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Description fonctionnelle d’un système automatisé Le GRAFCET (graphe de commande étape / transition)

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1 Description fonctionnelle d’un système automatisé Le GRAFCET (graphe de commande étape / transition)

2 1 - Normes- Normes 2 - Représentation graphiqueReprésentation graphique 3 - Les cinq règles d'évolution du GRAFCET 4 - Structures de base 5 - Élaboration d’un GRAFCET 6 - Grafcet et langage à contact 7 - les macro représentations sommaire

3 1) Normes En France les règles et symbolisation sont régis par les normes UTE 4novembre 1990 NF C juin 1993 NF C septembre 1995 NF C Au niveau international, il faut consulter la CEI 848 (reprise des normes situées précédemment)

4 À l’origine c’est un outil de description des____________________ ________________________ indépendant des choix technologiques. C ’est une représentation graphique où il décrit essentiellement _______________________________________ des étapes. Le GRAFCET a vu son usage s’étendre : 4décomposition d’un processus en ____________________, 4___________________ des différents modes de fonctionnement 4……..

5 2) Représentation graphique 1 KM1 2 3 S1.ka1 S3 S5 KM2 S2

6 Les étapes 1 X1 Active à la mise en énergie de l’automatisme 2 X2

7 Les actions associées aux étapes Une ou plusieurs actions peuvent être associées à une étape Ces actions peuvent être : 4externe (actions sur une sortie) 4interne (temporisation, comptage, etc…)

8 Les actions associées aux étapes KM1 Action ____________________ Elle se réalise chaque fois que _____________ correspondante est _____________ KM2 S2 Action ____________________ Elle se réalise chaque fois que _____________ correspondante est ______________ et si la condition associée est _______

9 Les actions associées aux étapes KM1 KM2 KM1 KM2 KM1 KM2 Ces représentations sont identiques

10 Les actions associées aux étapes Actions mémorisées S début action 2 R fin action 9 Si on n’utilise pas ce formalisme il faut _____________________

11 Les transitions On peut utiliser des repères qu’on notera sur la gauche de préférence

12 Les transitions et les réceptivités (1) Les réceptivités sont notées sur de préférence Les réceptivités sont inscrites sous forme symbolique, logique ou littérale. Départ cycle et position haute S1. S3 =1 Réceptivité toujours _____ S1 S3

13 Les transitions et les réceptivités Prise en compte du temps ou écriture d’une temporisation ________ 8 9 figure    tempo 5s description X9 t X8 t

14 Les liaisons Convention L’information va du haut vers le bas ou de la gauche vers la droite Dans le cas ou il n’est pas possible de respecter cette convention, il faut placer une flèche pour marquer l’orientation

15 3) Les cinq règles d'évolution du GRAFCET Les étapes INITIALES sont celles qui sont à l’initialisation de la partie commande Il est possible que des actions soient associées aux étapes initiales : 4actions internes (RAZ compteur,…..) 4actions externes si elles sont conditionnelles. Règle 1 :_________________________

16 L’évolution du GRAFCET ne peut se produire : ________ lorsque la _______________________________ ___________ la ____________________ à cette transition est_____ Lorsque ces 2 conditions sont réunies, la _________________ devient franchissable et est alors ______________________ franchie Règle 2 :______________________ S1 + S2

17 Le franchissement d’une transition entraîne simultanément ____________________ les étapes immédiatement suivantes ET _____________________ les étapes immédiatement précédentes. Règle 3 : _____________________________ S1 + S2

18 Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies. Règle 4 : évolutions simultanées S Quand S1 = 1  S

19 Une étape simultanément activée et désactivée reste active Règle 5 : activation et désactivation simultanées S1 4 5 S2 3 S1 4 5 S2 3 Si S1 = 1 et S2 = 1  simultanément

20 4) Structures de base Il existe 3 structures de bases : 4à séquence unique 4à séquences simultanées 4à choix de séquence D ’autres structures se rencontrent mais elles sont déduites des 3 précédentes : 4saut d ’étapes 4reprise de séquence 4séquence exclusive 4etc….

21 Séquence ____________ 1 KM1 2 3 S1.ka1 S3 S5 KM2 S2

22 Séquences _________________ S1 5 S2 3 S3 KA1 S1 10 S2 6 KA2 ____ ____________ ___________

23 ______________ de séquences ____ _________________ ______________ S3 5 S2 3 KA1 S7 10 S6 6 KA2 S4S8 S1S5

24 5) Élaboration d’un GRAFCET Plusieurs niveaux d’observation sont à définir. On parle de « point de vue ». On distingue 3 « points de vue » : 4______________________

25 PC PO ____________ _____________ _______________ ________________ Frontière du système étudié

26 « Point de vue » système ou procédé Description indépendante de tout choix technologique. On tient compte des spécifications fonctionnelles C’est un inventaire des fonctions principales, des fonctions secondaires et des tâches qui en découlent. __________________________________________

27 « Point de vue » partie opérative Description en tenant compte : 4des choix technologiques faits pour les mécanismes (pré actionneurs - actionneurs) 4des capteurs machines On obtient un ensemble de grafcet pouvant comprendre : 4des GRAFCET de gestion des tâches 4des GRAFCET de production 4des GRAFCET sous-programme 4des GRAFCET particuliers Remarque : cette description est complétée par une étude des modes de marche et d’arrêt (GEMMA) qui débouche sur un ensemble de GRAFCET hiérarchisés

28 « Point de vue » partie commande Description définitive de l’automatisme (réalisation) - Choix du constituant et/ou des composants de la PC. - Type et mode de commande des pré actionneurs (mono ou bistable). - Fonctions reportées sur des composants externes (tempo, compteur,..). - Choix entre solution câblée, programmée ou mixte. - Définir les caractéristiques et les performances de la PC choisie (nombre d ’E/S, capacité, puissance de calcul,…).

29 « Point de vue » système ou procédé  ___________ On peut utiliser d’autres appellations pour les différents « points de vue » afin de simplifier le langage. « Point de vue » partie opérative  ___________ « Point de vue » partie commande  ___________

30 S2 6) Grafcet et langage à contact Les API n’offrent pas toujours la possibilité de programmer en langage grafcet. Solution : traduire le grafcet en langage à contact (ou autres). 1 S5 KM2 S1.ka1 S3 KM1 2 3

31 Il faut décrire le problème en 3 paragraphes : 4équations des transitions 4équations d ’activation et de désactivation des étapes 4équations des sorties

32 équations des transitions Ces équations sont associées à des bits internes (nommés %Mx) S1  %I0,1 S3  %I0,3 ka1  %I0,4 S5  %I0,5 %X1%I0,1 %M1 %X2%I0,5 %M2 %X3%I0,3 %M3 %I0,4 grafcet

33 équations d ’activation et de désactivation des étapes Elles vont décrire l ’évolution du grafcet 2 solutions sont possibles. On utilise des bobines S (set) et R (reset). Cette solution n’est pas utilisée par les constructeurs car elle est plus lourde à programmer. On utilise des bobines instantanées. C’est la solution retenue. grafcet

34 Étape initiale %M3 %X1 init Étape N°1 %X2 grafcet

35 %M1 %X2 init Étape N°2 %X3 grafcet Étape

36 Écriture de la désactivation en premier pour respecter la règle N°5 %M1 %X1 R %M3 %X1 S initialisation Étape N°1 Avec des bobines Set Reset (pour information)

37 équations des sorties KM2  %O0,2 S2  %I0,2 %X3%I0,2 %O0,2 grafcet

38 exercice Traduire un grafcet comprenant des divergences et des convergences en ET et en OU les équations seront écrites avec : 4des bobines instantanées. 4travailler avec les mnémoniques fournis.

39 S2 3 KA1 5 S6 4 KA2 S8 S1S5 6 KA2 2 KA1 S5 S2 1 S6 1 er cas : OU S2 3 KA1 6 S6 4 KA2 S4 S1 7 KA2 2 KA1 S5 S2 1 S6 2 ème cas : ET 5

40 La macro représentation Macro étapes Macro étapes : Une macro-étape est la représentation unique d’un ensemble unique d’étapes et de transitions nommées « expansion de macro-étape ». Souvent utilisée lors de la conception d’un automatisme ce qui évite de surcharger un grafcet. Fonctions ré appelables Fonctions ré appelables : Il est fréquent de réutiliser plusieurs fois la même fonction dans une description. On développera une structure à grafcet communiquant entre eux sans aucune notion de hiérarchie.

41 Macro étapes perçage M1 « perçage » 2 représentations possibles Une macro étape n’est pas une étape car si elle est active, elle ne valide pas la transition aval. Une macro étape peut contenir d’autres macro étapes. Une macro étape peut contenir une (des) étape(s) initiale(s).

42 perçage M1 S2 3 KA1 5 S6 4 KA2 S8 S1S5 S1 KA2 2 KA1 S5 S2 E1 expansion Étape d’entrée Étape de sortie Tout franchissement de la transition amont de la macro étape active l’étape d’entrée Ei de l’expansion. L’étape de sortie Si de l’expansion assure la validation des transitions avals de la macro étape.

43 Fonctions ré appelables rs9 ______________ rs11 KM1 « bouchage » rs14 _______________ rs15 KM1 « bouchage » (_______________).CI rs21 KM rs24 rs27 _______________________ KM3 G10 Grafcet appelant G20 Grafcet appelé G10 et G20 échangent des informations de même nature. Il n’existe aucune _______________________ entre ces graphes.

44 Initialisation 1M0 Cette ligne doit se programmer après les étapes. Cette programmation est directement liée à la scrutation de l’API. À la mise sous tension et à la première scrutation, M0 = 0. Cette condition est vraie jusqu’à la lecture de cette ligne. Après M0 = 1. retour


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