Centres d intérêt A B C D DOCUMENT

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1 Centres d intérêt Savoirs A B C D DOCUMENT SYNTHESE Thèmes associés A1 B11 C11 D1 AF1 R1 E1 E8 E11 E13 E4 E I3 I1 I I12 A2 B12 C12 D2 AF2 R2 E2 E9 E12 E18 E7 E I4 I2 I7 B21 C21 AF3 R3 E3 E10 E1 E19 E1 I I11 I8 B22 C22 R4 E14 E17 I13 I9 B31 C23 R I10 B32 C24 R B41 R7 B42 R8 B1 R9 B2 I/ Introduction Avec l arrivée des technologies nouvelles et l accroissement de la complexité des automatismes, les méthodes de synthèse bien adaptées jusque là aux petits automatismes se sont avérées tout à fait inadaptées aux besoins industriels. C est en 1977 que le GraFCET ( Graph Fonctionnel de Commande Etape Transition ) à fait son apparition. Créé pour faciliter la description d une machine en répondant précisément au cahier de charges, le Grafcet n a cessé d évoluer. Il est maintenant de plus en plus utilisé, non seulement pour décrire le fonctionnement, mais aussi pour faciliter la programmation des automates. II/ Eléments graphiques Etape - étape initiale étape active Définition : l ensemble des étapes actives correspond à une situation pendant laquelle le Grafcet est invariant vis-à-vis de ses entrées. Etat : une étape est soit active, soit inactive. On peut associer à chaque étape une variable binaire exprimant son activité : - Xi = 1, si l étape i est active. - Xi = 0, si l étape i est inactive. Représentation graphique : Etape Etape active Etape = X=0 X=1 étape initiale Transition - Réceptivité Définitions : une transition indique la possibilité d évolution d une situation à une autre situation. La réceptivité associée à une transition est une fonction logique des entrées, de variables auxiliaires et / ou de l activité d étapes (opérateurs : +,., <, >, =). Représentation graphique : a. b + X4 Transition Réceptivité Validation : Une transition est dite validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à cette transition sont actives. 7 Transition -> Transition ->8 Validée Non Validée SI CI11 Grafcet pages 1/11 8

2 Liaison orientée Définition : les liaisons relient les étapes aux transitions, et les transitions aux étapes. Le sens général d évolution est du haut vers le bas. Dans le cas ou il faut monter, le sens est repéré par une flèche. Représentation : Liaison descendante Liaison montante action associée à une étape Définition : une action associée à une étape est une action qui n est commandée que lorsque l étape est active. Action continue : Action mémorisée : Action conditionnelle : Action retardée : Action à durée limitée : SI CI11 Grafcet pages 2/11

3 III/ Règles d évolution du Grafcet règle 1 : La situation initiale du Grafcet caractérise l état dans lequel se trouve la PO au début du fonctionnement de la PC. Elle correspond aux étapes actives à l initialisation (au démarrage de l automate). Les étapes initiales sont repérées sur le Grafcet par des doubles carrés. règle 2 : Le franchissement d une transition ne peut se produire que : - lorsque cette transition est validée ; et - lorsque la réceptivité associée à cette transition est vraie. a1. c2 = * Transition non validée donc non franchie a1. c2 = 0 Transition validée mais Réceptivité fausse donc non franchissable a1. c2 = 1 Transition validée et transition vraie donc franchie règle 3 : Le franchissement d une transition provoque simultanément : - la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à cette transition. et - l activation de toutes les étapes immédiatement suivantes reliées à cette transition. a1. c2 = 1 a1. c2 = 1 Equation d activation/désactivation : SX = X.a1.c2 = RX Il existe 2 autres règles que nous ne verrons pas cette année. Règle générale pour l écriture d un grafcet : Une étape est toujours suivie d une transition Une transition est toujours suivie d une étape Sinon, le grafcet n est pas bon SI CI11 Grafcet pages 3/11

4 IV/ Différentes structures Structure linéaire : Dans cette structure, il n y a pas de : - possibilité d alternative, - possibilité de parallélisme. Les étapes se suivent en une séquence unique. La dernière étape boucle avec la première. Séquence optionnelle (en OU) : Exclusivité des transitions Une transition représente une et une seule possibilité d évolution. 2 séquences possibles - 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 0-0 ; ; ; 3 ; 4 ; 0 Les transitions de la divergence ne peuvent être franchies en même temps Saut de séquence Cette structure permet aussi une alternative entre plusieurs séquences. 2 séquences : - 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 0-0 ; 3 ; 0 (on saute la séquence 1 ; 2) Reprise de séquence On peut reprendre la séquence 1 ; 2 en boucle sans passer par l étape SI CI11 Grafcet pages 4/11

5 Séquence simultanée (en ET) : Cette structure permet un parallélisme entre plusieurs séquences. On fait les 2 séquences simultanément (en même temps) 0 -> 1 ;2 ;3 -> 4 ; Les étapes 3 et sont des étapes d attente La dernière transition est souvent =1 V/ Notion de point de vue Pour la suite de ce chapitre, imaginons une plieuse poinçonneuse dont le cahier des charges est le suivant : Plaque de tôle La représentation sous forme de Grafcet sera différente selon le niveau d étude de la machine.? Machine à réaliser Point de vue Système C est le point de vue d un observateur extérieur au système. Le système ne peut pas avoir d existence physique. Plaque pliée et poinçonnée (si poinçon demandé) Partie Commande Partie opérative Frontière du système Observateur La représentation selon le point de vue système consiste à donner une interprétation de la solution fonctionnelle retenue en précisant la coordination des taches (Sans tenir compte des solutions techniques retenues) action à l infinitif réceptivités au participe passé SI CI11 Grafcet pages /11

6 Grafcet point de vue système : 0 1 Poinçonner 2 Poinçonner 3 Poinçonner Point de vue Partie Opérative (PO) Le Grafcet point de vue PO suppose que le choix des actionneurs et des effecteurs a été fait. Zone inconnue Partie Commande Zone connue partie opérative Effets Evénements Observateur Pour construire le Grafcet point de vue PO, il faut connaître en détail la liste des actionneurs et des capteurs ainsi que les mouvements que l on désire faire réaliser à la machine. Architecture mécanique de la machine : Choix technologiques L ordre de marche sera donné par un bouton poussoir (M). Commutateur rotatif permet la sélection entre poinçonnage demandé (p) et pas de poinçonnage (/p). Le tableau ci dessous résume les choix aux niveaux de la PO SI CI11 Grafcet pages /11

7 Actionneurs Préactionneurs Capteurs Maintien de la pièce S (vérin double effet pneu) distributeur 4/2 bistable s0, s1 Exécution du pli 1 C (VDE) distributeur 4/2 bistable c0, c1 Exécution du pli 2 D (VDE) distributeur 4/2 bistable d0, d1 Poinçonnage P (VDE) distributeur 4/2 monostable p0, p1 Circuit de puissance des actionneurs : Grafcet point de vue PO : YC+ 0 YS+ 1 YC- 2 C+ ; C- S+ ; S- YS- 3 4 YD+ YD- D+ ; D- P+ ; P- YP+ 7 8 Point de vue partie commande (PC) Le Grafcet point de vue PC correspond à celui du réalisateur de la commande. Pour construire le Grafcet point de vue PC, il faut connaître en détail les signaux envoyés par les capteurs (comptes rendus d acquisition) et les signaux à envoyer aux préactionneurs (ordre) pour faire faire les mouvements à la PO Zone connue Partie Commande Ordres Informations Observateur Zone inconnue partie opérative Classification des entrées sorties : Depuis la PO Depuis le Grafcet pupitre point de vue PC : PC Vers la PO Vers le pupitre SI CI11 Grafcet pages 7/11

8 Point de vue automate : C est le Grafcet qui permet de programmer l automate. Pour cela, les noms des signaux sont remplacés par les numéros des entrées et sorties automates. Signal s0 s1 c0 c1 d0 d1 p0 p1 m p Adresse automate I0,0 I0,1 I0,2 I0,3 I0,4 I0, I0, I0,7 I1,0 I1,1 Signal YS+ YS- YC+ YC- YD+ YD- YP+ Adresse automate O0,0 O0,1 O0,2 O0,3 O0,4 O0, O0, Mettre en rouge les adresses automate sur le Grafcet point de vue PC. Ecrire les équations d activation et de désactivation des étapes Ecrire les équations des sorties SI CI11 Grafcet pages 8/11

9 VI/ Les macro-étapes Utilité : Afin de ne pas surcharger le Grafcet principal par des détails de fonctionnement, on utilise des étapes de synthèse appelées macro-étapes. Les détails de la macro-étape sont décrits et définis par un autre diagramme appelé expansion de la macro-étape. Représentation graphique : 10 E M20 Etape d'entrée Macro étape 20 M20 Grafcet principal M20 S Expansion de M20 Etape de sortie VII/ Macro tâches Utilité : Afin de créer un grafcet plus facile à débugger, on préfère créer plusieurs petits grafcets, quand cela est possible, plutôt qu un seul gros (décomposition en tâches). Un grafcet général va coordonner le déroulement est autres grafcets. On appelle ce grafcet principal : «grafcet de coordination des tâches» et les autres grafcets «grafcets de tâche». Dans le grafcet de coordination des tâches, les étapes qui gèrent les tâches sont représentées par des macro-tâches. Représentation graphique : Macro tâche Grafcet principal Remarque : les 2 grafcets doivent être synchronisés. En effet, l étape 11 du grafcet principal doit lancer le grafcet de tâche. La fin de la tâche doit informer le grafcet principal que la tâche est finie. Tache N SI CI11 Grafcet pages 9/11

10 VIII/ Divers Evénement : Le changement d état, passage de 0 à 1 (front montant) ou de 1 à 0 (front descendant) est appelé événement. Comptage : Le comptage d événements est très souvent utilisé dans les machines. Voici une représentation possible d un comptage :... Sous Automgen : 9 C0:=0 RC0 t1/x9/ds... X2 2 C0:=C0+1 +C0 (avec action conditionnelle) [C0<10] [C0>=10] C0<>10 C0=10 Temporisation : Dans certains cas, il est nécessaire de maintenir une action pendant une certaine durée. Dans ce cas, il faut utiliser une temporisation dont la durée peut être réglable... 9 Action 1 t1/x9/ds X9 T1 X10 d 10 Sous Automgen : Si on précise. l unité, pas de problème sinon, l unité sera le 10 ème Action SI CI11 Grafcet pages 10/11

11 IX/ Exercice Dans le feu vu au début d année, la route est coupée par un passage piéton. De chaque coté de la route, on trouve un bouton poussoir Appel piéton (1 et 2). Le fonctionnement du feu est le suivant : - Le feu voiture est au vert tant qu un appel piéton n est pas détecté (le feu piéton est rouge). - Si un piéton appuie sur un des 2 boutons d appel (front montant), le feu voiture passe immédiatement à l orange pendant 10 secondes (le feu piéton est reste au rouge) - Au bout des 10 secondes, le feu voiture passe au rouge pour une durée de 20 secondes. Pendant ce temps, le feu piéton est au vert 1 s puis clignote pendant s à la fréquence de 2, Hz. Donner le grafcet point de vue commande de ce fonctionnement SI CI11 Grafcet pages 11/11