LE GEMMA Automne 2001. Rappel des notions de Grafcet : Coordination verticale n GRAFCET de conduite n GRAFCET esclaves

LE GEMMAAutomne 2001

Rappel des notions de Grafcet : Coordination verticale

GRAFCET de conduite GRAFCET esclaves 110

X 19

10

X 110

10

X 110

10

X 112

20

X 112

TâcheT10

TâcheT20

111

r111

112

Appeltâche T10

Appeltâche T20

19

X 29

29GRAFCETde conduite

Notions avancés en Grafcet: Le figeage

Lorsqu’un Grafcet est figé aucune transition ne peut être franchie. Il reste donc à l’étape où l’ordre a été donné.

L’ordre de figeage doit obligatoirement venir d’un Grafcet de niveau supérieur. Un Grafcet ne peut se figer lui même. Si le Grafcet est une sous routine, il ne peut

figer le Grafcet qui l’a appelé.

Notions avancés en Grafcet: Le figeage (Suite)

EXEMPLE:

Si lorsque G20 est à l’étape X21 et que l’étape X5 de G1 est active alors G20 est figé à X21 tant et aussi longtemps que X5 est active.

a

5

6

x

y

20

21

22GRAFCET de

niveau supérieur G1

GRAFCET forcé G2

F/G2:(*)


L’implantation en diagramme échelle se fait avec les transitions. G20 (transition)

X20 x

X21 y

X22 z

.

.

.

X5

X5

X5

.

.

.

y21

y22

y23


Remarque importanteRemarque importante: le fait de bloquer toutes les transitions n’implique pas l’arrêt des actions. Si l’on veut bloquer les actions il faut aussi ajouter les contacts suivants:

G20 (actions)

X21

X22

.

.

.

X5

X5

.

.

.

A+

B+

Notions avancés en Grafcet: Le forçage

Lorsqu’un Grafcet est forcé aucune transition ne peut être franchie. De plus, il est forcé de rester à une l’étape déterminée.

L’ordre de forçage doit obligatoirement venir d’un Grafcet de niveau supérieur. Un Grafcet ne peut se forcer lui même. Si le Grafcet est une sous routine, il ne peut

forcer le Grafcet qui l’a appelé.

Notions avancés en Grafcet: Le forçage(Suite)

EXEMPLE:

Lorsque l’étape X5 de G1 est active le Grafcet G20 est forcé à X21 (peu importe l’étape active) tant et aussi longtemps que X5 est active.

a

5

6

x

y

20

21

22GRAFCET de

niveau supérieur G1

GRAFCET forcé G2

F/G2:(21)

21

Notions avancés en Grafcet: Le forçage(Suite)

L’implantation en diagramme échelle se fait avec les transitions. G20 (étapes)

X20y20

.

.

.

X20 y21

X21y21

X21 y22

y22 X22...

X5

X5

X5

Le GEMMA Guide d'Étude des Modes de

Marches et d'Arrêts

Inventé en France (1981) par AFCET

Pourquoi: Besoin d'un vocabulaire commun

et précis Besoin d'une approche guidée

GEMMA

A1 <Arrêtdans l'état

initial>

F2 <Marche depréparation>


A1 <Arrêtdemandé>

dcy

Préchauffage

Moulage

m

afc

t

Utilité du GEMMA Permet le recensement et la

description des différents états du système, de la mise en route à la production normale

Précise les procédures à mettre en oeuvre après analyse d'une anomalie ou d'un défaut de fonctionnement

GEMMA

A1 <Arrêtdans l'état

initial>



A1 <Arrêtdemandé>

dcy

Préchauffage

Moulage

m

afc

t

Feuille de GEMMA

Concept #1 du GEMMA « Les procédures de marches et

d’arrêts ainsi que les procédures en défaillances sont vus par une Partie Commande en ordre de marche. » Ils concernent le système entier (P.O. +

P.C.) autonome

Concept #1 du GEMMA Hypothèses:

La Partie Commande est en ordre de marche avec tous ses organes alimentés

La Partie Opérative peut être dans un état quelconque (en marche, hors-énergie)

Concept #1 du GEMMA (2) Cela entraîne une première division de la

feuille du GEMMA

PC en Énergie

PC

ho

rs É

ner

gie

Concept #1 du GEMMA (2) Cela entraîne une première division de la

feuille du GEMMA

Partiecommande

hors énergie

Partie commande enénergie

P.C. en énergie

P.C. hors énergie

A F

D

Procéduresrelatives à la

PartieCommande

Partie commandeactive

P.C. active

P.C. hors énergieou P.C. inactive ou

défaut P.C.

A F

D

Général

Automate

Concept #2 du GEMMA

Le critère PRODUCTION « Le but d’un système

automatisé, c’est de produire une valeur ajoutée : Produit entrant PRODUCTION Produit sortant avec valeur ajouté. »

La production, c'est: Modification des produits Manutention Stockage, ...

Concept #2 du GEMMA (2) Cela entraîne une seconde division de la

feuille du GEMMA

En PRODUCTION

Hors PRODUCTION

Concept #3 du GEMMA Il y a 3 grandes familles de modes de

marches et d'arrêts La famille F:

Procédures de fonctionnement La famille A:

Procédures d'arrêts La famille D:

Procédures de défaillances

Concept #3 du GEMMA (2) Cela entraîne une troisième division de la

feuille du GEMMA

Fonctionnement

Arrêt

Défaillance

Concept #3 du GEMMA (2) Cela entraîne une troisième division de la

feuille du GEMMA

A Procédures d'arrêt (et deremise en route)

Remise enroute

A5, A6, A7

Arrêt

A1, A2, A3, A4

Mise en sécurité ou maintient de ladisponibilité sur défaillance

D1, D2, D3

D Procédures en défaillancede la P.O.

F Procédures defonctionnement

Mise en ou horsservice

Fonctionnementnormal

F1, F2, F3

Essais etvérification

F4, F5, F6

Les rectangles états Chaque mode de marche et d'arrêt est

désigné par un rectangle état

Préchauffage de la tête de scellage à250 °C

F2 < Marche de préparation >

symboled'appartenance

désignation du mode(vocabulaire général)

Place réservée à la description de cequi se passe dans ce mode(appellation maison)

Les rectangles états Un rectangle état appartient à l'une ou

l'autre des 3 familles et est situé dans ou hors de la zone de production

Préchauffage de la tête de scellage à250 °C

F2 < Marche de préparation >

symboled'appartenance

désignation du mode(vocabulaire général)

Place réservée à la description de cequi se passe dans ce mode(appellation maison)

Les rectangles états Il y a 16 rectangles au total :

6 dans la famille F 7 dans la famille A 3 dans la famille D

Famille A: Procédures d'arrêt On retrouve ici tous les modes ou états qui

conduisent à un arrêt du système pour des raisons EXTÉRIEURES Fin de la journée de travail Manque de matière

ARRÊT NORMAL

Rectangles états: zone A.

Rectangles états zone A A1 - Arrêt dans l'état initial

Obligatoire dans tout GEMMA Étape initiale du GRAFCET de niveau 2

1

2

dcy

VA

3

a1

VA

4

b1

VB

VB

5

a0

b0

Rectangle A0du GEMMA

Rectangles états zone A A2 - Arrêt demandé en fin de cycle

État transitoire vers l'état A1 Mémorisation de la demande d'arrêt Le cycle en cours doit se terminer pour

retour aux conditions initiales

ARRÊT

Rectangles états zone A (2) A3 - Arrêt demandé dans un état déterminé

Transitoire vers l'état A4

ARRÊT

Rectangles états zone A (2) A4 - Arrêt obtenu

L'automatisme est arrêté dans un état autre que l'état initial

L’arrêt peut se faire: En fin de cycle; En fin de séquence; En fin d’étape (figeage).

Rectangles états zone A (3) A5 - Préparation de remise en route après

défaillance Comprend généralement:

dégagement, nettoyage,... Opérations souvent manuelles:

Intervention de l'opérateur

Rectangles états zone A (4)

A6 - Mise en état initial de la partie opérative Séquences permettant de remplir

les conditions de l'état initial L’initialisation peut être:

Manuelle, par action sur chaque actionneur;

Automatique, par une séquence pré-établie (bouton d’initialisation).

INIT.

Rectangles états zone A (4) A7 - Mise de la partie opérative dans un état

déterminé Séquences permettant de remplir les

conditions d'un l'état autre que l'état initial Généralement de façon manuelle

Man Auto

Famille F:Procédures de fonctionnement On retrouve ici tous les modes ou états qui

sont indispensables à l'obtention de la valeur ajoutée

On ne produit pas dans tous les modes de cette famille: Modes préparatoires: Modes de réglages et de test:

Rectangles états: zone F.

Rectangles états zone F F1 - Production normale

Obligatoire dans tout GEMMA GRAFCET de base

1

2

dcy

VA

3

a1

VA

4

b1

VB

VB

5

a0

b0

Rectangle F1du GEMMA

Rectangles états zone F F2 - Marche de préparation

Préchauffage Remplissage Ou toute opération de préparation

essentielle à la production.

Rectangles états zone F F3 - Marche de clôture

Vidage Nettoyage Ou toute opération assurant une remise en

condition initiale de l’automatisme.

Rectangles états zone F F4 - Marche de vérification dans le désordre

Mouvements séparés Fonctions séparées Mode dit “Manuel”

Man Auto

Ext. V1

Ret. V1

Rectangles états zone F F5 - Marche de vérification dans l'ordre

Test de cycle ou de partie de cycle de production à la cadence désirée

Types de marche: Étape par Étape; Cycle par Cycle; Séquence par Séquence; Poste par Poste.

Man Auto½Auto

Rectangles états zone F F6 - Marche de test

Étalonnage et réglage de l'automatisme

Famille D:Procédures de défaillance

If anything can go wrong, it will !!!

On retrouve ici tous les états conduisants à (ou traduisant) un arrêt du système pour des raisons INTÉRIEURES Arrêts d'urgence Défaillance de la partie opérative

Rectangles états: zone D.

Rectangles états zone D D1 - Arrêt d'urgence

Arrêt immédiat Dégagements Procédures limitant les dégâts

Rectangles états zone D D2 - Diagnostic et/ou traitement de la

défaillance Examen et réparation Intervention humaine

Rectangles états zone D D3 - Production tout de même

Production dégradée Production forcée Utilisation d'opérateurs non-prévus

Mise en oeuvre du GEMMA Utilisation du GEMMA pour l'étude d'une

machine de production automatisée

Pratique courante: Sélection des modes de marches et

d'arrêts de façon non méthodique

Approche souhaitable

Étude du processus d'actionET définition du cycle de

productionGRAFCET de niveau 1

Définition de la P.O. et descapteurs ET établissementdu GRAFCET opérationnel

de base

GRAFCET de niveau 2

Approche souhaitable (2)

Sélection des modes demarches et d'arrêts avec

mise en évidence desliaisons entre ces modes

GEMMA

Approche souhaitable (3)

Définition à l'aide du GEMMAdes conditions d'évolution

entre les états de marches etd'arrêts

GEMMA Pupitre de commandeGRAFCET complet

Sélection des modes de marche et d'arrêts

Envisager tous les rectangles états proposés par le GEMMA: Si il est retenu, y inscrire un

texte clair expliquant ce qui est attendu

Sinon, le barrer d'un X



Arrêt d'urgenceD1

Fermer la valve D.Figeage de l'automatisme.

Arrêt demandé en fin de cycleA2

Sélection des modes de marche et d'arrêts (2)

Rechercher les évolutions d'un état à l'autre Si l'évolution est retenue, la mettre

en gras




Les états A1 et F1 sont obligatoires On les prends comme points de départ

Trouver les évolutions possibles: Lors du passage de A1 à F1, faut-il passer

par F2 ? Lors d'un arrêt, faut-il retourner vers A1 (via

A2) ou vers A4 (via A3) Quels cas de défaillance envisager ?






Conditions d'évolution entre les états

Évaluer les conditions pour chaque évolution retenue Permet de concevoir le pupitre de

commande Entraîne l'ajout de capteurs sur la

machine Permet de compléter le GRAFCET



Conditions d'évolution entre les états (2)

Type de passage d'un état à l'autre Avec condition d'évolution

Inscrire clairement cette condition sur le GEMMA



Conditions d'évolution entre les états (3)

Type de passage d'un état à l'autre Sans condition explicite

Lorsque la condition est évidente (ex.: fin de cycle)

Lorsqu'elle dépend de l'intervenant

• Invervention humaine



Conséquences de l'utilisation du GEMMA Pupitre de commande, capteurs

supplémentaires et GRAFCET complet sont mieux conçus

La machine est mieux conçue, donc sa réalisation et sa mise en route seront moins pénible

Conséquences de l'utilisation du GEMMA Le GEMMA suivra la machine (comme le

GRAFCET) servant aux dépannages ou aux modifications

Documents

LE GEMMA Automne 2001. Rappel des notions de Grafcet : Coordination verticale n GRAFCET de conduite n GRAFCET esclaves