LE GRAFCET ELEMENTS DE BASE

Transcription

1 I ORGANISATION D UN SYSTEME AUTOMATISE : Un système automatisé est constitué de 2 parties indépendantes échangeant entre elles différentes informations : La partie commande PC : elle est représentative de l automatisme qui, en fonction des informations externes en provenance de la PO, recueillies ou acquises sur des entrées, élabore et met à disposition des sorties des ordres externes destinés à la PO ou à des éléments extérieurs. La PC gère et traite les informations. La partie opérative PO : ou partie puissance, elle est représentative du processus physique à automatiser. La PO exécute les ordres issus du traitement des informations. II REPRESENTATION FONCTIONNELLE DE LA PC : Le diagramme fonctionnel GRAFCET :.. Le grafcet, outil de description fonctionnelle normalisé, fait l objet de la norme NF C III NIVEAU DE REPRESENTATIONS DESCRIP TIVES : La PC doit satisfaire 3 groupes de spécifications distinctes : Spécifications fonctionnelles Spécifications technologiques Spécifications opérationnelles IV ELEMENTS CARACTERISTIQUES DU GRAFCET : Le GRAFCET se compose d un ensemble : Les étapes : Une étape caractérise un comportement invariant d une fraction ou de la totalité de la Partie Commande. 1 Symbole d étape : l étape est représentée par un carré repéré numériquement à sa partie centrale ou supérieure 9 Etape active : si, à un instant donné, il est nécessaire de préciser la situation du grafcet, on repère toutes les étapes actives à cet instant en plaçant un point dans la partie inférieure de son symbole A un instant donné et suivant l évolution du système : Le GRAFCET Eléments de base - 1

2 0 Etape initiale : elle est représentée en doublant les cotés du symbole d étape correspondant Dans le cas des automatismes cycliques, la situation initiale est toujours identique et correspond généralement au comportement repos du système. 2 Les actions associées aux étapes : Pour traduire tout ce qui doit être exécuté chaque fois qu une étape est active, on lui associe une ou plusieurs actions élémentaires ou complexes. Les actions sont décrites de façon littérale ou symbolique à l intérieur d un ou plusieurs rectangles reliés au symbole de l étape à laquelle elles sont associées Les actions, qui sont le résultat du traitement logique des informations par la PC, peuvent être : Externes.. Internes Symbole EV1 M Désignation Electrovanne de commande Moteur tapis 3 Les transitions : Une transition indique la possibilité d évolution entre étapes. Une transition entre 2 étapes se représente par une barre perpendiculaire aux liaisons orientées. L évolution entre les étapes s accomplit par le franchissement de la transition. Une transition est : Soit. Pour facilité la représentation du GRAFCET, chaque transition peut être repérée de préférence à gauche de la barre : sur la figure ci-contre, la transition de repère (1) relie l étape amont 2 à l étape aval 3. Soit..... Le GRAFCET Eléments de base - 2

3 Réceptivités associées aux transitions : A chaque transition, est associée une.. (1) 2 Action A Vérin rentré La réceptivité est inscrite de façon littérale ou symbolique, de préférence à droite du symbole de la transition. Lorsqu il n y a pas de condition associée à la réceptivité, la réceptivité est dite toujours vraie et notée =1 Parmi toutes les informations disponibles à un instant donné, la réceptivité regroupe uniquement celles qui sont nécessaires au franchissement de la transition. 3 Action B s1. (s2+ s) Vérin rentré traduit littéralement la réceptivité associée à la transition (1). L expression s1. (s2 + s) est l écriture symbolique de la réceptivité associée à la transition. S1 BP arrêt =1 S2 S3 BP recul BP haut Les liaisons orientées : Une liaison orientée relie toujours une étape à une transition et inversement. V REGLES DE SYNTAXE :. VI REGLES D EVOLUTION : REGLE 1 : SITUATION INITIALE : La situation initiale du GRAFCET caractérise le comportement initial de la PC vis à vis de PO et correspond aux étapes actives au début du fonctionnement. REGLE 2 : FRANCHISSEMENT D UNE TRANSITION : Le franchissement d une transition ne peut se produire : Que lorsque cette transition est validée ET que la réceptivité associée à cette transition vraie REGLE 3 : EVOLUTION DES ETAPES ACTIVES : Le franchissement d une transition entraîne simultanément l activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes. Le GRAFCET Eléments de base - 3

4 1 Transition non validée 2 Transition validée 3 Transition franchissable Transition franchie (1) a.b=0 ou 1 (1) a.b=0 ou 1 (1) a.b=0 (1) a.b=1. 1 Transition non validée 2 Transition validée 3 Transition franchissable Transition franchie a+bc=0 ou 1 a+bc=0 a+bc=1 a+bc=0 ou () () () ().. REGLE : EVOLUTIONS SIMULTANEES : Cette règle permet la décomposition du GRAFCET en plusieurs diagrammes tout en assurant de façon rigoureuse leur interconnexion. Dans ce cas, les états actifs des étapes doivent être pris en compte dans l expression symbolique des réceptivités : L état actif de l étape i est noté Xi Son état inactif est noté Xi Si l étape i est active alors Xi = 1 Si l étape i est inactive alors Xi =1 ou Xi = 0 REGLE : DESACTIVATION ET ACTIVATION SIMULTANEES : Le GRAFCET Eléments de base -

5 Temps de franchissement d une transition ou d activation d une étape : Ni l un ni l autre de ces temps, si courts soient-ils, ne peuvent être considérés comme nuls. La durée de franchissement d une transition (temps de réponse) est en général imposé par la technologie retenue pour la gestion de l automatisme. VII STRUCTURES DE BASE : 71 Séquence unique : Une séquence unique est composée d une suite d étapes pouvant être activées les unes après les autres. Chaque étape n est suivie que par une seule transition et chaque transition n est validée que par une seule étape. La séquence est dite active si au moins une étape est active. Elle est dite inactive si toutes les étapes sont inactives. 72 Séquences simultanées ou parallélisme structural : Lorsque le franchissement d une transition conduit à activer plusieurs séquences en même temps, ces séquences sont dites séquences simultanées. 6 g Après l activation simultanée de ces séquences, l évolution des étapes dans chacune de ces séquences devient alors indépendante. Pour assurer la synchronisation de la désactivation de plusieurs séquences en même temps, des étapes d attente réciproque sont généralement prévues sur le GRAFCET. 20 Action A a 21 Action B b 0 c Action C 60 Action D d 61 Action E e Les étapes 20 à 22 forment une séquence Les étapes 0 à 1 forment une.. Les étapes 60 à 62 forment une.. Les étapes 0 à 1 forment une =1 Action F f Les étapes 22 et 1 sont des étapes Les étapes 1 et 62 sont des étapes.. =1 70 Action G Le GRAFCET Eléments de base -

6 73 Sélection de séquence : Une sélection ou un choix d évolution entre plusieurs étapes ou séquences se représente à partir d une ou plusieurs étapes par autant de transitions validées qu il y a d évolutions possibles Sélection entre 2 évolutions à partir d'une seule étape 0 0 Sélection entre 2 évolutions à partir de 2 étapes 7 Séquences exclusives : Pour obtenir une sélection exclusive entre plusieurs évolutions possibles à partir d une même étape, il est nécessaire de s assurer que toutes les réceptivités associées aux transitions sont exclusives, c est à dire qu elles ne peuvent pas être vraies simultanément ab ab a 1 ab Saut d étapes et reprise de séquence : Le saut d étape permet de s affranchir d une ou plusieurs étapes lorsque les actions à effectuer dans ces étapes de viennent, sous certaines conditions, inutiles ou sans objet. La reprise de séquence permet de recommencer plusieurs fois une même séquence tant que la condition fixée n est pas remplie..... Le GRAFCET Eléments de base - 6

7 VIII DESCRIPTION DES ACTIONS : 81 Nature des actions : Le terme général d actions associées à une étape permet de définir : Ce qui doit être exécuté : effets à réaliser Et comment l obtenir : ordres à émettre Ces ordres peuvent concerner la commande : D actionneurs mécaniques ou électriques : ouvrir une vanne, mettre un moteur en marche, etc. De fonctions auxiliaires d automatisme : initialiser un compteur, armer une temporisation Ces ordres peuvent aussi décrire des tâches confiées à des systèmes : Logiques : édition sur imprimante ou écran Analogiques : conversion numérique analogique 82 Classification des actions : Le critère retenu pour la classification des actions le plus usité est la durée de l action comparativement à la durée d activité de l étape. Type d action et définition Diagramme Chronogramme Action continue : L exécution de l action continue se poursuit tant que l étape à laquelle elle est associée reste active. Action A Action conditionnelle : Action A si c C est une action continue dont l exécution est soumise à une condition logique. ou condition c Action A Type d action et définition Diagramme Chronogramme Action temporisée : C est un cas particulier d action conditionnelle dans laquelle le temps intervient comme condition logique. L indication de temps s effectue par la notation t/i/q, qui fixe après la lettre t : Le repère de l étape i déterminant l origine des temps Le repère q définissant sa durée. L action A est une action limitée : elle dure 2s après le début d activation de l étape. L action B est une action retardée : elle ne commence que s après le début d activation de l étape. 83 Actions à effet maintenu : Le GRAFCET Eléments de base - 7

8 Pour représenter des actions ou ordres dont l effet doit se poursuivre pendant la durée d un certain nombre d étapes consécutives, 2 types de descriptions peuvent être envisagés pour assurer la continuité de l effet : Type d action et définition Diagramme Chronogramme Effet maintenu par action continue non mémorisée : Effet pour lequel on peut : Répéter l action ou l ordre dans toutes les étapes concernées Ou utiliser des structures de séquences simultanées Effet maintenu par action mémorisée : Les actions ou les ordres sont précisés dans les étapes où doit s effectuer le début ou l arrêt de l effet. La mémorisation est assurée soit par la PO, soit par la PC. IX DESCRIPTION DETAILLEE DES RECEPTIVITES : Le GRAFCET Eléments de base - 8

9 91 - Réceptivité avec prise en compte du temps : L étape 26 est à l origine de 2 temps : 10s et 20s. En conséquence : La réceptivité de la transition 26 devient vraie dès que 10s se sont écoulées depuis l activation de l étape 26. La réceptivité de la transition 27 devient vraie dès que 20s se sont écoulées depuis l activation de l étape 26. Diagramme Chronogramme 92 - Réceptivité avec prise en compte des changements d état de l information : Les propositions logiques utilisées dans les réceptivités peuvent non seulement faire intervenir les états logiques 0 et 1 d une expression booléenne mais aussi le changement d état. Deux situations sont à envisager : La situation homogène (cf. exemple page suivante) dans laquelle la notation a représente la détection du passage de l état logique a=0 à l état logique a=1 ou front montant de la variable a. La notation (b+c) représente la détection du passage de l état logique b+c=1 à l état logique b +c=0 ou front descendant de l expression. Les réceptivités ne deviennent vraies qu à l instant du changement d état spécifié de l information. La situation mixte où l expression est constituée par des variables dont seul l état logique est pris en compte et par des variables où n est contrôlé que le changement d état (front montant ou descendant). Ex : d. f. Diagramme Chronogramme 29 a 30 Action A (b+c) 31 Le GRAFCET Eléments de base - 9