GRAFCET. 1- Structure générale. CPGE / Sciences Industrielles pour l Ingénieur C60 Cours GRAFCET. Divergence en OU

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1 C60 GRAFCET 1- Structure générale Etape initiale : généraleent associée à une attente ou à une ise en réérence de la partie opérative Réceptivité : cobinaison d inorations reçues par la partie coande et ournies par les capteurs du systèe (équation Booléenne a base de «ou», de «et» et de «non») Actions : ordres envoyés par la partie coande aux actionneurs de la partie opérative Transition 0 1 dcy. Etape initiale Receptivité ACTION Divergence en OU Exeple : distributeur de caé ou de chocolat Le gracet évolue en passant dans l une OU l autre des branches. Pour éviter les problèes d interprétation et de onctionneent il ne aut pas que le gracet puisse évoluer dans les deux branches en êe teps. Aussi, les réceptivités r1 et r2 doivent être exclusives. Il aut veiller à placer les réceptivités après et avant le signe de divergence Saut d étapes Exeple : poinçonneuse r2 choix caé et gobelet présent dosage caé teriné distribuer caé 50 onnaie > 0,5 euros dosage chocolat teriné distribuer eau chaude destocker gobelet vide r1 choix chocolat et gobelet présent distribuer chocolat Le saut d étapes peret de sauter une ou plusieurs étapes lorsque les actions associées à ces étapes deviennent inutiles. Dans l exeple, il est inutile de descendre et de reonter le poinçon si la pièce à poinçonner est absente. Notons que c est un cas particulier de la divergence en OU. Il aut veiller à placer correcteent les raccords en vériiant l alternance étape/transition pas de pièce. arche Aener une pièce présence pièce. arche poinçon en bas poinçon en haut Descendre poinçon Reonter poinçon Degager la pièce pièce dégagée M Salette- Lycée Brizeux- Quiper Reprise de séquence Exeple : poinçonneuse La reprise de séquence peret, au contraire, de recoencer plusieurs ois la êe séquence tant qu une condition ixée n est pas obtenue. Dans l exeple, l opération de poinçonnage est renouvelée tant que la pièce n est pas correcteent poinçonnée. Notons que c est un cas particulier de la divergence en OU. Il aut veiller à placer correcteent les raccords en vériiant l alternance étape/transition pièce non poinçonnée. poincon en haut Aener une pièce présence pièce. arche poinçon en bas Descendre poinçon Reonter poinçon poinçon en haut. pièce poinçonnée Degager la pièce : C60_GRAFCET.doc- Page 1 sur 7 Créé le 14/05/ Source : P LEBRAS

2 Divergence en ET Exeple : distributeur de caé sucré Le gracet évolue en passant dans les deux branches en êe teps. Les étapes 50 et 60, associées à aucune action, sont des étapes dites de resynchronisation. Elles perettent d attendre que les opérations soient terinées dans toutes les branches avant de poursuivre l évolution. Contraireent à la divergence en OU, Il aut veiller à placer les réceptivités avant et après le signe de divergence. Rearque générale : Dans l écriture d un gracet Il aut toujours respecter l alternance étape-transition-étapetransition C est à vériier systéatiqueent, notaent dans les divergences en OU où les transitions sont après la divergence et les divergences en ET où la transition est avant cette divergence. 70 onnaie > 0,5 euros gobelet présent distribuer caé destocker gobelet vide dosage caé teriné dosage sucre teriné =1 distribuer eau chaude distribuer sucre 2 - RAPPEL DES 5 REGLES DU GRAFCET La lecture d un gracet est régie par 5 règles à connaître absoluent : Règle 1 : «Les étapes initiales sont activées sans condition lors de la ise en service du systèe». Elles sont repérées par un double carré. Règle 2 : «Une transition est validée lorsque toutes les étapes précédant cette transition sont actives. Une transition validée est ranchie si la réceptivité associée à cette transition est vraie». Les étapes actives sont représentées par un point. Transition non validée Transition non validée Transition validée Règle 3 : «Le ranchisseent d une transition entraîne siultanéent l activation de toutes les étapes iédiateent suivantes et la désactivation de toutes les étapes iédiateent précédentes» X X Transition validée =0 Transition non ranchie Transition validée =1 Transition ranchie Etat instantané Transition ranchie Activation étape Désactivation étapes et X Règle 4 : «Plusieurs transitions siultanéent ranchissables sont siultanéent ranchies» Règle 5 : «Si au cours du onctionneent la êe étape est siultanéent activée et désactivée elle reste active». Il y a priorité à l activation. t : C60_GRAFCET.doc- Page 2 sur 7 Créé le 14/05/ Source : P LEBRAS

3 3 - NOTION DE SITUATION On appelle situation l enseble des étapes d un gracet qui sont actives à un oent donné. Elle est notée {nuéros des étapes actives séparés par une virgule}. Elles apparaissent dans le graphe des situations qui représente l enchaîneent des diérentes situations atteintes par le gracet en onction des réceptivités. {} onnaie > 0,5 euros onnaie > 0,5 euros gobelet présent destocker gobelet vide dosage caé teriné {} {,} gobelet présent dosage sucre teriné distribuer caé distribuer sucre {50,} {,60} dosage caé teriné dosage sucre teriné dosage sucre teriné dosage caé teriné {50,60} 70 =1 distribuer eau chaude {70} Rearque : la situation {50,60} est une situation qui disparaît quasi instantanéent, elle est dite instable. 4 - LES DIFFERENTS TYPE D ENTREES La réceptivité associée à une transition est une condition logique vraie (=1) ou ausse (=0). C est une cobinaison, expression Booléenne, d inorations binaires qui peuvent prendre plusieurs ores : présence pièce. présence pièce : variable pureent binaire [T > 0 ] : entrée à niveau, abrication d une variable binaire à partir d un test sur un réel. [T > 0 ] + X1 [nobre de pièce = ] : état d un copteur, abrication d une variable binaire à partir d un test sur un naturel. X1 : variable binaire interne représentant l activité de l étape 1 du gracet. X1 vaut 1 si l étape 1 est active. : le ront ontant du bouton arche peret de détecter le oent ou la variable passe de 0 à 1. Ceci exprie la volonté de prendre en copte le changeent d état du bouton arche uniqueent lorsque la transition à laquelle cette réceptivité est associée est validée. [nbre de pièce = ] t 1 /a/t 2 : cette variable, appelée teporisation, est vraie après un teps t 1 copté à partir de l occurrence du ront ontant de la variable binaire a et redevient ausse après un teps t 2 copté à partir de l occurrence du ront descendant de cette variable a. Lorsque le teps t 2 est nul ou sans iportance on abrège la notation : t 1 /a Les teps sont coplétés par leur unité soit, par exeple : 7s/X/3s : C60_GRAFCET.doc- Page 3 sur 7 Créé le 14/05/ Source : P LEBRAS a t 1 /a/t 2 t 1 t 2

4 5- REPRESENTATION NORMALISEE DES ACTIONS Les actions associées à une étape sont inscrites dans un rectangle. Elles concernent les coandes d actionneurs écaniques ou électrique (vérins, oteurs...) ou la coande de onctions auxiliaires (coptage, aectation de valeurs à des éoires internes...). 5-1 Action conditionnelle Une action norale est exécutée seuleent si l étape à laquelle elle est associée est active. L action conditionnelle sera réalisée si, en plus, la condition logique qui est précisée en haut du cadre de l action est vraie. La condition est une équation booléene au êe titre qu une réceptivité. L action déarre lorsque l étape est active ET la condition réalisée, elle s arrête si l étape est désactivée OU si la condition n est plus vériiée e e condition X condition 5-2 Action retardée ou liitée Les actions retardées ou liitées sont des cas particuliers d actions conditionnelles où le teps intervient coe condition logique. La variable de teporisation est l activité X de l étape en cours. Pour une action A retardée débutant 3 secondes après l activation de l étape : X 0 3s/X 3s/X 3s Pour une action B liitée durant 7 secondes à partir de l activation de l étape : X e 0 7s/X Action B 7s/X 7s 7s/X Action B : C60_GRAFCET.doc- Page 4 sur 7 Créé le 14/05/ Source : P LEBRAS

5 5-3 Action éorisée éoriser des actions qui se répètent dans des étapes consécutives A :=1 signiie que l on rend l action A eective. Elle le restera quelque soit l évolution du gracet jusqu'à ce qu une autre étape stoppe cette action A par A :=0. La lèche verticale ontante indique que cette éorisation sera eectuée dès l activation de l étape. La lèche verticale descendante indique que cette éorisation sera eectuée dès la désactivation de l étape. ACTION A A :=1 ACTION A ACTION A A :=0 gérer des variables internes telles que des copteurs 4 NA :=0 Mise à zéro (ou autre valeur) d un copteur interne NA 4 NA :=NA+1 Incréentation (ou décréentation) d un copteur NA: 5 4 Coentaires Pour aéliorer la lisibilité des gracets on peut y inclure des coentaires. Ils sont distingués des actions par des guilleets 4 «lanceent d une tache» 6- HIERARHIE DES GRAFCETS Au ur et à esure que la coplexité des systèes autoatisés augente, le gracet unique devient de plus en plus gros et de oins en oins lisible. Surtout si l on doit prendre en copte les diérentes conditions de onctionneent telles que ise au point, aintenance, réglage, production norale, arrêt d urgence, réinitialisation... Le gracet global est alors éclaté en une ultitude de gracets éléentaires siples. Chaque gracet éléentaire est repéré par un no coençant généraleent par la lettre G. Le problèe est alors d organiser le onctionneent et la counication entres ces gracet. 6-1 Macro-étapes La description du onctionneent d un systèe autoatisé peut être réalisée à plusieurs niveaux de détail en coençant par une acroreprésentation incluant des acro-étapes associées à des onctions à réaliser sans se soucier de leur réalisation technique. Chacune de ces acro-étapes est détaillée à part dans ce qui est appelé l expansion de la acro-étape. La acro-étape est représentée par un carré double barre. Son nuéro coence par M. L expansion de la acro-étape est une partie de gracet unie d une étape d entrée E et d une étape de sortie S. Le onctionneent est le suivant : L activation de la acro-étape M3 entraîne l activation de l étape d entrée E3. L expansion onctionne ensuite coe une séquence : C60_GRAFCET.doc- Page 5 sur 7 Créé le 14/05/ Source : P LEBRAS

6 indépendante. Pendant ce teps la acro-étape M3 ne peut pas être désactivée par le passage à 1 de h. Lorsque l étape de sortie S3 est inaleent atteinte la transition (12) située après la acro-étape M3 est validée. Elle devient ranchissable et sera ranchie lorsque h=1. Ceci désactivant la acroétape M3. En ait, tout se passe coe si on collait l expansion de la acro-étape à la place de la acro-étape 6 2 Encapsulation Cette hiérarchisation est apparentée à la représentation par acro étape à ceci prêt que l expansion de la acro-étape, séquence unique, est replacée par un ou plusieurs gracets. Nuéro de l étape encapsulante 1 Etape encapsulante : Gracet encapsulé : b No du gracet encapsulé * 2 3 Le onctionneent est le suivant : Lorsque l étape encapsulante est activée, l étape 2 du gracet encapsulé G5 repérée par un astérisque devient active. Le gracet encapsulé G5 évolue alors indéinient en toute indépendance. Lorsque la réceptivité avale b de l étape encapsulante passe à 1 cette étape est désactivée. Ceci entraine instantanéent la désactivation de toutes les étapes du gracet encapsulé G5, quelque soit sa situation. G5 G Suit un exeple de structure de gracet avec encapsulations. Notons que l encapsulation 23 lance plusieurs gracets G1, G2, G3. Le gracet G2 contenant lui êe une encapsulation 88 lançant le gracet encapsulé G24. : C60_GRAFCET.doc- Page 6 sur 7 Créé le 14/05/ Source : P LEBRAS

7 6-3 Coordination de taches Toutes les actions que doit eectuer le systèe sont rasseblées en taches éléentaires indépendantes. Chaque tache est décrite par un gracet siple qui lui est propre. Toutes les taches sont coordonnées par un gracet de coordination de taches. La counication entre ces gracets passe essentielleent par des réceptivités liées aux activités des étapes : X. Exeple : dans un systèe de replissage de bouteille d eau on distingue deux taches : T1, replissage de la bouteille et T2, bouchage de la bouteille. GRAFCET COORDINATION TACHES GRAFCET T1 GRAFCET T2 départ cycle 0 X 0 X destocker une bouteille 1 bloquer bouteille 2 bloquer bouteille bouteille destockée bouteille bloquée bouteille bloquée «tache de replissage» 1 ouvrir vanne eau 2 visser couchon X150 t/x1/2sec bouchon vissé «tache de bouchage» 1 erer vanne eau 2 débloquer bouteille X2 vanne erée bouteille débloquée 1 debloquer bouteille 2 bouteille débloquée X 150 X 6-4 Action de orçage La coande des gracets de niveau hiérarchique inérieur, les gracets esclaves, se ait à partir du gracet aître par l envoi d ordres de orçage. Ces ordres apparentés à des actions sont distingués par un double rectangle. Forcage du gracet noé G12 aux étapes 1 et 150 G12 {1,150} Lorsque l étape du gracet aitre est active alors : Quelque soit la situation du gracet G12 toutes ses étapes sont désactivées sau les étapes 1 et 150 qui, elles, sont activées. Le gracet G12 restera bloqué dans cette situation êe si l état de ses réceptivités lui peret d évoluer. Le gracet G12 sera libéré et pourra de nouveau évoluer que lorsque l ordre de orçage sera levé, c'est-à-dire lorsque l étape du gracet aître sera désactivée. Le orçage des gracets peret : - Une ise en situation initiale ou activation d un gracet esclave - Le déblocage d une situation après analyse des déauts - Le traiteent d un arrêt d urgence - Le gel d un gracet après dysonctionneent et la reprise d une situation précédente perettant un redéarrage du systèe autoatisé Cas particuliers G12{*} : ordre de igeage, c'est-à-dire orçage du gracet G12 dans la situation dans laquelle il se trouve à l instant du orçage. G12{} : aucune étape du gracet G12 n est activée lors du orçage G12{INIT} : orçage du gracet G12 à la situation initiale. Seule les étapes initiales sont activées. : C60_GRAFCET.doc- Page 7 sur 7 Créé le 14/05/ Source : P LEBRAS

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