Automatisme - Grafcet

Transcription

1 Présentation du Grafcet 23 Automatisme - Grafcet Présentation du Grafcet

2 Présentation du Grafcet 24 Le GRAFCET Historique Eléments de base du GRAFCET Règles de syntaxe Règles d évolution Structures de base du Grafcet

3 Présentation du Grafcet 25 Le GRAFCET Outil de modélisation du comportement des SAPs permet de spécifier et concevoir un automatisme séquentiel directement exploitable par des automates programmables industriels (API)

4 Présentation du Grafcet 26 2 Historique 975 : AFCET (Association Française pour la Cybernétique Economique et Technique) qui regroupe des industriels, utilisateurs et constructeurs d automatismes, et des universitaires a crée la commission de normalisation ayant pour but de définir des moyens capables de décrire les automatismes séquentiels. 977 : proposition de l outil de représentation GRAFCET. 982 : ADEPA (Agence nationale pour le Développement de la Production Automatisée) donne au GRAFCET une forme normalisée norme française AFNOR C : norme internationale IEC 848 (Function Chart for Control Systems - FCCS).

5 Présentation du Grafcet 27 3 Eléments de base du GRAFCET Généralités : Sa représentation est faite à partir d éléments graphiques de base qui comprend : des étapes, des transitions, des liaisons orientées. Ses évolutions sont définies par 5 règles d évolution. Sont interprétation se traduit par : des actions associées aux étapes, des réceptivités associées aux transitions.

6 Présentation du Grafcet 28 = Le GRAFCET est un graphe (diagramme) constitué par une alternance d étapes et de transitions reliées par des arcs orientés. Entrées Sorties E i T j i + A i S A i+ Le GRAFCET décrit le comportement des sorties booléennes S n à partir des entrées E n et de l état interne du système. E n T j+ i + 2 A i+2 S n

7 Présentation du Grafcet 29 Etapes : Définition : les étapes caractérisent le comportement invariant d une partie ou de la totalité du système / ses entrées et ses sorties. à chaque étape est associée une (ou plusieurs) action(s) = ordre vers PO ou communications vers d autres graphes états possibles d une étape : active action associée peut être exécutée, inactive. On peut associer un point à une étape pour symboliser qu elle est active. représentation étape initiale étape normale 2

8 Présentation du Grafcet 30 chaque étape i possède une variable d état d étape notée X i qui est une variable booléenne qui vaut si l étape est active et 0 sinon. Remarque : l ensemble des étapes actives d un GRAFCET à un instant donné définit la situation du GRAFCET à l instant considéré. Exemple : i action

9 Présentation du Grafcet 3 Transitions : une transition indique la possibilité d évolution entre étapes, et donc, la succession des activités dans la PO. à chaque transition, on associe une condition logique, appelée réceptivité (condition de transition), qui exprime la condition pour passer d une étape à une autre. Exemple : réceptivité particulière : le f: fonction combinatoire = réceptivité toujours vraie t/x0/8s durée l origine (l instant de la dernière activation) t/x8/5s = 5 secondes écoulées depuis la dernière activation de l étape 8.

10 Présentation du Grafcet 32 le changement d état du GRAFCET se fait par franchissement des transitions à la suite de certains événements dans la PO ou dans la PC. Exemple : transition validée par une seule étape 0 2 R R 2 Symbole de synchronisation Etapes reliées à une transition

11 Présentation du Grafcet 33 transition validée par plusieurs étapes R 3 R

12 Présentation du Grafcet 34 Liaisons orientées : Les liaisons orientées, ou arcs orientées, relient les étapes aux transitions et les transitions aux étapes elles indiquent les voies d évolution (par convention, le sens d évolution est du haut vers le bas). Formalisme lors des alternances particulières : R R R R R R

13 Présentation du Grafcet 35 Réceptivités (conditions de transition) associée à chaque transition, fonction logique (booléenne) calculée à partir : des variables d entrée booléennes traduisant l état des capteurs, boutons, poussoirs,...etc, de l état courant des étapes du graphe (X i ), du (temporisations).

14 Présentation du Grafcet 36 Entrées booléennes : Capteur C 0 Variable C 0 réceptivité fonction logique utilisant des opérateurs ET, OU, NON et front ( C, C).

15 Présentation du Grafcet 37 C, C sont à pendant un délai qui correspond au de prise en compte de l événement c.à.d le de franchissement d une transition Capteur C 0 C C 0 0

16 Présentation du Grafcet 38 Variables d état des étapes : X i = si l étape i est active 0 si l étape i n est pas active Exemple : comportement d un système / défaut 0 Comportement normal Défaut 20 Démarrage Maintenance X X Attend 2 22 Stop Maintenance Acquittement Grafcets partiels composant le grafcet global.

17 Présentation du Grafcet 39 Temporisations : variables booléennes permettant de prendre en compte le E n S n = t /E n /t 2 avec t t 2 E n la variable d entrée (ou la variable d état), Sn opérateur à retard t retard par rapport à E n lors du changement d état de 0 à, t 2 retard par rapport à E n lors du changement d état de à 0.

18 Présentation du Grafcet 40 E n S n t t 2 Remarque : S n devient si E n = pendant un t

19 Présentation du Grafcet 4 Cas particuliers : E n /t 2 t = 0 t /E n t 2 = 0 Le plus souvent : E n = variable d état X m et t 2 = 0 S n = t/x m /t avec t durée de la temporisation = le retard mis par S n pour passer à après que X m soit passé à. Exemple : S n = t/x 0 /3s X0 0 S n 0

20 Présentation du Grafcet 42 Actions (ordres) : Actions continues Symbole n Action A X n 0 A 0 Equation logique : A = X n

21 Présentation du Grafcet 43 Actions conditionnelles conditionnelles simples Symbole n C cond Action A X n 0 "conditionnel" Cond 0 A 0 Equation logique : A = X n.cond

22 Présentation du Grafcet 44 actions retardées Symbole n D 2s Action A X n 0 "delayed action" A 0 2s 2s Equation logique : A = t/x n /2s.X n

23 Présentation du Grafcet 45 actions limitées dans le Symbole n L 2s Action A X n 0 "time limited action" A 0 2s 2s Equation logique : A = t/x n /2s.X n

24 Présentation du Grafcet 46 Actions mémorisées l action reste maintenue lorsque l étape qui l a commandée vient à être désactivée a n n b S Début Action A X n 0 "set" X m 0 m R "reset" Fin Action A A 0

25 Présentation du Grafcet 47 Actions impulsionnelles Exemple : équation logique générale d une action A 3s 0 Action A 30 D Action A a 0s 20 C Action A 40 L Action A A = X 0 + X 20.a + X 30.t/X 30 /3s + X 40.t/X 40 /0s

26 Présentation du Grafcet 48 4 Règles de syntaxe L alternance étape-transition et transition-étape doit toujours être respectée 2 étapes ou 2 transitions ne peuvent jamais être reliées par une liaison orientée Une liaison orientée relie obligatoirement une étape à une transition et une transition à une étape

27 Présentation du Grafcet 49 5 Règles d évolution = précisent les causes et les effets du franchissement des transitions Règle : Situation initiale Elle caractérise le comportement initial de la partie PC / PO Elle correspond aux étapes actives en debut de fonctionnement Elle traduit généralement un comportement de repos Règle 2 : Condition de validation Une transition est valide lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes (dites étapes d entrée de la transition) sont actives

28 Présentation du Grafcet 50 Règle 3 : Condition de franchissement Le franchissement d une transition se produit si la transition est validée et la réceptivité associé à cette transition est vraie Si la transition devient franchissable alors elle est obligatoirement franchie Le franchissement d une transition entraîne l activation de toutes les étapes immédiatement suivantes (dites étapes de sortie de la transition) et la désactivation des étapes d entrée de la transition

29 Présentation du Grafcet 5 Exemple : a.b a.b a.b a.b avec a.b = 0 avec a.b = transition non validée transition validée transition franchissable transition franchie Règle 4 : Franchissement simultané Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies = permet de décomposer un grafcet en plusieurs diagrammes tout en assurant leur synchronisation

30 Présentation du Grafcet 52 Règle 5 : Si une étape est simultanément désactivé par le franchissement d une transition aval et activée par le franchissement d une transition amont alors elle reste active Remarque : La durée de franchissement d une transition ou d activité d une étape n est jamais rigoureusement nulle même si, théoriquement, elle peut être rendue aussi petite que l on veut

31 Présentation du Grafcet 53 6 Structures de base du Grafcet Séquence = suite linéaires d étapes qui sont activées les unes après les autres 2 Action fin action 3 Action 2 a.b 4 Action 3 une séquence est active si au moins une étape est active

32 Présentation du Grafcet 54 Sélection de séquence (choix, aiguillage) = choix d évolution entre plusieurs séquences à partir d une ou de plusieurs étapes 2 a b c les réceptivités associées aux transitions validées doivent être exclusives 2 exclusion logique 2 a.b a.b 3 a 4 a.b priorité à la transition 3

33 Présentation du Grafcet 55 Saut d étape(s) = permet de sauter une ou plusieurs étapes 2 f.e f.e 3 a 4 b 5

34 Présentation du Grafcet 56 Reprise de séquence = permet de recommencer plusieurs fois la même séquence 2 a m.n 3 b 4 m.n 5

35 Présentation du Grafcet 57 Convergence = si plusieurs séquences doivent se terminer de la même manière alors elles sont réunies (dual du choix) 2 3

36 Présentation du Grafcet 58 Parallélisme interprété Lorsque les réceptivités associées aux transitions validées ne sont pas exclusives 2 * h * h * h.x2 * h.x franchissement simultané (règle 4) Remarque : il est utile de mettre en évidence les transitions qui doivent être simultanément franchies en les repérant par de *

37 Présentation du Grafcet 59 Parallélisme structural 2 h 2 A 3 B transition commune 3 A 4 B

38 Présentation du Grafcet 60 Synchronisation permet d attendre la fin de plusieurs activités se déroulant en parallèle pour continuer par une seule A 2 A 2 3 A 3 5 c+d