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Le GRAFCET. 2 Introduction au GRAFCET Inventé en 1977 en France par lAFCET: ¤ Association Française pour la Cybernétique Économique et Technique. Acronyme.

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1 Le GRAFCET

2 2 Introduction au GRAFCET Inventé en 1977 en France par lAFCET: ¤ Association Française pour la Cybernétique Économique et Technique. Acronyme de GRA phe F onctionnel de C ommande d É tape- T ransition

3 3 Introduction au GRAFCET (2) Diffusé par lADEPA ¤ Agence Nationale pour le Développement de la Productique Appliquée à l'industrie Normalisation ¤ France : NFC (juin 1982) ¤ CÉI : IEC 848 (1988) ¤ CÉI : IEC (mars 1993) Internatinal Electrotechnical Commitee

4 4 Pourquoi le GRAFCET ? Lorsque certaines spécifications sont exprimées en langage courant, il y a un risque permanent d'incompréhension. ¤ Certains mots sont peu précis, mals définis ou possèdent plusieurs sens. ¤ Le langage courant est mal adapté pour décrire précisément les systèmes séquentiels.

5 5 Pourquoi le GRAFCET ? (2) Le GRAFCET fut donc créé pour représenter de façon symbolique et graphique le fonctionnement d'un automatisme. Cela permet une meilleure compréhension de lautomatisme par tous les intervenants.

6 6 Pourquoi le GRAFCET ? (3) Un GRAFCET est établi pour chaque machine lors de sa conception, puis utilisé tout au long de sa vie : réalisation, mise au point, maintenance, modifications, réglages. Le langage GRAFCET doit donc être connu de toutes les personnes concernées par les automatismes, depuis leur conception jusquà leur exploitation.

7 7 Les avantages du GRAFCET il est indépendant de la matérialisation technologique ; il traduit de façon cohérente le cahier des charges; il est bien adapté aux systèmes automatisés.

8 8 Synoptique dun système à automatiser

9 9 Les niveaux de représentation Le GRAFCET est représenté selon deux niveau de représentation: ¤ Grafcet PO (Niveau 1): Spécifications fonctionnelles ¤ Grafcet PC (Niveau 2): Spécifications technologiques

10 10 Niveau 1: Spécifications fonctionnelles Représentation de la séquence de fonctionnement de l'automatisme sans se soucier de la technologie des actionneurs et des capteurs. Description littérale des actions et de la séquence de l'automatisme.

11 11 GRAFCET PO

12 12 GRAFCET PC: Spécifications technologiques Prise en compte de la technologie des actionneurs et des capteurs l'automatisme. Description symbolique des actions et de la séquence de l'automatisme.

13 13 Les choix technologiques Distributeur double- action commandant le poinçon. Distributeur simple- action commandant lévacuation. Distributeur double- action commandant la matrice. Poussoir de départ de cycle. Détecteurs poinçon en position haute ou basse. Détecteurs matrice en position haute ou basse. Signalisation « Prêt ».

14 14 GRAFCET PC

15 15 Note importante Le GRAFCET ne s'attarde qu'au fonctionnement normal de l'automatisme et ne prend pas en compte les divers modes de marche et d'arrêt, de même que les défaillances. Le GEMMA nous introduira à ces modes ultérieurement.

16 16 Les éléments de base Pour comprendre la syntaxe du GRAFCET, il faut connaître les éléments suivants: ¤ Étapes ¤ Transitions ¤ Réceptivités ¤ Actions ¤ Liaisons

17 17 Létape Définition: ¤ Situation dans laquelle le comportement du système par rapport à ses entrées et ses sorties est invariant. Représentée par un carré numéroté

18 18 Létape Létape initiale est représentée par un carré double Létape initialisable est représenté par un carré double avec le carré intérieur en pointillé

19 19 Létape Chaque étape est représentée par une variable Booléenne X i ¤ (i = numéro de létape) Si X i = 0, étape inactive Si X i = 1, étape active

20 20 Laction Définition: ¤ Description des tâches à effectuer lorsquune étape est active. PO : PC :

21 21 Action continue Définition: ¤ Action qui dure tant que létape est active. ¤ A = X 10

22 22 Action conditionnelle Condition logique Définition: ¤ Action qui dure tant que létape est active et que la condition logique est vraie ¤ A = P*X 10

23 23 Action temporisée Action de temporisation Condition de temporisation

24 24 Action impulsionelle Action de temporisation Condition de temporisation

25 25 Action maintenue A = X10+X11+X12

26 26 Action mémorisée SET (A) = X10 RESET (A) = X13

27 27 Les liaisons Relient les étapes entre-elles. Toujours de haut en bas ¤ Sinon, mettre une flèche...

28 28 Les transitions Ce sont des barrières entre les étapes qui peuvent être franchies selon certaines conditions. Trait horizontal.

29 29 Les réceptivités Ce sont les conditions qui doivent être remplies pour franchir la transition. La réceptivité est inscrite à la droite de la transition.

30 30 Remarques Une réceptivité est une proposition logique qui peut renfermer diverses variables booléennes qui peuvent être: ¤ des informations extérieures (capteurs, directives); ¤ des variables auxiliaires (compteurs, temporisations,...) ¤ l'état de d'autres étapes (attentes, interdictions); ¤ changement d'état de d'autres variables (fronts montants ou descendants, ex: a).

31 31 Remarques (2) Réceptivité au niveau maintenu Réceptivité au changement détat

32 32 Remarques (3) OU-divergentOU-convergent ET-divergentET-convergent

33 33 Les 5 règles dévolution Pour comprendre comment un GRAFCET fonctionne, il faut connaître les règles suivantes: ¤ Règle #1 - Linitialisation ¤ Règle #2 - La validation ¤ Règle #3 - Le franchissement ¤ Règle #4 - Le franchissement (2) ¤ Règle #5 – Activation / Désactivation

34 34 Règle #1 - Linitialisation Il existe toujours au moins une étape active lors du lancement de l'automatisme. Ces étapes activées lors du lancement sont nommées ÉTAPES INITIALES

35 35 Règle #1 - Linitialisation Remarque : ¤ Létat initial doit avoir un comportement passif (non-émission dordre) vis-à-vis de la P.O. ¤ Létat initial peut avoir un comportement actif vis-à-vis de la P.C. (remise à 0 des compteurs, …)

36 36 Règle #2 - La validation Une transition est soit validée soit non validée. Elle est valide lorsque : TOUTES les étapes immédiatement précédentes sont actives. Elle ne pourra être franchie que (franchissable): lorsque qu'elle est validée ET que la réceptivité associé est vraie.

37 37 Règle #2 - La validation Remarque : ¤ Lorsquune transition est franchissable elle est obligatoirement franchie.

38 38 Règle #2 - La validation Grafcet #1: mais non franchissable tant que a = 0

39 39 Règle #2 - La validation Grafcet #2:

40 40 Règle #3 - Le franchissement Le franchissement d'une transition entraîne : l'activation de TOUTES les étapes immédiatement suivantes, et la désactivation de TOUTES les étapes précédentes.

41 41 Règle #3 - Le franchissement A = 0A = 1

42 42 Règle #4 - Le franchissement Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies A = 0 B = 0 A = 1 B = 1

43 43 Règle #5 Si au cours du fonctionnement une même étape doit être désactivée ou activée simultanément, elle reste activée. Cohérence théorique interne au GRAFCET. A = 0 B = 0 A = 1 B = 1

44 44 Exemple de GRAFCET

45 45 Exercice 1 Un wagonnet peut se déplacer entre les points A et B. En A, un opérateur peut demander le chargement du wagonnet. Le wagonnet va jusquau point B. Lorsquil y arrive, le chargement seffectue par louverture dune trémie. Dès que le chargement est terminé, la trémie se referme et le wagonnet revient jusquen A où sa charge est utilisée. Il repartira quand un nouveau chargement sera demandé par lopérateur. A létat initial, le wagonnet est en attente au point A. (niveau PO et puis niveau PC) A B départ cycle API m A B D G OUV p p m est un bouton bistable. On veut être sûr que le wagonnet ne fait quun aller-retour après chaque demande de lopérateur.

46 46 Exercice 2 Le dispositif est représenté ci-dessous. Les bacs sont utilisés de la même façon. Le bac 1 est vide lorsque quand b1=0. Il est plein quand h1=1. A létat initial, les deux bacs sont vides. Au moment où lon appuie sur m, les deux bacs se remplissent grâce à louverture des vannes V1 et V2. Dès quun bac est plein, par ex. bac 1, on arrête son remplissage (V1=0) et lon commnce à utiliser son conteu (W1=1). Lorsque le bac 1 est vide lon ferme la vanne W1. Ce remplissage pourra recommencer que lorsque les deux bacs seront vides. Le remplissage sera déclenché en appuyant sur m. m h1 b1 h2 b2 W1W2 V1V2 API m h1 b1 h2 b2 V1 V2 W1 W2

47 47 Exercice 3 : partage de ressource Deux chariots H1 et H2 transportent du matériel depuis le pont de chargement C1 et C2 jusquau point D. c1, c2 et d sont des contacts de fin de course (sont à 1 quand le chariot est présent). Deux capteurs a1 et a2 sont positionnés juste avant le tronçon commun emprunté une fois par H1 et une autre fois par H2. Chaque cycle de H1 (ou H2) est piloté par un bouton m1 (ou m2 ). Les commandes transmises aux chariots sont en fait des commandes de rotation du moteur vers la gauche ou vers la droite : G1, G2, D1 et D2. API m1 c1 c2 d a1 D1 D2 G1 G2 a2 m2 H1H2 C1 C2 a1 a2 c1 c2 d D1G1 G2 D2


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