LE GEMMA

Notions avancés en Grafcet: Coordination GRAFCET de conduite GRAFCET esclaves

Notions avancés en Grafcet: Le figeage Lorsqu’un Grafcet est figé aucune transition ne peut être franchise. Il reste donc à l’étape active lorsque l’ordre de figeage 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 EXEMPLE: Si lorsque G2 est à l’étape X21 et que l’étape X5 de G1 est activé alors G2 est figé à X21 tant et aussi longtemps que X5 est active.

Notions avancés en Grafcet: Le figeage L’implantation en diagramme échelle se fait avec les transitions. G2 (transition) y21 X20 x X5 . y22 X21 y y23 X22 z .

Notions avancés en Grafcet: Le figeage Remarque 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: G2 (actions) A+ X21 X5 . B+ X22 .

Notions avancés en Grafcet: Le forçage Lorsqu’un Grafcet est forcé aucune transition ne peut être franchise. De plus, il est forcé de rester à une 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 EXEMPLE: Lorsque l’étape X5 de G1 est activé le Grafcet G2 est forcé à X21 (peu importe l’étape active) tant et aussi longtemps que X5 est active.

Notions avancés en Grafcet: Le forçage L’implantation en diagramme échelle se fait avec les étapes. G2 (étapes) y20 X20 X5 X20 y21 y21 X21 X5 X21 y22 X22 y22 . .

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

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

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 Cela entraîne une première division de la feuille du GEMMA PC hors Énergie PC en Énergie

Concept #1 du GEMMA Cela entraîne une première division de la feuille du GEMMA Général Automate

Concept #2 du GEMMA Le critère PRODUCTION La production, c'est: « 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 Cela entraîne une seconde division de la feuille du GEMMA Hors PRODUCTION En 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 Cela entraîne une troisième division de la feuille du GEMMA Arrêt Fonctionnement Défaillance

Concept #3 du GEMMA Cela entraîne une troisième division de la feuille du GEMMA

Les rectangles états Chaque mode de marche et d'arrêt est désigné par un rectangle état

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

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 Rectangle A1 du 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

Rectangles états zone A A3 - Arrêt demandé dans un état déterminé Transitoire vers l'état A4

Rectangles états zone A 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 A5 - Préparation de remise en route après défaillance Comprend généralement: dégagement, nettoyage,... Opérations souvent manuelles: Intervention de l'opérateur

Rectangles états zone A 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).

Rectangles états zone A A7 - Mise de la partie opérative dans un état déterminé Séquences permettant de remplir les conditions d'un état autre que l'état initial Généralement de façon manuelle

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: Modes préparatoires: ex:. préchauffage, remplissage, ... Modes de réglages et de test: Ex: calibration, maintenance, réglages, ...

Rectangles états zone F

Rectangles états zone F F1 - Production normale Obligatoire dans tout GEMMA GRAFCET de base Rectangle F1 du 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”

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. Mode « semi-automatique »

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 !!! (Murphy’s law) On retrouve ici tous les états conduisant 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 Conséquences: Modifications longues et coûteuses de la machine

Approche souhaitable

Approche souhaitable

Approche souhaitable

Approche souhaitable

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 marquer d'un X

Sélection des modes de marche et d'arrêts Rechercher les évolutions d'un état à l'autre Si l'évolution est retenue, la mettre en gras

Sélection des modes de marche et d'arrêts 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 ?

Sélection des modes de marche et d'arrêts

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 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 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 Intervention 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

Exemple de GEMMA types GEMMA minimal d’une machine semi-automatique

Exemple de GEMMA types GEMMA minimal d’une machine automatique

Exemple de GEMMA types GEMMA d’une machine automatique ou semi-automatique exigeant une marche de préparation

Exemple de GEMMA types GEMMA d’une machine exigeant une marche de préparation et une marche de clôture

Exemple de GEMMA types GEMMA avec marches de préparation et de clôture et un arrêt dans un état autre qu’initial

Exemple de GEMMA types GEMMA d’une machine avec arrêt d’urgence

Exemple de GEMMA types GEMMA avec arrêt d’urgence et remise en route à l’état ou la machine était lors de l’arrêt d’urgence

Exemple de traduction d'un Grafcet "enrichi" en diagramme échelle

EXEMPLE : Les Grafcet suivants représentent le fonctionnement d ’une machine ayant un mode d’arrêt d ’urgence et un mode de test.

Grafcet de fonctionnement normal

Grafcet d’arrêt d’urgence

Grafcet de test

Actions du Grafcet