BTS CIRA 5) API et Grafcet

5) API et Grafcet

1. Généralités

1.1. Organisation d'un système automatisé

Un système de production a pour but d'apporter une valeur ajoutée à de la matière d'œuvre dans un contexte donné. Quand ce système est automatisé, on peut généralement le décomposé deux parties : • • Une partie opérative dont les actionneurs agissent sur le processus automatisé.

Une partie commande qui coordonne les différentes actions de la partie opérative et qui communique avec le ou les opérateurs.

C'est dans la partie commande que l'on retrouvera les Automates Programmables Industriels.

1.2. Structure générale d'un A.P.I.

L'unité centrale de l'automate programmable est entourée de différents éléments ; • • D’entrées qui lui permettent d'être informé de ce qui se passe sur le procédé ; De sorties qui lui permettent d'agir sur le procédé ; • • De mémoire où sont stockées les instructions du programme utilisateur et les éléments nécessaires à son fonctionnement ; D’un ou plusieurs modules de communication, qui lui permette de communiquer avec l'utilisateur.

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BTS CIRA 5) API et Grafcet On retrouve ces différents éléments sur un API WAGO et ses cartes E/S : Contrôleur de bus de terrain programmable KNX/IP 750-849 Borne d'entrées digitales à 8 canaux 24 V DC 750-430 Borne de sorties digitales à 8 canaux 24 V DC 750-530

2. Le Grafcet

2.1. Définition (d’après Wikipedia)

Le Grafcet est un mode de représentation et d'analyse d'un automatisme, particulièrement bien adapté aux systèmes à évolution séquentielle, c'est-à-dire décomposable en étapes. Il est dérivé du modèle mathématique des réseaux de Petri.

Le Grafcet est donc un langage graphique représentant le fonctionnement d'un automatisme par un ensemble : • d'étapes auxquelles sont associées des actions ; • de transitions entre étapes auxquelles sont associées des conditions de transition (réceptivités) ; • des liaisons orientées entre les étapes et les transitions.

Son nom est l'acronyme à la fois de « graphe fonctionnel de commande étapes / transitions » et de « graphe du groupe AFCET (Association française pour la cybernétique économique et technique) ». Le Grafcet est normalisé sous l'indice de classement NF C 03-190. La norme européenne correspondante est EN 60848.

2.2. Les étapes

Les étapes correspondent à une situation du système automatique dans laquelle le comportement de la partie commande est invariant par rapport à ses entrées et sorties. L’entrée d’une étape est forcément en partie supérieure et la sortie en partie inférieure. L’ensemble des étapes actives d’un Grafcet à un instant donné définit la situation de ce Grafcet.

Une étape active est repérée par un point en partie inférieure du symbole ou par le changement de couleur sur l’écran.

Les étapes initiales représentent l’état du système en début de cycle. Elles sont activées inconditionnellement en début de fonctionnement.

Il n’y a qu’une étape initiale par Grafcet.

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2.3. Les actions associées à une étape

Ces actions sont soit des émissions d’ordre en direction de la partie opérative (moteur en marche, ouvrir une électrovanne… ), soit des fonctions opératives telles que comptage, mémorisation, affectation d’une valeur, équations. La description des actions est soit littérale soit symbolique.

Description littérale Description symbolique 11 Ouvrir la vanne 11 KM1 Une étape à laquelle aucune action n’est associée est une étape d’attente.

2.4. Les transitions

Une transition indique la possibilité d’évolution entre plusieurs étapes. Elle se réalise lors du franchissement d’une transition qui provoque un changement d’activité des étapes. Il ne peut y avoir qu’une transition entre deux étapes quel que soit le chemin parcouru.

2.5. Les réceptivités associées aux transitions

À chaque transition est associée une condition logique appelée réceptivité qui peut être soit vraie soit fausse. La réceptivité est une fonction booléenne écrite à droite du symbole.

L’emploi de la réceptivité toujours vraie (1 ou TRUE) doit être utilisé avec précaution, car elle entraîne une évolution qui peut être fugace. L’emploi de la réceptivité toujours fausse (0 ou FALSE) est à proscrire.

Les notations ↑a ou ↓b indiquent la prise en compte des fronts montants ou descendants des variables.

2.6. Les liaisons orientées

Les liaisons orientées relient les étapes et les transitions. Par convention, elles sont toujours orientées du haut vers le bas : sinon on doit préciser leur sens par une flèche verticale. Les croisements de liaisons doivent être évités. Les renvois peuvent être utilisés, mais on coupe de préférence après un ensemble étape transition.

On ne peut pas avoir deux étapes ou deux transitions de suite.

2.7. Évolution du Grafcet

Une transition est validée lorsque toutes les étapes précédentes reliées à cette transition sont actives. Le franchissement d’une transition se produit lorsque la transition est validée et que la réceptivité associée à cette transition est vraie.

Lorsque ces deux conditions sont réunies, la transition devient franchissable et est obligatoirement franchie.

Non validée Validée Franchissable Franchie 111 111 111 111 a = 1 ou 0 a = 0 a = 1 a = 1 2 2 2 2 mai-2014 Page 3/4

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2.8. Structure simultanée en ET

Les séquences se déroulent en parallèle, elles commencent au même instant et peuvent se terminer à des moments différents.

111 5) API et Grafcet a Divergence en ET : Toute divergence en ET doit être précédée d’une transition associée à une réceptivité 2 3 Convergence en ET : Toute convergence en ET doit être suivie d’une transition associée à une réceptivité b 4

Remarque :

Il est nécessaire de prévoir une étape d’attente à la fin de la branche la plus rapide pour assurer la synchronisation des séquences.

2.9. Structure alternative en OU

111 Divergence en OU : Toute divergence en OU est suivie d’une transition exclusive ; l’exclusivité doit être assurée par une sélectivité physique ou logique.

2 a Convergence en OU : Toute convergence en OU doit être précédée d’une transition par branche 4 c 3 b d mai-2014 Page 4/4