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mariette-genin
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Description fonctionnelle d’un système automatisé
Le GRAFCET
(graphe de commande étape / transition)
1 - Normes
2 - Représentation graphique
3 - Les cinq règles d'évolution du GRAFCET
4 - Structures de base
5 - Élaboration d’un GRAFCET
6 - Grafcet et langage à contact
7 - les macro représentations
sommaire
1) Normes
En France les règles et symbolisation sont régis par les normes UTE
novembre 1990 NF C 03 - 190
juin 1993 NF C 03 - 190
septembre 1995 NF C 03 - 191
Au niveau international, il faut consulter la CEI 848
(reprise des normes situées précédemment)
À l’origine c’est un outil de description des____________________________________________ indépendant des choix technologiques.
C ’est une représentation graphique où il décrit essentiellement_______________________________________ des étapes.
Le GRAFCET a vu son usage s’étendre :décomposition d’un processus en ____________________,___________________ des différents modes de fonctionnement ……..
2) Représentation graphique
1
KM12
3
S1.ka1
S3
S5
KM2
S2
Les étapes
1
X1Active à la mise en énergie de l’automatisme
2
X2
Les actions associées aux étapes
Une ou plusieurs actions peuvent être associées à une étape
Ces actions peuvent être :
externe (actions sur une sortie)
interne (temporisation, comptage, etc…)
Les actions associées aux étapes
KM1Action ____________________
Elle se réalise chaque fois que _____________ correspondante est _____________
KM2
S2 Action ____________________Elle se réalise chaque fois que _____________ correspondante est ______________etsi la condition associée est _______
Les actions associées aux étapes
KM1 KM2
KM1
KM2
KM1KM2
Ces représentations sont identiques
Les actions associées aux étapes
Actions mémorisées
S début action2
R fin action9
Si on n’utilise pas ce formalisme il faut _____________________
Les transitions
On peut utiliser des repères qu’on notera sur la gauche de préférence
Les transitions et les réceptivités
(1)
Les réceptivités sont notées sur de préférence
Les réceptivités sont inscrites sous forme symbolique, logique ou littérale.
Départ cycle et position haute
S1 . S3
=1 Réceptivité toujours _____
S1 S3
Les transitions et les réceptivitésPrise en compte du temps ou écriture d’une temporisation
________
8
9
figure
tempo
5s
description
X9 t
X8 t
Les liaisonsConventionL’information va du haut vers le bas ou de la gauche vers la droite
Dans le cas ou il n’est pas possible de respecter cette convention, il faut placer une flèche pour marquer l’orientation
3) Les cinq règles d'évolution du GRAFCET
Les étapes INITIALES sont celles qui sont à l’initialisation de la partie
commande
Il est possible que des actions soient associées aux étapes initiales :actions internes (RAZ compteur,…..)actions externes si elles sont conditionnelles.
Règle 1 :_________________________
L’évolution du GRAFCET ne peut se produire :________ lorsque la __________________________________________ la ____________________ à cette transition est_____
Lorsque ces 2 conditions sont réunies, la _________________ devient franchissable et est alors ______________________ franchie
Règle 2 :______________________
S1 + S2
Le franchissement d’une transition entraîne simultanément ____________________ les étapes immédiatement suivantes ET _____________________ les étapes immédiatement précédentes.
Règle 3 : _____________________________
S1 + S2 S1 + S2
S1 + S2 S1 + S2
Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.
Règle 4 : évolutions simultanées
S1
4
5
S1
11
12
Quand S1 = 1 S1
4
5
S1
11
12
Une étape simultanément activée et désactivée reste active
Règle 5 : activation et désactivation simultanées
S1
4
5
S2
3
S1
4
5
S2
3
Si S1 = 1et S2 = 1 simultanément
4) Structures de baseIl existe 3 structures de bases :
à séquence unique
à séquences simultanées
à choix de séquence
D ’autres structures se rencontrent mais elles sont déduites des
3 précédentes :saut d ’étapesreprise de séquenceséquence exclusiveetc….
Séquence ____________
1
KM12
3
S1.ka1
S3
S5
KM2
S2
Séquences _________________
S15
S2
3
S3
KA1
S110
S2
6KA2
____
____________
___________
______________ de séquences
____
_________________
______________
S35
S2
3KA1
S710
S6
6KA2
S4 S8
S1 S5
5) Élaboration d’un GRAFCET
Plusieurs niveaux d’observation sont à définir.
On parle de « point de vue ».
On distingue 3 « points de vue » :
______________________
______________________
______________________
PC PO
_________________________
______________________________
_______________________________
Frontière du système étudié
« Point de vue » système ou procédé
Description indépendante de tout choix technologique.
On tient compte des spécifications fonctionnelles
C’est un inventaire des fonctions principales, des fonctions secondaires et des tâches qui en découlent.
__________________________________________
« Point de vue » partie opérativeDescription en tenant compte :des choix technologiques faits pour les mécanismes
(pré actionneurs - actionneurs)des capteurs machines
On obtient un ensemble de grafcet pouvant comprendre :des GRAFCET de gestion des tâchesdes GRAFCET de productiondes GRAFCET sous-programmedes GRAFCET particuliers
Remarque : cette description est complétée par une étude des modes de marche et d’arrêt (GEMMA) qui débouche sur un ensemble de GRAFCET hiérarchisés
« Point de vue » partie commandeDescription définitive de l’automatisme (réalisation)
- Choix du constituant et/ou des composants de la PC.
- Type et mode de commande des pré actionneurs (mono ou bistable).
- Fonctions reportées sur des composants externes (tempo, compteur,..).
- Choix entre solution câblée, programmée ou mixte.
- Définir les caractéristiques et les performances de la PC choisie (nombre d ’E/S, capacité, puissance de calcul,…).
« Point de vue » système ou procédé ___________
On peut utiliser d’autres appellations pour les différents « points de vue » afin de simplifier le langage.
« Point de vue » partie opérative ___________
« Point de vue » partie commande ___________
S2
6) Grafcet et langage à contact
Les API n’offrent pas toujours la possibilité de programmer en langage grafcet.
Solution : traduire le grafcet en langage à contact (ou autres).
1
S5
KM2
S1.ka1
S3
KM12
3
Il faut décrire le problème en 3 paragraphes :
équations des transitions
équations d ’activation et de désactivation des étapes
équations des sorties
équations des transitions
Ces équations sont associées à des bits internes (nommés %Mx)
S1 %I0,1S3 %I0,3ka1 %I0,4S5 %I0,5
%X1 %I0,1 %M1
%X2 %I0,5 %M2
%X3 %I0,3 %M3
%I0,4
grafcet
équations d ’activation et de désactivation des étapes
Elles vont décrire l ’évolution du grafcet
2 solutions sont possibles.
On utilise des bobines S (set) et R (reset).Cette solution n’est pas utilisée par les constructeurs car elle est plus lourde à programmer.
On utilise des bobines instantanées.C’est la solution retenue.
grafcet
Étape initiale
%M3 %X1
%X1
init
Éta
pe N
°1
%X2
grafcet
%M1 %X2
%X2
init
Éta
pe N
°2
%X3
grafcet
Étape
Écriture de la désactivation en premier pour respecter la règle N°5
%M1 %X1R
%M3 %X1S
initialisationÉta
pe N
°1
Avec des bobines Set Reset (pour information)
équations des sorties
KM2 %O0,2S2 %I0,2
%X3 %I0,2 %O0,2
grafcet
exercice
Traduire un grafcet comprenant des divergences et des convergences
en ET et en OU
les équations seront écrites avec :des bobines instantanées.travailler avec les mnémoniques fournis.
S2
3KA1
5
S6
4KA2
S8
S1 S5
6
KA2
2KA1
S5
S2
1
S6
1er cas : OU
S2
3KA1
6
S6
4KA2
S4
S1
7
KA2
2KA1
S5
S2
1
S6
2ème cas : ET
5
La macro représentation
Macro étapes : Une macro-étape est la représentation unique d’un ensemble unique d’étapes et de transitions nommées « expansion de macro-étape ».Souvent utilisée lors de la conception d’un automatisme ce qui évite de surcharger un grafcet.
Fonctions ré appelables : Il est fréquent de réutiliser plusieurs fois la même fonction dans une description. On développera une structure à grafcet communiquant entre eux sans aucune notion de hiérarchie.
Macro étapes
perçageM1M1 « perçage »
2 représentations possibles
Une macro étape n’est pas une étape car si elle est active, elle ne valide pas la transition aval.Une macro étape peut contenir d’autres macro étapes.Une macro étape peut contenir une (des) étape(s) initiale(s).
perçageM1
S2
3KA1
5
S6
4KA2
S8
S1 S5
S1
KA2
2KA1
S5
S2
E1
expa
nsio
n
Étape d’entrée
Étape de sortie
Tout franchissement de la transition amont de la macro étape active l’étape d’entrée Ei de l’expansion.L’étape de sortie Si de l’expansion assure la validation des transitions avals de la macro étape.
Fonctions ré appelables
11
10
rs9
______________
rs11
KM1
« bouchage »
16
15
rs14
_______________
rs15
KM1
« bouchage »
21
20
(_______________).CI
rs21
KM2
28
27
rs24
rs27
_______________________
KM3
G10Grafcetappelant
G20Grafcetappelé
G10 et G20 échangent des informations de même nature.Il n’existe aucune _______________________ entre ces graphes.
Initialisation
1 M0
Cette ligne doit se programmer après les étapes.Cette programmation est directement liée à la scrutation de l’API.
À la mise sous tension et à la première scrutation, M0 = 0. Cette condition est vraie jusqu’à la lecture de cette ligne.Après M0 = 1.
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