TD4 sur chapitre 2. Le Grafcetstaff.univ-batna2.dz/.../td4_sur_chapitre_2._le_grafcet.pdf · 2020. 4. 26. · TD 4 sur chapitre 2/ partie 3 : Application sur le GrafcetÆSequential

TD 4 sur chapitre 2/ partie 3 : Application sur le Grafcet Sequential function chart (SFC)

1 Dr. M. DJARALLAH

TD N°4

But :

Décrire le fonctionnement des systèmes techniques à l’aide d’un GRAFCET d’un point de vue de la P.O, où on utilise les structures de base du GRAFCET (Sélection de séquence et séquences simultanées).

EXO1 Tri de caisses P.O

Un dispositif automatique destiné à trier des caisses de deux tailles différentes se compose : i) d'un tapis amenant les caisses, ii) de trois vérins « poussoirs » et iii) de 2 tapis d’évacuation. (tapis 2 pour les petites caisses, tapis 1 pour les grandes

caisses)

Des capteurs permettent de détecter la taille des caisses lorsque celles-ci se présentent en bout de tapis 1.

Le poussoir 1 pousse la petite caisse sur le poussoir 3 ou sur le poussoir 2 si celles-ci sont grandes. On admettra que les tapis 2 et 3 sont toujours en fonctionnement et que le tapis 1 stoppe quand une caisse arrive en butée du tapis 1. L’arrivée d’une caisse provoque le démarrage du système la figure ci-dessous :


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Pour effectuer la sélection des caisses, un dispositif de détection F0 placé devant le poussoir N°1 permet de reconnaître sans ambiguïté le type de caisse qui se présente :

- si il y a une petite caisse : état du détecteur F0a - et s'il y a une grande caisse : état du détecteur F0b.

Le poussoir N°1 a trois états : en position de repos (reculé) Fc1

avancé jusqu'au poussoir N°2 Fc2 avancé jusqu'au poussoir N°3 Fc3 Il est commandé électriquement :

- l'enclenchement d'une bobine KM1 permet de le faire sortir - l'enclenchement d'une bobine KM2 permet de le faire rentrer

Le poussoir N°2 a deux états : en position de repos (reculé) Fc4 Avancé jusqu'au tapis d'évacuation Fc5 Il est commandé électriquement :



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Le poussoir N°3 a deux états : en position de repos (reculé) Fc6 Avancé jusqu'au tapis d'évacuation Fc7 Il est commandé électriquement :


Le poussoir N°1 pousse les petites caisses devant le poussoir N°2 qui à son tour les transfère sur le tapis d'évacuation N°2, alors que les grandes caisses sont poussées devant le poussoir N°3, ce dernier les évacuant sur le tapis N°3. L'ensemble de l'installation est gérée par un automate. Le tableau d'affectation des entrées/sorties se trouve page suivante.

Travail demandé : a) On demande de réaliser le grafcet du point de vue P.O relatif aux descriptif de

l'installation décrite ci-dessus. b) On demande de réaliser le grafcet du point de vue P.C de l'installation. c) Réaliser le grafcet des spécifications technologiques à l'aide du tableau

d'entrées/sorties automates TD5.


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EXO2 Aller et retour de chariots P.O 2.1- Un seul chariot

Un wagonnet (ou chariot) se déplace d’un point « a » vers un point « b » (capteurs a et b). Le départ de cycle est donné en appuyant sur « m » et un sélecteur « S » permet d’obtenir deux cycles possibles lorsque le wagonnet en « b ». - « S » non actionné, si on appuie sur le bouton de renvoi « r », le wagonnet revient en « a ». - « S » actionné, lorsque le wagonnet arrive en « b », il s’arrête 20 secondes et repart

automatiquement en arrière pour venir s’arrêter en « a ». MAV : Marche avant MAR : Marche arrière

On demande de donner le GRAFCET de point de vue :

1) P.O. 2) P.C.

Sachant que leur structure est de la forme suivante :


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2.2- Deux chariots : cas 1 Cahier des charges après appui sur départ cycle « dcy », les deux chariots partent pour un aller-retour. Un nouveau départ cycle ne peut se faire que si les deux chariots sont à gauche. CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite » L'action sur le bouton S0 provoque le déplacement de deux chariots C1 et C2 respectivement de S1 à S2 et de S3 à S4. Le retour du chariot C2 ne peut se faire qu'après le retour du chariot C1 à sa position initiale. Le chariot C1 est entraîné par un moteur M1 commandé par deux contacteurs KM1 (sens avant) et

KM2 (sens arrière) et le chariot C2 est entraîné par un moteur M2 commandé par deux contacteurs KM3 (sens avant) et KM4 (sens arrière).


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Travail demandé Etablir le GRAFCET point de vue :

1- partie opérative 2- Partie commande.

2.3- Deux chariots : cas 2 L’appui sur « S » déclenche le cycle suivant : - Départ des deux chariots en même temps ; - Le chariot qui arrive le premier au point d’arrivée reste immobile jusqu’à ce que l’autre arrive à

son point d’arrivée ; - Les deux chariots marquent un arrêt de 60 secondes depuis l’arrivée du dernier, puis ils

rebroussent le chemin vers les points de départ. Le déclenchement d’un nouveau cycle ne peut se faire que si les deux chariots atteignent leurs positions de départ.


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On demande de donner le GRAFCET de point de vue

1- P.O. 2- P.C.

Si leur forme est de :


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EXO3 Machine spéciale d’usinage P.S, P.O et PC Cahier des charges :

Cycle de fonctionnement :

Si on appuie sur le bouton de départ cycle (dcy) quand les têtes d'usinages sont en position arrière, que les vérins d'éjection et de serrage sont reculés et qu'une pièce est présente, le système serre la pièce. On effectue alors simultanément les deux usinages.

- le fraisage : la fraise avance en vitesse lente puis recule en vitesse rapide. - le lamage :

. le grain d'alésage avance en vitesse lente.

. une fois en fin de lamage on attend 1 seconde pour avoir un fond plat.

. le retour s'effectue alors en vitesse rapide.

Après cela la pièce est desserrée puis éjectée par le vérin E.


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Remarques : - Pour des raisons de simplicité, on ne tiendra pas compte du fonctionnement des moteurs de broches d'usinages. - Les vérins A, F et S sont des vérins à double effet commandés par des distributeurs bistables. - Le vérin E est un vérin double effet commandé par un distributeur monostable. - Les capteurs de contrôle des mouvements sont :

. a0 et a1 pour le vérin d'alésage. . e0 et e1 pour le vérin d'éjection.

. f0 et f1 pour le vérin de fraisage. . s0 et s1 pour le vérin de serrage.

- Le capteur de présence pièce fonctionne comme suit : . p = 1 : il y a une pièce dans le montage. . p = 0 : il n'y a pas de pièce dans le montage.

Il est demandé de donner le grafcet point de vue: 1. Système 2. Partie Opérative 3. Partie Commande

EXO4 Déplacement de péniche On considère le cas où une péniche se présente en amont. Le batelier doit appuyer un bouton sur le quai (Bouton amont) pour pouvoir passer de l’amont au bief (partie centrale) Une fois que le batelier aura appuyé sur ce bouton, la porte 2 va se fermer (si elle est déjà fermée, comme sur la figure, alors tant mieux, cette étape sera plus vite terminée !)


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Puis la vanne 1 va s’ouvrir jusqu’à ce que le niveau d’eau du bief atteigne le niveau haut. Ensuite la vanne va se fermer et la porte 1 va s’ouvrir. Ensuite, le batelier a 15 minutes pour faire avancer sa péniche. Au bout de 15 minutes, la porte 1 se ferme puis la vanne 2 s’ouvre pour faire passer le niveau du bief jusqu’au niveau bas. C’est terminé, la porte 2 ne se ferme pas (la porte 2 se ferme si une péniche arrive en amont, comme indiqué plus haut) 1. On prendra pour étape initiale le cas où la porte 1 est fermée, la porte 2 ouverte, le bief au niveau bas. Donner le Grafcet du système. Important :

On ne connait rien de la technologie des éléments. Donc vous ferez un grafcet point de vue partie opérative (c'est-à-dire que vous écrivez des actions comme ‘Ouvrir Vanne 1’ et pas des codes comme OV1, de plus, faites comme si vous aviez tous les capteurs nécessaires : vanne 1 ouverte, vanne 1 fermée…) Pour la temporisation, utilisez la notation normalisée. On prévoit un second bouton (Bouton aval) qui permet d’obtenir le parcours inverse (aval vers amont) 2. Modifier votre grafcet de façon à ce qu’il permette le parcours dans les deux sens. Questions de cours

1- Pour les deux cas à gauche, le petit carré noir indique qu’une étape est active. Reproduiser ces morceaux de grafcet en indiquant les étapes actives à l’instant suivant, en supposant que a=b=1 et c=0. 2- Le cas de droite pose un problème. Comment le résoudre ? 3-Le grafcet du bas contient 6 erreurs. Trouver-les en précisant bien à chaque fois quelle est l’erreur (ne vous contenter pas d’entourer l’endroit où vous penser que se trouve une erreur)


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Solution du problème On essaye d’expliquer un peu comment on peut voir les choses. Dans le problème 1 on cherche à effectuer les transferts suivants :

Vous pouvez voir qu’à la fin, l’écluse est laissée dans la même position que la position initiale.

Dans le problème 2 c’est un peu plus compliqué puisqu’il faut envisager deux sens. C'est-à-dire que les bateaux peuvent monter ou descendre. Une solution simpliste consisterait à faire les choses ainsi : La seule différence entre les deux situations vient du sens du bateau. Pour ce qui est de l’écluse les étapes sont exactement les mêmes : En prenant cette solution on n’a presque pas à modifier le grafcet (en effet, c’est le grafcet de l’écluse que l’on fait !) Cependant, on peut trouver un peu étrange, dans le cas du bas, de baisser le niveau du bief après le passage du bateau. ça ne sert à rien, sinon à ramener l’écluse en position initiale. Si on veut éviter cette action inutile on se retrouve dans une situation plus complexe avec 4 configuration de départ possible : D’abord, soit on commence avec un bief bas, soit on commence avec un bief haut. Ensuite, soit le bateau va vers l’aval, soit il va vers l’amont.


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Pour être plus précis, nous avons deux situations initiales possibles : Bief haut ou bas. Dans chacune de ces situations, il peut arriver deux événements différents : Bateau va vers l’amont ou vers l’aval. Cela induit 4 comportements possibles.


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Comme vous le voyez on a deux situations symétriques. Celle du haut allant de 0 à 12 correspond au problème 1. Celle du bas correspond au problème exactement inverse d’un bateau allant vers l’aval et rencontrant le bief haut. On peut voir qu’il se rajoute à cela des croisements : Avec le bief bas et un bateau qui arrive en aval, cela correspond à passer directement à l’étape 6’. De même dans l’autre sens. Comme en grafcet on ne peut pas donner des numéros avec des ’, il suffit de numéroter en bas de 20 à 32. De plus, à l’initialisation, l’écluse sera soit en 0 soit en 0’, elle ne peut pas physiquement être dans les deux à la fois. Il faut donc choisir l’étape initiale entre 0 et 0’. Je choisis arbitrairement 0. Cela signifie que lors de l’initialisation du système, il faudra veiller à ce que le bief soit au niveau bas et la porte 2 ouverte.


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2.


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Questions de cours

1) Premier grafcet inchangé (pour franchir la transition, il faudrait que 12 soit active) ; 2) Le deuxième grafcet met en œuvre une divergence en OU qui n’est pas faite pour provoquer une

activation simultanée : On devrait faire 14 ou 15 mais pas les deux. Il faut donc mettre une priorité par exemple on rend le14 prioritaire sur le 15 en modifiant la réceptivité vers 15.

3) Il manque une étape initiale ; la transition du haut n’a pas de réceptivité ; l’action conditionnelle devrait faire apparaître un C ; il n’y a pas de transition entre 7 et 5 ; le numéro 5 est utilisé 2 fois ; il manque une flèche ascendante.

Solution de l’EXO1 branchement ET (fonctionnement parallèle) Cahier des charges :

Après appui sur départ cycle « dcy », les chariots partent pour un aller-retour. Un nouveau départ cycle ne peut se faire que si les deux chariots sont à gauche.


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CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite » Solution 1 :


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Solution 2 :


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Considérons un processus chimique simple qui combine deux réactifs pour produire le résultat final. Il pourrait fonctionner en versant d'abord suffisamment d'un réactif dans un récipient pour atteindre un niveau particulier, puis en versant suffisamment de deuxième réactif jusqu'à ce qu'un second niveau soit atteint (tout en mélangeant les deux réactifs), puis en versant le produit.

Abréviations: Niveaux: L0, L1, L2 Vannes: V1, V2, V3 Réactifs: R1, R2 La séquence d'opérations souhaitée est la suivante: 1) Lorsque vous appuyez sur le bouton de démarrage, V1 doit être ouvert jusqu'à ce que le niveau L1 soit atteint. 2) Lorsque L1 est atteint, le mélangeur doit commencer à mélanger et simultanément V2 doit être ouvert. 3) Lorsque L2 est atteint, le mélangeur doit s'arrêter, V3 devrait être ouvert jusqu'à ce que le niveau du réservoir passe sous L0. 4) Si après 10 minutes le niveau du réservoir n'est pas sous L0, une alarme est déclenchée. Le bouton "acquitter" arrête l'alarme et permet de redémarrer le processus de contrôle.


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C’est quoi un Grafcet : Contrairement à un langage de programmation SPS, tel que SFC, GRAFCET est un langage de description graphique qui décrit le comportement logique et le fonctionnement d'un système de contrôle ou d'un processus, indépendamment de la mise en œuvre technique du logiciel et du matériel. Le Grafcet est donc un langage graphique représentant le fonctionnement d'un automatisme par un ensemble : - d'étapes auxquelles sont associées des actions ; - de transitions entre étapes auxquelles sont associées des conditions de transition (réceptivités) ;


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- des liaisons orientées entre les étapes et les transitions. Son nom est l'acronyme à la fois de « graphe fonctionnel de commande étapes / transitions » et de « graphe du groupe AFCET (Association française pour la cybernétique économique et technique) ».

Grafcet avec choix de séquences : aiguillage en OU TRI DE PIÈCES Cahier des charges :


- Quand le système est en fonctionnement (bouton bistable m à 1) le tapis apporte une pièce. - Quand la pièce est contre le poussoir 2, on a 2 possibilités : - Si la pièce est pyramidale, le poussoir 1 la pousse dans le bac 1. - Si la pièce est prismatique, le poussoir 2 se recule et le tapis fait tomber la pièce dans le bac 2. Remarque : On ne tiendra pas compte du fonctionnement du tapis pour les GRAFCET point de vue PO et PC. Les capteurs utilisés sont les suivants : - poussoir 4 et 2 rentrés : a0 et b0 - poussoir 1 et 2 sortis : a1 et b1 - pièce pyramidale contre le poussoir 2 : t - pièce prismatique contre le poussoir 2 : p - pièce tombée dans le bac 2 : b2 Donner : 1. Le grafcet point de vue système 2. Le grafcet point de vue Partie Opérative 3. Le grafcet point de vue Partie Commande

TRI DE PIECES Grafcet point de vue système :


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Grafcet point de vue Partie Opérative :

Grafcet point de vue Partie Commande :


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Soit l’écluse représentée au dessous.


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Cahier des charges


Si on appuie sur le bouton de départ cycle (dcy) quand les têtes d'usinages sont en position arrière, que les vérins d'éjection et de serrage sont reculés et qu'une pièce est présente, le système serre la pièce. On effectue alors simultanément les deux usinages. - le fraisage : la fraise avance en vitesse lente puis recule en vitesse rapide. - le lamage : . le grain d'alésage avance en vitesse lente. . une fois en fin de lamage on attend 1 seconde pour avoir un fond plat. . le retour s'effectue alors en vitesse rapide. Après cela la pièce est desserrée puis éjectée par le vérin E. Remarques : - Pour des raisons de simplicité, on ne tiendra pas compte du fonctionnement des moteurs de broches d'usinages. - Les vérins A, F et S sont des vérins double effet commandés par des distributeurs bistables. - Le vérin E est un vérin double effet commandé par un distributeur monostable. - Les capteurs de contrôle des mouvements sont : . a0 et a1 pour le vérin d'alésage. . e0 et e1 pour le vérin d'éjection. . f0 et f1 pour le vérin de fraisage. . s0 et s1 pour le vérin de serrage. - Le capteur de présence pièce fonctionne comme suit : . p = 1 : il y a une pièce dans le montage. . p = 0 : il n'y a pas de pièce dans le montage. Donner : 1. Le grafcet point de vue système 2. Le grafcet point de vue Partie Opérative 3. Le grafcet point de vue Partie Commande

MACHINE SPECIALE D'USINAGE

Solution:

Grafcet point de vue système


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Grafcet point de vue Partie Opérative


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Grafcet point de vue Partie Commande


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