PENSER A ENREGISTRER LE DOC SOUS UN AUTRE NOM

AUTOMATISMES BAC ELEEC(: dureS4

LE GRAFCET

DESCRIPTION GENERALEPage 16/18

Ordre de commande

Compte rendu dinformation

Ordre de loprateur

Commande de signalisation

La cration d'une machine automatise ncessite un dialogue entre le client qui dfinit le cahier des charges (qui contient les besoins et les conditions de fonctionnement de la machine) et le constructeur qui propose des solutions.

Ce dialogue n'est pas toujours facile : le client ne possde peut-tre pas la technique lui permettant de dfinir correctement son problme. D'autre part, le langage courant ne permet pas de lever toutes les ambiguts dues au fonctionnement de la machine (surtout si des actions doivent se drouler simultanment).

C'est pourquoi l'ADEPA (voir I.) a cr le GRAFCET.

I. DFINITION.

Le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande des tapes et Transitions) est l'outil de reprsentation graphique d'un cahier des charges. Il a t propos par l'ADEPA (Agence pour le Dveloppement de la Productique Applique l'industrie en 1977 et normalis en mai 1982 (NF C03-190).

Le GRAFCET est une reprsentation alterne d'tapes et de transitions. Une seule transition doit sparer deux tapes.

Une tape correspond une situation dans laquelle les variables de sorties conservent leur tat. Les actions associes aux tapes (ce que l'on doit faire l'tape correspondante) sont inscrites dans les tiquettes.

Une transition indique la possibilit d'volution entre deux tapes successives. A chaque transition est associ une condition logique appele rceptivit.

La lecture se fait de haut en bas. Dans le cas contraire, celle-ci est prcise par une flche.

II. RGLES DE SYNTAXE.

2.1. Rgle N1 : situation initiale.

CONFIGURATIONS COURANTES :

2.2. Rgle N2 : franchissement d'une transition.

Une transition devient franchissable et est alors obligatoirement franchie lorsque la transition est valide (tape associe active) et lorsque la rceptivit associe cette transition est vraie.

2.3. Rgle N3 : volution des tapes actives.

Le franchissement d'une transition provoque simultanment :

( la dsactivation de toutes les tapes immdiatement prcdentes relies cette transition.

( l'activation de toutes les tapes immdiatement suivantes relies cette transition.

III. STRUCTURES DE BASE.

3.1. Divergence et convergence en ET.

( Divergence en ET :lorsque la transition A est franchie, les tapes 21 et 24 sont actives.

( Convergence en ET :la transition B sera valide lorsque les tapes 23 et 27 seront actives. Si la rceptivit associe cette transition est vraie, alors celle-ci est franchie.

( REMARQUES :( Aprs une divergence en ET, on trouve une convergence en ET.

( Le nombre de branches parallles peut-tre suprieur 2.

( La rceptivit associe la convergence peut-tre de la forme = 1. Dans ce cas la transition est franchie ds qu'elle est active.

3.2. Divergence et convergence en OU.

( Divergence en OU :l'volution du systme vers une branche dpend des rceptivits A et B associes aux transitions.

( Convergence en OU:aprs avoir volu dans une branche, on converge vers une tape commune.

( REMARQUES :( Aprs une divergence en OU, on trouve une convergence en OU.

( Le nombre de branches peut-tre suprieur 2.

( La convergence de toutes les branches ne se fait pas obligatoirement au mme endroit.

Cas particuliers :

( Saut en avant (saut de phase).

( Saut en arrire (reprise de phase).

LE GRAFCET : REPRSENTATION SELON UN POINT DE VUE

I. Reprsentation selon le point de vue "systme" OU "fonctionnel".

Cette reprsentation donne une interprtation de la solution retenue pour un problme pos, en prcisant la coordination des tches opratives. Elle est destine permettre une comprhension globale du systme (fonctions principales assures par le systme).

D'o :( Une premire classification des Entres / Sorties.

( Un GRAFCET selon le point de vue "systme".

II. Reprsentation selon le point de vue "PARTIE OPRATIVE".

Dans ce type de reprsentation, on s'intresse essentiellement la technologie des constituant de la Partie Oprative, ce qui permet de dfinir la nature des informations ncessaires pour identifier l'tat de PO. Le cahier des charges s'affine grce aux choix technologiques.

D'o :( Une nouvelle classification des Entres / Sorties.

( Un GRAFCET selon le point de vue "Partie Oprative".

III. Reprsentation selon le point de vue "PARTIE COMMANDE".

Cette reprsentation correspond la ralisation de la Partie Commande. Les choix technologiques de cette Partie Commande permettent de prciser le comportement de celle-ci.

D'o :( Une classification des Entres / Sorties dtaille.

( Un GRAFCET selon le point de vue "Partie Commande".

CONCLUSION :Le passage d'une reprsentation l'autre entrane une volution du cahier des charges initial.

LE GRAFCET : ACTIONS ASSOCIES AUX TAPES

MACRO-REPRSENTATIONSI. ACTIONS ASSOCIES AUX TAPES.

1.1. Action continue.

L'action est excute pendant le temps durant lequel l'tape reste active. Aucune mention compl-mentaire n'est indique dans le rectangle d'action.

1.2. Action conditionnelle.

L'action conditionnelle permet de raliser des scurits lies une action. L'indicateur d'une lettre "C" dans le rectangle des ordres ou actions permet d'attirer l'attention sur l'aspect conditionnel de l'action.

1.3. Action temporise ou retarde.

L'action est retarde par rapport l'activation de l'tape.

L'action temporise s'crit avec la notion gnrale : t/Xi/q.

( t : cette lettre indique que l'on a faire une temporisation.

( Xi : repre de l'tape i qui dter-mine le dbut de la temporisation.

( q : dure de la temporisation en secondes.

1.4. Action de dure limite.

L'action est limite dans le temps.

Elle dbute ds que l'tape 2 est active, et se termine la fin de la temporisation t.

1.5. Action fugitive.

La prise en compte du changement d'tat signifie que l'on tient compte des fronts montants ou descen-dants.

Ici l'ordre 1 est ralis que pendant le front montant (changement d'tat) de l'tape 5.

Ici l'ordre 5 est ralis que pendant le front descendant (changement d'tat) de la variable c.

1.6. Action effet maintenu ou rptitive.

L'effet maintenu est ralis soit :

( Par rptition de l'ordre tou-tes les tapes.

( Par mise en mmoire l'tape de dbut (S pour SET), et mise hors mmoire la dernire tape (R pour RESET).

II. MACRO - TAPES.

Une macro-tape est le rsum de la reprsentation d'un ensemble d'tapes et de transitions, afin de ne pas surcharger le GRAFCET. L'ensemble de la macro-tape est dfini dans le graphisme d'expansion de la macro-tape.

L'utilisation de macro-tapes dans un GRAFCET permet d'en simplifier la reprsen-tation et vite enparticulier les squences linaires trop longues.

Dans toute macro-tape, l'tape d'entre est celle dont la transition est celle de la macro-tape. La transition de sortie de la macro-tape est celle de la dernire tape.

Une macro-tape peut comporter elle-mme d'autres macro-tapes.

III. TCHES.

Grce cette reprsentation, on peut avoir une approche progressive pour les problmes complexes.

Rceptivit et transitions particulires ( La rceptivit est une fonction combinatoire dinformations.

tats de capteurs

action de boutons poussoirs par loprateur

action dun compteur

tat actif ou inactif dune autre tape

I. transitions particulires1.1 Une rceptivit toujours vraie scrit = 1

=1

1.2 Prise en compte du temps

La rceptivit associe une transition peut tre fonction du temps coul depuis une tape quelconque.

Cette transition sera repre t / En / tn

avec En: tape depuis laquelle a dbut la temporisation.

tn: dure de la temporisation.

Exemple: lorsque (12) sera active, elle le restera 20 s. La transition 13 / 14 ne sera franchie que 4 min aprs lactivation de ltape (12).

1.3 Prise en compte des changements dtat.

Les rceptivits associes aux transitions sont gnralement des conditions logiques sur les tats des entres, mais il est quelque fois ncessaire de faire apparatre un changement dtat.

Exemple:

Soit une came entrane en rotation par un motorducteur. Cette came doit effectuer un seul tour chaque fois que lordre lui est donn.

Lordre darrt dune part, la vrification du bon positionnement dautre part, sont donns par la mme information.

II. Exercice 1 pont roulant (exercice1 grafcet linaire)

Etude dun systme pont roulant (exercice 1). Les pices en attente sur laire de stockage sont de hauteurs diffrentes (t ou T)

Selon leur taille loprateur les dirige vers latelier (at) ou latelier (AT)

Problme A partir des cycles dcrits ci-dessous, rechercher le Grafcet vu de la partie oprative.

Conditions initiales: Fc6, Fc10 et Fch.

Loprateur slectionne le cycle (AT) ou le cycle (at) laide dun commutateur.

GA

Fc8

Fc3Fc6

AVDR

MO

ARFc10 DE

DEMO DE MO

t

T

Atelier AT Atelier at

Chercher le Grafcet du fonctionnement du pont roulant

( Un systme est dit squences simultanes, lorsque plusieurs cycles fonctionnent en mme temps.

( Ces cycles de fonctionnement peuvent tre diffrents, cest le cas des machines transfert o plusieurs oprations sont excutes simultanment.

( Etude dun systme pont roulant (exercice 1). Afin de rduire au maximum le temps de dplacement des pices de laire de stockage vers latelier de production, on dsire que les squences dplacement des chariots longitudinal et transversal se droulent simultanment.

A partir du cycle dcrit, rechercher le Grafcet vu de la partie oprative.

Conditions initiales: Fc6; Fc10; Fch.

Fc2

Fc8AV - DR

Fc6

AR - GAFc10

Position initiale.

DEMO

MODEAtelier de productionAire de stockage

Action : comportement physique, mouvement, activit effectuer par la machine une tape donne. Aiguillage conditionnel : choix conditionnel entre plusieurs squences

Cycle : srie d'actions qui se suivent dans un ordre dtermin

Cycle ramifi : sparation conditionnelle de squences l'intrieur d'un cycle. Etape : situation dans laquelle le comportement de tout ou partie du systme par rapport ses entres et sorties est invariant. Etape initiale : elle prcise la premire tape en dbut de cycle.

Liaisons orientes : elles indiquent les voies d'volution de l'tat du GRAFCET. Rceptivits : elles sont associes chaque transition sous forme de condition logique. Elles sont des informations extrieures (directives de l'oprateur, tats de capteurs, de compteurs, etc...j. Reprise de squence : aiguillage permettant de revenir une tape dtermine si une condition dans le droulement de la squence na pas t remplie. Saut d'tape : aiguillage particulier permettant de sauter une ou plusieurs tapes lorsque les actions raliser deviennent inutiles. Temporisation : retard calcul apport une action, intervalle de temps entre le dbut et la fin d'une action. Transition : intervalle graphique qui indique les possibilits d'volution entre les tapes.0

Cette reprsentation indique que l'tape est initialement active ( la mise sous tension de la partie commande)

Transition

tape

Y

2

X

1

Rceptivit

tiquette

10

11

21

20

31

30

a

b

( REMARQUE :

Il peut y avoir plusieurs tapes initiales dans un mme GRAFCET

2

3

T2

T3

T3

T2

3

2

T3

T2

3

2

X = 0

X = 1

La rceptivit de T2 = 0

( T2 n'est pas franchie

T2 reste valide

20

La rceptivit de T2 = 1

( T2 est franchie

L'tape 3 active, l'tape 2 dsactive

L'tape 2 active

( T2 valide

21

24

22

23

25

26

Divergence en ET

Transition A

Transition B

Convergence en ET

Convergence en OU

B

A

Divergence en OU

24

12

22

11

23

21

20

10

13

c

d

b

a

e

Le saut en avant permet de sauter une ou plusieurs tapes lorsque les actions raliser deviennent inutiles

Le saut en arrire permet de reprendre une squence lorsque les actions raliser sont rptitives

30

31

g

32

h

33

Pourquoi le GRAFCET

f

i

j

Remarque : Les choix effectus ce niveau (aprs essais ou exprience) peuvent remettre en cause l'ordonnancement des tches ainsi que la frontire d'isolement entre PO et PC.

Remarque : les choix effectus (aprs essais) peuvent remettre en cause la structure du grafcet (ex : scurit, simplification...

Organisation fonctionnelle dune machine automatise

Situation Finale

Pupitre

Partie

Commande

Logique cble ou programme

Partie Oprative

Actionneurs

Capteurs

Situation Initiale

Problme

LEXIQUE

Grafcet squences simultanes (ET)

Grafcet squences optionnelles ( OU )

Chargement pi

e T ou t

2

1

5

ORDRE 2

t

X5

t

O2

ORDRE 2 = X5

6

ORDRE 4

Si b

t

X6

t

b

6

ORDRE 4

b

OU

t

O4

ORDRE 4 = X6 b

8

ORDRE 3

Si t/X8/6s

t

X8

t

t

t

O3

6s

ORDRE 3 = t/X8/6s X8

2

ORDRE 7

Si t/X2/3s

t

X2

t

t

t

O7

3s

ORDRE 1 = (X5

ORDRE 7 = t/X2/3s X2

5

ORDRE 1

Si (X5

X5

O1

t

t

Le front montant correspond l'tablissement du courant dans un circuit, c'est le passage de 0 1. On peut le reprsenter par une flche oriente vers le haut.

O5

c

X9

t

t

t

ORDRE 5

Si (c

9

ORDRE 5 = X9 (c

Le front descendant correspond la coupure du courant dans un circuit, c'est le passage de 1 0. On peut le reprsenter par une flche oriente vers le bas.

RRDRE 8

ORDRE 8

SRDRE 8

OU

ORDRE 8

ORDRE 5

ORDRE 1

4

3

ORDRE 7

2

ORDRE 8

ORDRE 8

ORDRE 5

ORDRE 1

4

3

ORDRE 7

2

ORDRE 8 = X2 + X3

tape d'entre

Macro-tape

ORDRE 5

ORDRE 4

ORDRE 3

(1 ( 21)

(24 ( 3)

e

c

24

c

ORDRE 2

23

b

22

21

ORDRE 1

3

a

2

1

tape de sortie

TCHE 1

X28

43

ORDRE 4

ORDRE 3

c

43

c

42

X28

41

40

Fin T1 (X43)

ORDRE 1

29

a

28

27