Automatismes Industriels ARS2-Crskarlaoui.free.fr/Site Epmi/Electronique_numérique/Cours/6.Logique... · grafcet ont été créés, le Guide d'Etude des Modes de Marche et d'Arrêt

Automatismes Industriels ARS2-Crs

AR2-API [email protected] IUT de VILLETANEUSE http://perso.wanadoo.fr/giovanni.delfranco/ Département GEII

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A- PRESENTATION D’UN SYSTEME AUTOMATISE :

1- Définition : Un système est dit automatisé s’il exécute toujours le même cycle de travail pour lequel il a été programmé. La partie opérative est mécanisée et la partie commande est assurée par un système programmé (automate, ou câblé).

2- Constitutions : Un système automatisé se compose de deux parties qui coopèrent: -une partie opérative constituée du processus à commander, des actionneurs et préactionneurs qui agissent sur ce processus et des capteurs permettant de mesurer son état. Elle permet apporter la valeur ajoutée aux matières d'œuvre. -une partie commande qui élabore les ordres pour les actionneurs et préactionneurs en fonction des informations issues des capteurs et des consignes. Cette partie commande peut être réalisée par des circuits câblés, ou par des dispositifs programmables (automates, calculateurs). Elle coordonne les taches du processus souhaité.

ACQUERIR TRAITE COMMUNIQUE

ALIMENTE CONVERTIR

AGIR Chaîne d’énergie

Chaîne d’information

Consigne

Compte rendu

Energie d'entrée

TRANSMETTRE

Ordres

DISTRIBUE



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Annexe 1

B- LIMITE DE LA LOGIQUE COMBINATOIRE : Cette logique permet de répondre à des fonctionnements simples d’automatisme ou la prise d’information se fait sur des niveaux haut ou bas. Quand l’information devient fugitive la logique combinatoire ne sait plus apporter la solution.

1- Déplacement d’un chariot, exemple 1 :

On souhaite le fonctionnement suivant: Une action sur "m" maintenue fait déplacer le chariot vers la droite(B) s'il n'est pas en "b". Le chariot revient (A) si "m" est maintenu et que le chariot est en "b". Les équations de commande sont les suivantes: AV=m.(a+/b) AR=m.(b+/a) et dans ce cas il ne faut jamais lacher m en cours de déplacement On dit que la commande est du type combinatoire (ce sont des équations logiques).

2- Déplacement d’un chariot, exemple 2 : Le fonctionnement est le suivant: L'installation est au repos le chariot en A, une impulsion sur m, le chariot va en B puis revient en

position initale A. Peut-on établir une table de vérité du fonctionnement?

a

b

A B AR AV

m



3

S

R Q Q

Non car après l’impulsion le chariot se déplace il n’est ni en A, ni en B on a m=0, a=0, b=0 Pour ce cas de figure nous avons deux états possibles de l’automatisme

Av=1 et Ar=0 d'une part et Av=0 et Ar=1 d'autre part Conclusion : A un même état de capteurs il existe deux états possibles pour les deux actionneurs. Il faut donc transformer notre automatisme logique combinatoire en logique séquentielle.

C- LOGIQUE SEQUENTIELLE (Rappel):

1- Définition : On parle de logique séquentielle lorsque les variables de sortie d’un système logique sont sous l’influence d’une combinaison des variables d’entrée et de l’état précédent des variables de sortie. L’élément constitutif de cette logique est la bascule RS.

2- Bascule RS :

S R Q Q 0 0 Qn-1 Q n-1

0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1

On remarque que pour l’état S=R=0 il y a mémorisation de la valeur précédente de la sortie, c’est une mémoire élémentaire. On note par ailleurs que le cas S=R=1 existe et nous propose comme solution une égalité des sortie qui par définition sont complémentaires.

3- Représentation électrique :

Cette représentation électrique permet de comprendre d’un point de vue électrique le fonctionnement d’une bascule RS.

Système logique

combinatoire

E Variables d’entrées logiques En

E3

E2

E1

S Variables de sorties logiques Sn

S3

S2

S1

&

&

&

&

S

R

Q

Q



4

4- Représentation LADDER :

Ce mode de représentation est normalisé. C’est celui qui est utilisé pour la programmation des automates au niveau international.

Le contact normalement ouvert est représenté par :

Le contact normalement fermé est représenté par :

La bobine est représentée par : Remarque : Dans le cas où on demande set et reset la bobine Q est sollicitée. Pour répondre aux spécifications des automatismes l’arrêt dans ce cas doit être prioritaire.

S R Q Q 0 0 Qn-1 Q n-1

0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1

5- Réponse au déplacement du chariot cas N°2 : Le fonctionnement est le suivant:

L'installation est au repos le chariot en A, une impulsion sur m, le chariot va en B puis revient en position initale A.

Equation validant le déplacement du chariot à droite : SetAV = a.m Equation validant le déplacement du chariot à gauche : Set AR = b

Equation validant le déplacement du chariot à droite : ResetAV = b Equation validant le déplacement du chariot à droite : ResetAR = a

D- CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL :

Le cahier des charges fonctionnel est le document par lequel le demandeur exprime ses besoins (ou ceux qu'il est chargé d'exprimer) en termes de fonctions de service et de contraintes. Pour chacune d'elles sont définis des critères d'appréciation ainsi que leurs niveaux, chacun de ces niveaux est assorti d'un certain degré de flexibilité. (Source : AFNOR)

&

&

&

&

S

R

Q

Q

S

R Q Q



5

Le cahier des charges fonctionnel doit être rédigé indépendamment des solutions envisageables et doit permettre l'expression du besoin dans des termes compréhensibles par les utilisateurs.

E- ORGANIGRAMME :

Pour décrire le fonctionnement d’un système automatisé on peut utiliser cet outil graphique. Les symboles utilisés sont : Représente le début out fin d’organigramme Représente une action conduisant à un état Représente la lecture des données Représente un sous programme Représente un test

F- EXERCICES DE SYNTHESE : Cahier des charges : Eclairage public automatisé. Tant qu’il fait jour les candélabres ne sont pas alimentés. A la nuit tombée ils s’éclairent. Au levé du jour ils s’éteignent. Lecture de l’état du capteur Fait il nuit ? Allumer les candélabres Lecture de l’état du capteur Fait il jour ? Eteindre les candélabres

Début

oui

oui

Fin



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Recherche des équations - capteur jour : cj - Allumer candélabre : AL C

Set AL C = /cj Reset AL C = cj Remarque: ce fonctionnement est sommaire on ne tient pas compte des nuages ou d’un obscurcissement passager. Il faut y ajouter des temporisations et un traitement des capteurs plus fin Cahier des charges : Porte de garage. Une impulsion sur ouverture (télécommande) ouvre la porte si elle est en bas. Une impulsion sur fermeture ferme la porte si elle est en haut. Si lors de la fermeture on donne l’ordre d’ouverture la porte doit s’ouvrir. On ne traite pas les sécurités du système. Demande d’ouverture et porte fermée

Ouverture porte

Porte ouverte Stopper ouverture Demande de fermeture et porte ouverte

Fermeture porte Demande d’ouverture Porte fermée

Stopper fermeture

Remarque: dans cet organigramme on ne traite pas les capteurs volontairement.

oui

oui

Fin

oui

oui

oui



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Recherche des équations : - Ordre d’ouverture : ouv - Ordre de fermeture : fer - Porte ouverte : po

- Porte fermée : fe - Ouvrir porte : OUVP - Fermer porte : FERP

SetOUVP = fe.ouv + FERP.ouv ResetOUVP = po

SetFERP = fer.po ResetFERP = fe + FERP.ouv

G- GRAFCET :

1- definition: Le mot GRAFCET apparaît en 1978, c'est un outil normalisé qui permet de spécifier le cahier des charges d'un automatisme séquentiel. Il signifie:

GRAphe Fonctionnel Commande Etape Transition

Le grafcet est le résultat du travail bénévole d'une commission réunissant, l’AFCET (Association Française pour la Cybernétique Economique et Technique), l’ADEPA (Agence pour le DEveloppement de la Productique Appliquée à l’industrie) des industriels et des universitaires. Cette commission, créée le 26 juin 1975, a défini les bases du grafcet dans son rapport final achevé en avril 1977. Le grafcet a été conçu comme un système unifié d'expression qui n'est la propriété de personne. Dès 1978 le grafcet fait son entrée dans l’éducation Nationale. Il est maintenant le pilier du programme d’Automatique et d'Informatique Industrielle. D’autres outils complémentaires du grafcet ont été créés, le Guide d'Etude des Modes de Marche et d'Arrêt (GEMMA - 1981), les Technoguides puis les chaînes fonctionnelles.

Depuis 1988, le grafcet est un outil de description normalisé (Norme C.E.I. 848) qui fonctionne

en logique séquentielle. C'est un outil simple mais extrêmement puissant qui permet les représentations fonctionnelles, opérationnelles et technologiques de la plupart des automatismes industriels.

En 1985, SIEMENS (leader européen des automatismes) adopte le grafcet et le promeut en

Allemagne. En 1986 ALLEN & BRADLEY (leader mondial des automates programmables) adopte et développe le grafcet, y compris pour le marché américain.

Remarque : les appellations Sequential Function Chart (SFC) ou Chart utilisées par certains logiciels (PL7-2, Orphée, S5, etc.) correspondent au Grafcet.

Le grafcet est un outil graphique de description du comportement attendu de la Partie Commande. Il décrit les relations à travers la frontière d'isolement de la Partie Commande et de la Partie Opérative d'un système automatisé. L'établissement d'un grafcet suppose la définition préalable :

- du système, - de la frontière PO-PC, spécifiant la Partie Commande, - des Entrées et des Sorties de la Partie Commande.



8

La description du fonctionnement d'un automatisme logique peut alors être représenté graphiquement par un ensemble :

- d'ETAPES auxquelles sont associées des ACTIONS, - de TRANSITIONS auxquelles sont associées des RECEPTIVITES, - de LIAISONS (ou ARCS) ORIENTEES, Un tel ensemble (GRAPHE ou DIAGRAMME) est appelé grafcet.

2- Les outils graphiques : 2-1- Les étapes: Une ETAPE correspond à une phase durant laquelle on effectue une ACTION pendant une certaine DUREE (même faible mais jamais nulle). L'action doit être stable, c'est à dire que l'on fait la même chose pendant toute la durée de l'étape, mais la notion d'action est assez large, en particulier la composition de plusieurs actions, ou à l'opposé l'inaction (étape dite d'attente). On représente chaque étape par un carré, l'action est représentée dans un rectangle à gauche, l'entrée se fait par le haut et la sortie par le bas. On numérote chaque étape par un entier positif, mais pas nécessairement croissant par pas de 1, il faut simplement que jamais deux étapes différentes n'aient le même numéro. Etape normale Etape initiale

Une étape est dite active lorsqu'elle correspond à une phase "en fonctionnement", c'est à dire qu'elle effectue l'action qui lui est associée. On représente quelquefois une étape active à un instant donné en dessinant un point à l'intérieur. 2-2- Les Transitions : Une TRANSITION est une condition de passage d'une étape à une autre. Elle n'est que logique (dans son sens Vrai ou Faux), sans notion de durée. La condition est définie par une RECEPTIVITE, elle permet donc l’évolution du cycle. 2-2- Les Réceptivités Une RECEPTIVITE est généralement une expression booléenne (c.à.d avec des ET et des OU) de l'état des CAPTEURS (partie opérative) ou des CONSIGNES (partie commande). On représente une transition par un petit trait horizontal sur une liaison verticale. On note à droite la réceptivité. Dans le cas de plusieurs liaisons arrivant sur une transition, on les fait converger sur une grande double barre horizontale, qui n'est qu'une représentation du dessus de la transition. De même pour plusieurs liaisons partant sous une transition.

1 4



9

2-3- Les liaisons: Une LIAISON est un arc orienté (ne peut être parcouru que dans un sens). A une extrémité d'une liaison il y a UNE (et une seule) étape, à l'autre UNE transition. On la représente par un trait plein rectiligne, vertical ou horizontal. Une verticale est parcourue de haut en bas, sinon il faut le préciser par une flèche. Une horizontale est parcourue de gauche à droite, sinon le préciser par une flèche.

Si plusieurs liaisons arrivent sur une étape, pour plus de clarté on les fait arriver sur une barre horizontale, de même pour plusieurs liaisons partant de l'étape. Cette barre horizontale n'est pas une nouvelle entité du Grafcet, elle fait partie de l'étape, et ne représente qu'un "agrandissement" de la face supérieure (ou inférieure) de l'étape.

Si plusieurs liaisons arrivent sur une étape, pour plus de clarté on les fait arriver sur une barre horizontale, de même pour plusieurs liaisons partant de l'étape. Cette barre horizontale n'est pas une nouvelle entité du Grafcet, elle fait partie de l'étape, et ne représente qu'un "agrandissement" de la face supérieure (ou inférieure) de l'étape.

2-4- Les actions: Une ACTION est toujours associée à une étape. Elle décrit l’action en cours par une Verbe en majuscule et à l’infinitif. Il est possible de définir des actions conditionnelles, inconditionnelles, temporisées, à niveaux, mémorisées, impulsionnelles. 2-5- Synthèse:

0

1

2

Début du cycle (dcy)

Porte ouverte

Porte fermée

OUVRIR PORTE

FERMER PORTE

Liaison orientée Etape initiale

Transition

Réceptivité associée à une transition : Capteur (présence, bouton poussoir, bouton poussoir…) Une réceptivité est une équation logique (porte fermée et bouton poussoir)

Action associée à une étape : Préactionneur(contacteur, distributeur…) Actionneur(moteur, vérin, lampe …



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3- Les différents grafcets : 3-1- Point de vue système:

Il s’établit lors de l’avant projet, à partir du cahier des charges. C'est la representation graphique de l'organisation temporelle des opérations. Il définit les interactions entre le système et la matiere d'œuvre sans présager les moyens techniques qui seront mis en œuvre pour le réaliser. Les différentes situations du cycle de fonctionnement peuvent être observées par toute personne

3-2- Point de vue opérative: Une analyse détaillée de faisabilité permet d’arrêter les choix techniques et les solutions

technologiques. Le modèle devient complèt et détaillé. Selon ce point de vue les actionneurs et les effecteurs sont identifiés pour chaque opération du système. Ce sont les actions des effecteurs ou les ordres émis aux actionneurs qui apparaissent dans ce grafcet. On parle de grafcet technologique.

3-3- Point de vue commande: A ce stade, pour chaque opération du système, est identifié le type de commande de chaque préactionneur. Ce sont ces commandes qui apparaissent dans le grafcet. L'identification des capteurs est réalisée pour permettre l'écriture des réceptivités.

1

2

ARRETER l'arrosage

ACTIVER l'arrosage

Terrain sec

Terrain humide

1

2 ATTENDRE

Conditions initiales

Terrain humide

Terrain sec et vanne fermée 3 OUVRIR Vanne ALLUMER le voyant

3 FERMER Vanne Arrosage stoppé

1

2

ci

/ts.vo

ts.vf 3

AR V1 3

vf



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4- Les règles d’évolution du grafcet : La modification de l'état de l'automatisme est appelée évolution, et est régie par 5 règles : 4-1- Règle 1:

Les étapes INITIALES sont celles qui sont actives au début du fonctionnement. On les représente en doublant les côtés des symboles. On appelle début du fonctionnement le moment où le système n'a pas besoin de se souvenir de ce qui c'est passé auparavant (allumage du système, bouton "reset",...). Les étapes initiales sont souvent des étapes d'attente pour ne pas effectuer une action dangereuse par exemple à la fin d'une panne de secteur.

4-2- Règle 2:

Une TRANSITION est soit validée, soit non validée (et pas à moitié validée). Elle est validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes sont actives (toutes celles reliées directement à la double barre supérieure de la transition). Elle ne peut être FRANCHIE que lorsqu'elle est validée et que sa réceptivité est vraie. Elle est alors obligatoirement franchie.

transition validée

4-3- Règle 3: Le FRANCHISSEMENT d'une transition entraîne l'activation de TOUTES les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de TOUTES les étapes immédiatement précédentes (TOUTES se limitant à 1 s'il n'y a pas de double barre). 4-4- Règle 4:

Plusieurs transitions SIMULTANEMENT franchissables sont simultanément franchies (ou du moins toutes franchies dans un laps de temps négligeable pour le fonctionnement). La durée limite dépend du "temps de réponse" nécessaire à l'application (très différent entre un système de poursuite de missile et une ouverture de serre quand le soleil est suffisant).

transition non validée



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4-5- Règle 5: Si une étape doit être à la fois activée et désactivée, elle RESTE active. Une

temporisation ou un compteur actionnés par cette étape ne seraient pas réinitialisés. Cette règle est prévue pour lever toute ambiguïté dans certains cas particuliers, par exemple :

sur le front montant du capteur on a l'évolution ci-

contre ===>

H- EXERCICES DE SYNTHESE :

Cahier des charges : Passage à niveau d’un train touristique (boucle)

La ville de Lille possède le premier tramway touristique de France qui circule le long de la Deûle (3km de parcours). La motorisation est électrique (machine à courant continu) dont la variation de vitesse se fait par élimination de plots résistifs.

Lorque que le train est détecté par le premier capteur, cap1, on actionne l’avertisseur sonore ,S, et on ferme les barrières, FERB1 et FERB2, et on actionne le voyant danger, VD, lorsque les barrières sont en position basse, fdcbb1 et fcdbb2 l’avertisseur sonore cesse. Le train franchit le passage à niveau puis quand il passe sur le capteur, cap 2, les barrières s’ouvrent, OUVB1 et OUVB2, jusqu’en haut, fdchb1, fdchb2

Ce fonctionnement n’est pas celui qui régit celui des trains SNCF nous l’étudierons en TD.

- Etablir le grafcet PO. - Etablir le grafcet PC. - Etablir les équations de fonctionnement.



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Grafcet PO

Grafcet PC

Equations d’activation et désactivation du grafcet et équations de sortie X1 = fdchb1.fdchb2.X4 + X1.X2 + init X2 = fdchb1.fdchb2.cap1.X1 + X2.X3

X3 = fdcbb1.fdcbb2.X2 + X3.X4 X4 = cap2.X3 + X4.X1

FERB1 = X2 FERB2 = X2 VD = X1+X3 S = X2 OUVB1 = X4 OUVB2 = X4 Remarque: Lors des écritures on remarque que les variables de sortie ne sont écrites qu’une seule fois

C’est la norme et tous les logiciels de programmation l’applique.

1

2

4

3

FERMER B1 FERMER B2 ALLUMER VD FAIRE SONNER

ALLUMER VD

OUVRIR B1 OUVRIR B1

Barrières en haut et arrivé d’un train

Barrières en bas

Train passé

Barrières en haut

1

2

4

3

FERB12

fdchb1.fdchb2.cap1

fdcbb1.fdcbb2

cap2

Fdchb1.fdchb2

FERB22

VD S

VD

OUVB12

OUVB22

Initialisation du grafcet

ELECTRONIQUE NUMERIQUE Logique séquentielle - Grafcet

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Grafcet.doc gdedel.webhop.net [email protected]

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I- GRAFCET OUTILS :

1- Divergences/convergences en OU : OU : sélection de séquences. Cette sélection est dite exclusive lorsque les réceptivités associées aux transitions ne peuvent pas être vraies simultanément.

divergence en OU :

si etape 0 active et si i1=1 seul

alors désactivation de 0 activation étape 5

6 inchangée. si i1=1 et i2=1, lorsque 0 devient active, alors désactivation

0, activation 5et 6. (règle 4)

Convergence en OU :

Si étape 1 active

et i1 =1, i2=0 alors activation de 7 et désactivation de 1

2 inchangée Si 1 et 2 active et i1=1, i2=1 alors désactivation

1 et 2, activation 7

Remarque : Le temps de réponse est propre à chaque capteur il est peut probable d’avoir i1=i2=1. De plus la divergence en ou est en fait une sélection de séquence, voir définition. Exemple : Choix d’une boisson, on ne peut pas avoir du chocolat et du café en même temps dans un distributeur.

2- Saut d’étapes / Reprise d’étapes : Le saut d’étape est un OU particulier, il permet de sauter plusieurs étapes en fonction des conditions d’ l’évolution de l’automatisme. La reprise d’étape est aussi un OU particulier, permet de recommencer plusieurs fois une même séquence.


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saut en avant (si i1=1 alors.....)

Autres possibilites avec

des OU

boucle (répéter.... jusqu'à i1=1)

Exemple de saut d’étape : Option sucre ou sans sucre dans un distributeur de boisson Exemple de reprise d’étape : Palettisation de briquettes de jus de fruit. Tant qu’on n’a pas 6 briquettes on ne filme pas.

3- Divergences/convergences et ET :

Le ET est utilisé lorsqu’un système automatisé comporte plusieurs cycles de fonctionnement et qui doivent être fait en même temps. Les séquences commencent en même temps et finissent en même temps mais les étapes de chaque branche évoluent de indépendamment (le nombre d’étape dans chaque cycle peut être différent).

4- Exemples : Cahier des charges : Passage à niveau d’un train touristique (boucle) En reprenant cet exemple on y inclus un capteur de sécurité après cap1 nommé caps

Lorque que le train est détecté par le premier capteur, cap1, on actionne l’avertisseur sonore ,S,

on ferme les barrières, FERB1 et FERB2, et on actionne le voyant danger, VD, lorsque les barrières


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sont en position basse, fdcbb1 et fcdbb2 l’avertisseur sonore cesse. Au passage sur caps on verifie que les barrières soient toujours fermées, sinon on stoppe le train, STOPTR et on remet l’avertisseur sonore, S, pour indiquer qu’il y a un problème. Il faudra s’acquiter du défaut en apupuyant sur, acq, sinon le train franchit le passage à niveau puis quand il passe sur le capteur, cap 2, les barrières s’ouvrent, OUVB1 et OUVB2, jusqu’en haut, fdchb1, fdchb2

Remarque : les moteurs des barrières peuvent ne pas arriver en fin de course en même temps. On pourrait donc utiliser une divergence en ET en plus du OU.

5- Actions conditionnelles : Une action conditionnelle n’est vraie que si l’étape est active et la condition est vraie. La norme CEI précise les actions conditionnelles par un C.

1

2

5

4

FERMER B1 FERMER B2 ALLUMER VD

FAIRE SONNER ALLUMER VD

OUVRIR B1 OUVRIR B1


Barrières en bas

Train passé

Barrières en haut

3

Barrières en bas et capteur de sécurité Barrières en défaut et capteur de sécurité

6 ALLUMER VD

FAIRE SONNER

STOPPER TRAIN acquittement

30


10

40

20

50

FERMER B1 FERMER B2 ALLUMER VD FAIRE SONNER

=1 ou encore X40.X50.X30

Barrière 1 fermée Barrière 2 fermée

On peut faire la même chose avec l’étape 5


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action conditionnelle on effectue A

si l'étape 1 est active ET si b=1

6- Actions mémorisées :

7- Actions temporisées : 7-1- Actions à durée limitée :

L’action ne dure que le temps de la temporisation, la norme CEI impose comme lettre le L.

7-2- Actions retardées :

10 MONTER si a M si a 10 C 10 M

a

Mémorisation à l’activation de l’étape

Mise à zéro à la desactivation


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L’action ne commence qu’au bout de la durée de la temporisation et cesse à la désactivation de l’étape. La norme CEI impose comme lettre le D.

7-2- Prise en compte du temps dans les réceptivités : L’autre manière de prendre en compte le temps dans le grafcet est sa prise en compte dans les réceptivités. La temporisation est lancée dès l’activation de l’étape X7, elle n’est effective que au bout du temps T=3s, La réceptivité étant vraie, la transition est franchie.

8- Réceptivités particulières : On peut prendre en compte l’information sur un niveau logique mais aussi sur un front (cas notamment d’informations fugitives). 8-1- Front montant :

On appelle front montant de la variable binaire a, la variable, notée ↑a, qui prend la valeur 1 à l’instant du passage de 0 à 1 de la variable a.

8-2- Front descendant : On appelle front descendant de la variable binaire a, la variable, notée ↓a, qui prend la valeur 1 à l’instant du passage de 1 à 0 de la variable a.


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9- Contraction de grafcet : Pour simplifier la compréhension d’un grafcet on peut regrouper des actions si elles ne s’influencent pas. Elles peuvent être alors conditionnelles.

si la réceptivité r2 reste vraie pendant toute l'activité de l'étape 4 le GRAFCET peut être simplifié en utilisant des actions conditionnelles

==>

Exemple :

l'appui sur m provoque les déplacements simultanés des chariots 1 et 2 vers b1 et b2.

Lorsque les 2 chariots sont arrivés, le chariot 1 revient, puis on a le retour du chariot 2


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on peut faire une 1° réduction: puis une 2°:

J- DEVELOPPEMENT DE GRAFCET : (ppt livregrafcet)


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K- EXERCICE DE SYNTHESE :

L'installation de dosage ci-dessous permet de doser entre 1 et 5m3 (doses entières) de produit dans le container 'D'. Elle dispose de 2 cuves C1 et C2 de capacités maximale respectives de 3m3 et 4m3 (si c1_haut ou c2_haut activés),

- La vanne r1 permet de remplir la cuve 1, (r2 pour cuve2) - La vanne vd1 permet de vider la cuve 1 vers le container 'D', (vd2 pour cuve2) - La vanne v1 permet de vider le surplus de la cuve 1, (v2 pour cuve2)

- La pompe t21 permet le transfert du produit de la cuve C2 (4m3) vers la cuve C1 (3 m3). - la vanne manuelle vp permet de livrer la dose demandée.

- le commutateur 'choix' permet de choisir la dose (1, 2, 3, 4, ou 5 m3)) - le bouton poussoir 'valid' permet de valider le choix et démarrer le cycle.

Question 1: Dans un tableau sur votre copie, lister les capteurs / interrupteurs / actionneurs / voyants, et indiquer leurs rôles. Faire la correspondance en entrées / sorties utiles (norme

IEC1131-3)


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Capteur @entrée Actionneurs @sortie

C1_haut Capteur niveau haut cuve 1 %I0.0 R1 Vanne remplissage cuve 1 %Q1.0

C1_bas Capteur niveau bas cuve 1 %I0.1 V1 Vanne vidage cuve 1 %Q1.1

C2_haut Capteur niveau haut cuve 2 %I0.2 Vd1 Vanne cuve 1 vers container %Q1.2

C2_bas Capteur niveau bas cuve 2 %I0.3 R2 Vanne remplissage cuve 2 %Q1.3

D_bas Capteur niveau bas container %I0.4 V2 Vanne vidage cuve 2 %Q1.4

Boutons et interrupteurs Vd2 Vanne cuve 2 vers container %Q1.5

Valid Bouton poussoir validation %I0.5 T21 Pompe transfert cuve 2 vers cuve1

%Q1.6

Choix1* Commutateur choix1 %I0.6 %Q1.7

Choix2* Commutateur choix2 %I0.7 dose ok Voyant dose ok %Q1.8

Choix3* Commutateur choix3 %I0.8



Questions 2 : Fonctionnement semi automatique

L'utilisateur choisi la quantité avec le commutateur, valide son choix par le bouton poussoir, ce qui démarre le cycle. Un voyant signale que c'est terminé. Il peut alors recueillir sa dose en actionnant manuellement la vanne VP. Le programme présenté en 5 Grafcets (réalisés par un étudiant GE2i de l'année dernière), permet de fabriquer entre 1 et 5m3 de dose de produit.


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Analyser les Grafcets, et répondre aux questions suivantes : 2.1- A partir de ces Grafcets, expliquer comment doser 1m3 avec des cuves de 3 ou 4m3 ?

Cf Grafcet 1 : remplir la cuve 2 jusqu’en haut (=4m3), puis transférer son contenu dans la cuve 1 jusqu’en haut (3m3 dans cuve 1). Il reste 1m3 dans la cuve 2 (4-3=1) à vider ensuite dans le container.

2.2- Les Grafcets 1 et 2 sont quasiment identiques. Pourquoi ?

Le G7-2 permet de doser 1 m3, même principe que ci-dessus. Cette dose est vidée dans le container, puis l’étape X24 autorise l’exécution du G7-1 qui fait 1 dose de 1m3 de la même manière. G7-2 et G7-1 permettent donc de faire une dose de 2 m3

2.3- La transition t15 sous X15 est " en l’air " est-ce normal ? Quel est son rôle ?

Proposer une autre solution pour représenter la même chose. (Vue à la séance 8)

transition " puit " utilisée ici pour vider complètement la cuve 1 : lorsque l’étape X15 et que la transition t15 est vérifiée, l’étape X15 est désactivée et le " jeton " du Grafet est " perdu ". Ici, il faut donc attendre le niveau bas cuve 1, obtenu après vidage complet (action V1 de X15).

Cette syntaxe permet de ne pas surcharger le Grafcet, et d’éviter d’attendre le niveau bas de la cuve 1 pour autoriser la prise de la dose puis exécuter un autre cycle indépendant de cette cuve (même si vider 1m3 ira + vite que vider 3m3 !). Ces toutefois dangereux si on ne vérifie pas le niveau bas de C1 lorsque nécessaire (cf question 2-5). A noter que les éditeurs logiciels de Grafcet ne permettent pas toujours cette syntaxe.


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Solutions possibles, il y en a d’autres :

2.4- L’équation de la transition t10 utilise les termes X24 et X52. Rôle et Pourquoi ?

G7-1 est utilisé comme sous programme de G7-2 et G7-5 : - x24 exécute 1 m3 de plus après 1m3, pour faire 2m3 - x52 exécute 1m3 de plus après 4m3, pour faire 5m3

2.5- L’équation de la transition t11 utilise le terme c1_bas. Pourquoi, sachant que l’action de x11 ne concerne pas la cuve C1 ?

C1-bas permet de vérifier que la cuve C1 est bien vide avant le transfert de cuve2 à cuve1. Utilisé pour faire 2m3 ou 5m3.

2.6- Les dernières étapes des Grafcets indiquent que la dose est prête (voyant " dose_ok ") sauf pour les étapes x24 et x52. Pourquoi ?

Pour les G7-2 et 5, la dernière étape permet d’exécuter le G7 complémentaire d’1m3. La dose ne sera ok que lorsque G7-1 sera terminé, donc voyant allumé par G7-1.

2.7- Pour l’étape x43, l’action " dose_ok " est conditionnée. Pourquoi ?

Parce que cette étape reste active dans le cas de 5m3 alors qu’il manque encore 1m3 réalisé par le G7-1. La dose ok de x43 n’est valable que pour 4m3.

ici, il faut attendre le vidage de C1 pour avoir dose_ok et attendre C1 vide pour exécuter un autre cycle

dose_ok sans attendre, mais il faut attendre C1 vide pour exécuter un autre cycle

l’étape X55 autorise l’exécution d’un sous programme indépendant de vidage de C1.

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Automatismes Industriels ARS2-Crskarlaoui.free.fr/Site Epmi/Electronique_numérique/Cours/6.Logique... · grafcet ont été créés, le Guide d'Etude des Modes de Marche et d'Arrêt