GEMMA - guerineau-ars.monsite-orange.frguerineau-ars.monsite-orange.fr/file/3b8b39a7d3bc6574973b820cd... · ARS - Automatisme - GEMMA 31 GRAFCET DE SURETE Grafcet Hiérarchiquement

ARS - Automatisme - GEMMA 1

GEMMA

Modes de Marches et d’Arrêts

P. GUERINEAU


Introduction

Le fonctionnement normal d’un système étant connu, il est nécessaire

d’étudier les procédures de :

Mise en route

Mise au point

Défaillances

Ces procédures sont définies par les :

Modes de Marche et d’Arrêt

P. GUERINEAU


Les MMA c’est définir :

L'exploitation du système par un opérateur

( fonction DIALOGUE)

Les modes de production d’un système

Les procédures de mise en sécurité

P. GUERINEAU


Objectif : répondre aux questions

Quelles sont les modes de

fonctionnement disponibles sur

le système ?

Quelles seront les

conséquences de la mise

« EN /

HORS ÉNERGIE » sur

le système ?

Quels critères doit-on

prendre en compte

pour assurer la

sécurité des

personnes et des biens

?

Peut-on prévoir

des modes de

marches

spécifiques pour

procéder à des

réglages ou la

maintenance ?

Quelles seront les

conséquences d’un Arrêt

d’Urgence pour les personnes

et le système ?

Comment peut-on mettre

en Marche et arrêter le

fonctionnement ?

Après un Arrêt d’Urgence dans

quelles conditions peut-on

remettre le système en production

normale ?

Peut-on prévoir un

mode de marche

permettant de mettre le

système en situation de

repli en fin de journée

pour assurer la sécurité

?

Lorsque l’opérateur pilote le

système, comment suivre son

évolution en temps réel ?

P. GUERINEAU


Outil de Description

Guider dans le choix des MMA

Décrire les différents États du système

Définir le Dialogue Homme – Machine

Préparer à la Réalisation

GEMMA

P. GUERINEAU


Le GEMMA

Guide d’Etude des Modes de Marches et d’Arrêts

Outil Graphique

PZ A6 <Mise PO dans état initial>

A7 <Mise PO dans état

déterminé>

A5 <Préparation pour remise en route après défaillance>

D2 < Diagnostique et/ou traitement de la défaillance>

D1 <Marche ou arrêt en vue d'assurer la sécurité>

A2 <Arret demandé en fin de cycle>

A3 <Arret demandé dans état déterminé>

A4 <Arrêt

obtenu>

Pendant tout état GEMMA

F1

<Production normale>

de

F4 <Marches de vérification dans le désordre>

F5 <Marches de vérification dans l'ordre>

GEMMA Guide d'étude des Modes de Marches et d'Arret

PC HORS

ENERGIE

PROCEDURES EN DEFAILLANCE DE LA PO PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT D F

PROCEDURES D'ARRET ET DE MISE EN ROUTE A PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT F PC HORS

ENERGIE

A1 <Arret dans état initial>

Production

D3 <Production tout de même>

F2 <Marches

préparation>

F6 <Marches de test>

F3 <Marches de cloture>

Zone à l’intérieur de

laquelle le système

est en production

Rectangles

définissant l’état de

la partie opérative

P. GUERINEAU


Objectifs du GEMMA

Aider aux choix des MMA

Décrire toutes les procédures de MMA

Définir les différents états de la P.O.

Préparer la réalisation

Faciliter le dialogue entre techniciens

GMMA

• Guider les intervenants sur le système

(Mise au point, conduite, maintenance)

P. GUERINEAU


Les Familles du GEMMA

PROCEDURES D'ARRETS ET DE MISES EN ROUTE

A

PROCEDURES DE

DEFAILLANCE DE LA PO

D

PROCEDURES DE

FONCTIONNEMENT

F

PC HORS

ENERGIE

PZ

P. GUERINEAU


Les différents rectangles ETATS

Les Rectangles État : F

FONCTIONNEMENT

P. GUERINEAU


Rectangle : F1

P. GUERINEAU

F1 : production normale :

Dans cet état, la machine produit

normalement c’est l’état pour lequel

elle a été conçue.

C’est à ce titre que le “rectangle-

état” a un cadre particulièrement

renforcé.

On peut souvent faire correspondre

à cet état un GRAFCET que l’on

appelle « Grafcet de Production

Normale => GPN »


Rectangle : F2

P. GUERINEAU

F2 : marche de préparation :

Cet état est utilisé pour les machines

nécessitant une préparation

préalable à la production normale ,

telle que :

- préchauffage de l’outillage,

- remplissage de la machine,

- mises en route diverses,

- etc.


Rectangle : F3

P. GUERINEAU

F3 : marche de cloture :

C’est l’état nécessaire pour

certaines machines devant être

vidées, nettoyées, etc ..., en fin de

journée ou en fin de série.


Rectangle : F4

P. GUERINEAU

F4 : marche de verification

dans le désordre :

Cet état permet de vérifier certaines

fonctions ou certains mouvements

sur la machine, sans respecter

l’ordre de déroulement du cycle.


Rectangle : F5

P. GUERINEAU

F5 : marche de verification

dans l’ordre :

Dans cet état, le cycle de production

peut être exploré au rythme voulu

par la personne effectuant la

vérification, la machine pouvant

produire ou ne pas produire.


Rectangle : F6

P. GUERINEAU

F6 : marche de test :

Rectangle état destiné à un

fonctionnement de test, pour

l’étalonnage de capteurs, le

réglage de position de capteurs.

Le système ne produit que des

objets tests.


Les différents

rectangles ETATS (suite)

Les Rectangles États : A

ARRET

P. GUERINEAU


Rectangle : A1

P. GUERINEAU

A1 : arret dans l’état initial :

C’est l’état “repos ” de la

machine.

Il correspond en général à la

situation initiale du GRAFCET :

c’est pourquoi, comme une étape

initiale, ce “rectangle-état” est

entouré d’un double cadre.

Pour une étude plus facile de

l’automatisme, il est recommandé

de représenter la machine dans

cet état initial.


Rectangle : A2

P. GUERINEAU

A2 : arret demandé en fin de

cycle :

Lorsque l’arrêt est demandé, la

machine continue de produire

jusqu’à la fin du cycle.

A2 est donc un état transitoire

vers l’état A1, le cycle qui se

déroule normalement dans Fl se

termine sans modification dans

A2..


Rectangle : A3

P. GUERINEAU

A3 : arret demandé dans un

état déterminé :

La machine continue de produire

jusqu'a un arrêt en une position

autre que la fin de cycle : c’est un

état transitoire vers A4.


Rectangle : A4

P. GUERINEAU

A4 : arret obtenu :

La machine est alors arrêtée en

une autre position que la fin de

cycle.


Rectangle : A5

P. GUERINEAU

A5 : préparation pour remise

en route après défaillance :

C’est dans cet état que l’on

procède à toutes les opérations

(dégagements, nettoyages, ...)

nécessaires à une remise en route

après défaillance.


Rectangle : A6

P. GUERINEAU

A6 : mise PO dans l’état

initial :

La machine étant en A6, on remet

manuellement ou

automatiquement la Partie

Opérative en position pour un

redémarrage dans l’état initial.


Rectangle : A7

P. GUERINEAU

A6 : mise PO dans un état

déterminé :

La machine étant en A7, on remet

la P.O. en position pour un

redémarrage dans une position

autre que l’état initial.


Les différents

rectangles ETATS (suite)

Les Rectangles États : D

DEFAUTS

P. GUERINEAU


Rectangle : D1

P. GUERINEAU

D1 : arret d’urgence :

C’est l’état pris lors d’un arrêt d’urgence : on y prévoit non seulement les arrêts,

mais aussi les cycles de dégagement, les procédures et précautions nécessaires pour

éviter ou limiter les conséquences dues à la défaillance.


Rectangle : D2

P. GUERINEAU

D2 : diagnostic et/ou traitement de défaillance :

C’est dans cet état que la machine peut être examinée après défaillance et qu’il peut

être apporté un traitement permettant le redémarrage.


Rectangle : D3

P. GUERINEAU

D3 : production tout de même :

Il est parfois nécessaire de continuer la production même après défaillance de la

machine.

On aura alors une « production dégradée » ou une « production forcée », ou une

production aidée par des opérateurs non prévus en production normale.


Principes de base Auto et Init

PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT

F1

<Production normale>

F

F4 <Marches

de vérification

dans le

désordre>

A1 <Arret dans état

initial>

A6 <Mise PO dans

état initial>

A5 <Préparation pour

remise en route après défaillance>

A2 <Arret

demandé en

fin de cycle>

A1 <Arret dans état

initial>

PROCEDURES D'ARRET ET DE MISE EN ROUTEA

Productio

n

Pour définir les modes de fonctionnements, (conformément au cahier des charges) il s’agira d’élaborer un «PARCOURS GEMMA » ou « BOUCLE » en choisissant ou non de transiter par les rectangles état de son choix.

Chacune des zones se compose de plusieurs RECTANGLES ETATS modélisant des modes de Marches ou d’Arrêts types.

Rectangle

état « F1 »

Début

Rectangle

état « A2 »

Les évolutions entre chaque rectangle état seront réalisées en installant les CONDITIONS LOGIQUES nécessaires aux évolutions d’un rectangle état à l’autre.

Init

Conditions

Initiales

(CI)

Manu

Auto et Dcy

/Auto

Fin de cycle

P. GUERINEAU


Réalisation du GEMMA

Les spécifications décrites dans le GEMMA peuvent être réalisées par :

• Le choix des composants (pré actionneurs monostables, bloqueurs, vérin

simple effet, sectionneur...)

• En technologie programmée (Logigrammes, Diagrammes, Ladder,

Grafcet spécialisés…)

• En technologie câblée ( circuit de sécurité, marche manuelle...)

P. GUERINEAU


Traduction en grafcet

GRAFCET DE SURETE- des personnes

- des biens

GRAFCET DE CONDUITE (GC)

ou

GRAFCET DES MODES

DE MARCHES (GMM)

GRAFCET

DE PRODUCTION

NORMALE (GPN)

GRAFCETS ou

procédures "sous

programmes"

GRAFCETS DE

TACHES

Le GRAFCET DE SURETE est

hiérarchiquement supérieur

GRAFCETS DE TACHES SPECIFIQUES

Le dialogue inter- grafcet est réalisé par les variables d’étapes

Le GEMMA

conduira à

l’élaboration d’une

STRUCTURE

MULTI-GRAFCETS

HIERARCHISES.

P. GUERINEAU


GRAFCET DE SURETE

Grafcet Hiérarchiquement supérieur

Hiérarchie réalisée par des ordres de Forçage

P. GUERINEAU


GRAFCET DE SURETE (suite)

Grafcet Hiérarchiquement supérieur

Hiérarchie réalisée par des ordres de Forçage

P. GUERINEAU


Exemple : Table Automatisée

M

1S0 1S1

ARU

H1 H2

SASM

SREA SINIT

SM : Départ cycle

SA : Arrêt cycle

ARU : Arrêt d’urgence

SREA : Réarmement après ARU

SINIT : Initialisation

H2 : voyant « marche cycle »

H1 : votant « partie opérative initialisée »

1

2

0

SM

KM1

1S1

1S0

KM2

Grafcet de Production Normale

(GPN)

M commandé par 2 relais : KM1 => Translation vers la Droite

KM2 => Translation vers la Gauche

1S0 : capteur de position milieu

1S1 : capteur de position fin de course

PUPITRE

P. GUERINEAU


Choix des rectangles actifs

A6

A2 A5

A1

GEMMA

Fin de cycle SINIT

SM

SA

1S0 A1

Signaler P.O.

initialisée

A2

cycle

en cours

Finir le A5

Diagnostique

après

défaillance

A6

Initialisation

si 1S0

F1 F1

Fonctionnement

suivant GPN

Signaler « marche cycle »

D1 Mise hors énergie PO par coupure

Alimentation de pré actionneurs

ARU.SREA

ARU

P. GUERINEAU

Mise sous

tension


Élaboration de la feuille GEMMA GEMMA Guide d'Etude des Modes de Marches et d'Arrêts Système :

PC HORS

ENERGIE

remise en route mise en ou hors service

fonctionnement normal

essais et vérifications

PRODUCTION

F PROCEDURES DE FONCTIONNEMENTA PROCEDURES D'ARRET de la Partie Opérative (PO)

D PROCEDURES en DEFAILLANCE de la PO

Table Automatisée

A6 < Mise P.O dans état initial >

Initialisation si 1S0

A7 < Mise P.O dans état

déterminé >

A5 < Préparation pour

remise en route après

défaillance >

Diagnostique après

Défaillance

A1 < Arrêt dans état initial >

Signaler PO initialisée

A4 < Arrêt obtenu >

D2 < Diagnostic et/ou

traitement de défaillance >

A2 < Arrêt

demandé en

fin de cycle >

Finir le

cycle en

cours

D3 < Production tout de même >

D1 < Arrêt d'urgence >

F1 < Production normale >

Fonctionnement suivant GPN


A3 < Arrêt

demandé dans

état

déterminé>

F2

<Marches

de préparations>

F3

< Marches

de clôture > F5 < Marches de

vérification dans l'ordre >

F6 < Marches de test >

F4 < Marches de

vérification dans le

désordre >

PZ

Mise en

énergie de

PC

Mise hors

énergie de

PC

Arrêt

SM

1S0

SA

ARU

ARU . SREA

SINIT

- Mise hors énergie PO par coupure d’alimentation des pré-actionneurs

- Initialisation forcée de tous les grafcets

Mise en sécurité ou maintien de la disponibilité sur défaillance Fonctionnement normal

Mise en

énergie de

PC

Mise hors

énergie de

PC

Fin de cyle (GPN)

P. GUERINEAU


Élaboration du GC

En suivant l’évolution dans le GEMMA

:

Rectangle état = Étape + action

Condition logique = transition+réceptivité

L’étape 13 lance l’exécution du Grafcet

de Production Normale (GPN)

X0 correspond à la 1ère étape du GPN

« attente d’un nouveau cycle »

GRAFCET DE CONDUITE

KM1

1S0

11

1S0

SM

X0

SINIT

H1 12

A2 14

A5 10

SA

Indique la "Fin de cycle du

GPN

Lance le GPN F1 13 H2

A6

A1

P. GUERINEAU


Élaboration du GS

GRAFCET DE SURTE

21 SA

ARU.SREA

ARU

GC {10} 22 A5

20

GPN {0}

GC { } GPN { }

F1

X0.X10

D1

Les commandes de FORCAGE du Grafcet de Sécurité (GS): GC{ }, GPN{ }, désactive (force à zéro) toutes les étapes du GPN.

GC{10 }, désactive (force à zéro) toutes les étapes du GC et active (force à un) l’étape INITIALE.

GPN{0}, désactive (force à zéro) toutes les étapes du GPN et active (force à un) l’étape INITIALE.

X0 correspond à la 1ère étape du GPN « attente d’un nouveau cycle »

X10 Correspond à la 1ère étape du GC

P. GUERINEAU


MULTI-GRAFCETS

HIERARCHISEES

GRAFCET DE SECURITE (GS)

21

ARU.SREA

ARU

GC {10} 22

20

GPN {0}

GC { } GPN { }

X0.X10

KM1

1S0

11

1S0

AUTO.SM

13

X0

SINIT

H1 12

14

10

SA

GRAFCET DE CONDUTE (GC)

1

2

0

KM1

1S1

1S0

KM2

.X13

GRAFCET GPN

(validation GC)

SM

H2

P. GUERINEAU


Le GMMA

Graphe des Modes de Marches et

d’Arrêts

Établi après validation GEMMA

Comporte uniquement les cheminements utilisés

Conduite du système par les intervenants Régleur,

Opérateur, Maintenance

P. GUERINEAU



M

1S0 1S1

AUTO

ARU

H1 H2

SASM

SREA SINIT

PUPITRE

SM : Départ cycle

SA : Arrêt cycle

ARU : Arrêt d’urgence

SREA : Réarmement après ARU

SINIT : Initialisation

H2 : voyant « marche cycle »

H1 : votant « partie opérative initialisée »

On désire avoir un mode MANUEL afin de pouvoir :

Modifications apportées

• Déplacer la table vers la Gauche en maintenant appuyer un

bouton poussoir SG

• Déplacer la table vers la Droite en maintenant appuyer un

bouton poussoir SD

MANU

SM : Déplacement vers la Gauche

SD : Déplacement vers la Droite

SD

SG

P. GUERINEAU


Exemple : Table Automatisée (suite 2)


GEMMA Guide d'Etude des Modes de Marches et d'Arrêts Système :

PC HORS

ENERGIE




PRODUCTION



Table Automatisée


Initialisation si 1S0


déterminé >



défaillance >

Diagnostique après

Défaillance


Signaler PO initialisée




A2 < Arrêt

demandé en

fin de cycle >

Finir le

cycle en

cours




Fonctionnement suivant GPN


A3 < Arrêt

demandé dans

état

déterminé>

F2

<Marches

de préparations>

F3

< Marches




F4 < Marches de


désordre >

Si SD déplacer D

Si SG déplacer G

PZ

Mise en

énergie de

PC

Mise hors

énergie de

PC

Arrêt

AUTO.SM

1S0

SA

ARU

ARU . SREA

SINIT

- Mise hors énergie PO par coupure d’alimentation des pré-actionneurs

- Initialisation forcée de tous les grafcets

Mise en sécurité ou maintien de la disponibilité sur défaillance Fonctionnement normal

Mise en

énergie de

PC

Mise hors

énergie de

PC

MANU

MANU. SINIT

Fin de cycle

P. GUERINEAU


Grafcet de conduite (GC)

KM1

1S0

11

1S0

AUTO.SM

13

X0

SINIT

H1 12

14

10

SA

SD

MANU . SINIT

15

MANU

SG

KM1 KM2

A5

A6

A1

F1

A2

F4

P. GUERINEAU


Feuille de GEMMA

GEMMA Guide d'Etude des Modes de Marches et d'Arrêts Système :

PC HORS

ENERGIE




PRODUCTION



Ref. Machine



déterminé >



défaillance >





A2 < Arrêt

demandé en

fin de cycle >




A3 < Arrêt

demandé dans

état

déterminé>

F2

<Marches

de préparations>

F3

< Marches




F4 < Marches de


désordre >

PZ

Mise en

énergie de

PC

Mise hors

énergie de

PC

P. GUERINEAU

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