réceptivités
Actions
Liaisons
16
L’étape
Définition:
¤ Situation dans laquelle le comportement du
système par rapport à ses entrées et ses sorties
est invariant.
Représentée par un carré numéroté
10
M1.4
Numéro de l'étape
Étiquette ou adresse
17
L’étape
L’étape initiale est représentée par un carré
double
1
L’étape initialisable est représenté par un carré
double avec le carré intérieur en pointillé
13
18
L’étape
Chaque étape est représentée par une variable
Booléenne Xi
¤ (i = numéro de l’étape)
Si Xi = 0, étape inactive
Si Xi = 1, étape active
2
2
19
L’action
Définition:
¤ Description des tâches à effectuer lorsqu’une
étape est active.
PO :
PC :
10
M1.4
Descendre le palan
10
DP
M1.4
Q124.3
Symbole logique
Adresse de sortie
20
Action continue
9
X9
X10
10
A
X11
A
11
Définition:
¤ Action qui dure tant que l’étape est active.
¤ A = X10
21
Action conditionnelle
9
10
X9
p
X10
A
X11
Condition logique
p
11
A
Définition:
¤ Action qui dure tant que l’étape est active et que
la condition logique est vraie
¤ A = P*X10
22
Action temporisée
9
X9
T/X10/5 s
10
A
X10
T=5 sec X11
T
11
Condition de temporisation
5 sec.
A
Action de temporisation
23
Action impulsionelle
Condition de temporisation
9
X9
T/X10/5 s
10
A
X10
T=5 sec X11
T
11
5 sec.
A
Action de temporisation
24
Action maintenue
9
10
A
X9
X10
11
A
X11
X12
12
A
X13
A
13
A = X10+X11+X12
25
Action mémorisée
9
Notation de la mise à 1
10
A=1
X9
X10
X11
11
X12
X13
12
A
Notation de la mise à 0
13
A=0
SET (A) = X10
RESET (A) = X13
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Les liaisons
Relient les étapes entre-elles.
11
Liaison
Transition
12
Toujours de haut en bas
¤ Sinon, mettre une flèche...
27
Les transitions
Ce sont des barrières entre les étapes qui
peuvent être franchies selon certaines
conditions.
Trait horizontal.
11
Liaison
Transition
12
28
Les réceptivités
Ce sont les conditions qui doivent être remplies
pour franchir la transition.
La réceptivité est inscrite à la droite de la
transition.
11
Réceptivité
( a × b + c) d
12
29
Remarques
 Une réceptivité est une proposition logique qui peut
renfermer diverses variables booléennes qui peuvent
être:
¤ des informations extérieures (capteurs, directives);
¤ des variables auxiliaires (compteurs, temporisations, ...)
¤ l'état de d'autres étapes (attentes, interdictions);
¤ changement d'état de d'autres variables (fronts montants
ou descendants, ex: a).
30
Remarques (2)
Réceptivité au niveau
maintenu
11
Réceptivité
( a × b + c) d
12
Réceptivité au
changement d’état
11
a.
b
12
31
Remarques (3)
OU-divergent
OU-convergent
ET-divergent
ET-convergent
32
Les 5 règles d’évolution
Pour comprendre comment un GRAFCET
fonctionne, il faut connaître les règles suivantes:
¤
¤
¤
¤
¤
Règle #1 - L’initialisation
Règle #2 - La validation
Règle #3 - Le franchissement
Règle #4 - Le franchissement (2)
Règle #5 – Activation / Désactivation
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Règle #1 - L’initialisation
Il existe toujours au moins une étape active lors
du lancement de l'automatisme. Ces étapes
activées lors du lancement sont nommées
“ÉTAPES INITIALES”
1
34
Règle #1 - L’initialisation
Remarque :
¤ L’état initial doit avoir un comportement passif
(non-émission d’ordre) vis-à-vis de la P.O.
¤ L’état initial peut avoir un comportement actif
vis-à-vis de la P.C. (remise à 0 des compteurs, …)
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Règle #2 - La validation
Une transition est soit validée soit non validée.
Elle est valide lorsque :
TOUTES les étapes immédiatement
précédentes sont actives.
Elle ne pourra être franchie que (franchissable):
lorsque qu'elle est validée
ET
que la réceptivité associé est vraie.
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Règle #2 - La validation
Remarque :
¤ Lorsqu’une transition est franchissable elle
est obligatoirement franchie.
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Règle #2 - La validation
Grafcet #1:
Étape active
Transition validée mais non franchissable tant que a = 0
10
a
Étape inactive
Transition non validée
11
e
12
38
Règle #2 - La validation
Grafcet #2:
Étape active
Étape active
10
21
33
Étape active
a
34
Transition validée
39
Règle #3 - Le franchissement
 Le franchissement d'une transition entraîne :
l'activation de TOUTES les étapes immédiatement suivantes,
et
la désactivation de TOUTES les étapes précédentes.
Étape
active
Réceptivité
fausse
10
a
11
10
Étape inactive
10
Transition non
validée
Réceptivité vrai
a
Franchissement
a
Franchissement
e
e
12
Étape
active
11
11
e
12
Étape
active
Transition
validée
12
40
Règle #3 - Le franchissement
A = 10
41
Règle #4 - Le franchissement
Plusieurs transitions simultanément
franchissables sont simultanément franchies
A=0
1
B = 10
42
Règle #5
Si au cours du fonctionnement une même étape
doit être désactivée ou activée simultanément,
elle reste activée.
Cohérence théorique interne au GRAFCET.
A = 10
B = 10
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Exemple de
GRAFCET
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Exercice 1
Un wagonnet peut se déplacer entre les points A et B. En A, un
opérateur peut demander le chargement du wagonnet. Le wagonnet
va jusqu’au point B. Lorsqu’il y arrive, le chargement s’effectue par
l’ouverture d’une trémie. Dès que le chargement est terminé, la trémie
se referme et le wagonnet revient jusqu’en A où sa charge est utilisée.
Il repartira quand un nouveau chargement sera demandé par
l’opérateur. A l’état initial, le wagonnet est en attente au point A.
(niveau PO et puis niveau PC)
départ
cycle
B
A
p
m
A
B
p
•m est un bouton
bistable.
•On veut être sûr que le
wagonnet ne fait qu’un
aller-retour après
chaque demande de
l’opérateur.
D
API
G
OUV
45
Exercice 2
Le dispositif est représenté ci-dessous. Les bacs sont utilisés de la
même façon. Le bac 1 est vide lorsque quand b1=0. Il est plein quand
h1=1. A l’état initial, les deux bacs sont vides. Au moment où l’on
appuie sur m, les deux bacs se remplissent grâce à l’ouverture des
vannes V1 et V2. Dès qu’un bac est plein, par ex. bac 1, on arrête son
remplissage (V1=0) et l’on commnce à utiliser son conteu (W1=1).
Lorsque le bac 1 est vide l’on ferme la vanne W1. Ce remplissage
pourra recommencer que lorsque les deux bacs seront vides. Le
remplissage sera déclenché en appuyant sur m.
m
m
V1
h1
V1
V2
h1
h2
b1
b2
W1
b1
h2
b2
API
V2
W1
W2
W2
46
Exercice 3 : partage de ressource
Deux chariots H1 et H2 transportent du matériel depuis le pont de
chargement C1 et C2 jusqu’au point D. c1, c2 et d sont des contacts de
fin de course (sont à 1 quand le chariot est présent). Deux capteurs a1
et a2 sont positionnés juste avant le tronçon commun emprunté une
fois par H1 et une autre fois par H2. Chaque cycle de H1 (ou H2) est
piloté par un bouton m1 (ou m2). Les commandes transmises aux
chariots sont en fait des commandes de rotation du moteur vers la
gauche ou vers la droite : G1, G2, D1 et D2.
C1
G1
D1
H1
m1
a1
c1
c2
d
C2
G2 D2
a2
a1
d
c2
D1
m2
c1
H2
D2
API
G1
G2
a2
47