1. : Inroducion Le grafce es le résula du ravail bénévole d'une commission réunissan, l AFCET (Associaion Française pour la Cybernéique Economique e Technique), l ADEPA (Agence pour le DEveloppemen de la Producique Appliquée à l indusrie) des indusriels e des universiaires. Cee commission, créée le 26 juin 1975, a défini les bases du grafce dans son rappor final achevé en avril 1977. Le grafce a éé conçu comme un sysème unifié d'expression qui n'es la propriéé de personne. Dès 1978 le grafce fai son enrée dans l éducaion Naionale. Il es mainenan le pilier du programme d Auomaique e d'informaique Indusrielle. D aures ouils complémenaires du grafce on éé créés, le Guide d'eude des Modes de Marche e d'arrrê (GEMMA - 1981), les Technoguides puis les chaînes foncionnelles. Depuis 1988, le grafce es un ouil de descripion normalisé (Norme C.E.I. 848) qui foncionne en logique séquenielle. C'es un ouil simple mais exrêmemen puissan qui perme les représenaions foncionnelles, opéraionnelles e echnologiques de la plupar des auomaismes indusriels. En 1985, SIEMENS (leader européen des auomaismes) adope le grafce e le promeu en Allemagne. En 1986 ALLEN & BRADLEY (leader mondial des auomaes programmables) adope e développe le grafce, y compris pour le marché américain. Remarque : les appellaions Sequenial Funcion Char (SFC) ou Char uilisées par cerains logiciels (PL7-2, Orphée, S5, ec.) corresponden au Grafce. 2. Définiions e noions fondamenales L'acronyme grafce signifie : GRAphe Foncionnel de Commande Eape Transiion. Le grafce es un ouil graphique de descripion du comporemen aendu de la Parie Commande. Il décri les relaions à ravers la fronière d'isolemen de la Parie Commande e de la Parie Opéraive d'un sysème auomaisé. L'éablissemen d'un grafce suppose la définiion préalable : - du sysème, - de la fronière PO-PC, spécifian la Parie Commande, - des Enrées e des Sories de la Parie Commande. La descripion du foncionnemen d'un auomaisme logique peu alors êre représené graphiquemen par un ensemble : - d'etapes auxquelles son associées des ACTIONS, - de TRANSITIONS auxquelles son associées des RECEPTIVITES, - de LIAISONS (ou ARCS) ORIENTEES, Un el ensemble (GRAPHE ou DIAGRAMME) es appelé grafce. Exemple Lycée Sarda Garriga de Sain-André Page 1/9
3. Règle d'éablissemen du GRAFCET Chaque liaison orienée relie une éape à une ransiion ou une ransiion à une éape. Un grafce se li de hau en bas. Si cee synaxe n'es pas scrupuleusemen respecée, il y aura obligaoiremen une erreur dans l'applicaion. Une flèche peu compléer la liaison en indiquan le sens de lecure s il y a un risque de confusion. 4. Eapes Sur un grafce on peu renconrer différens ypes d éapes : Eape Eape acive Eape iniiale Macro-éape Eape d'enrée (Macro-éape) Eape de sorie (Macro-éape) Eape encapsulane Eape iniiale encapsulane Tâche 1.1 Eape L'éape correspond à une siuaion élémenaire ayan un comporemen généralemen sable. En principe, pendan une éape, les organes de commande ne changen pas d'éa. Une éape es soi acive soi inacive. L'éape se représene par un carré repéré par une variable alphanumérique placée au cenre du carré. Lorsqu'une éape es acive, on peu le préciser par un poin. Il exise aussi des éapes sources e des éapes puis. Une éape es appelée "éape source" si elle n es pas reliée en amon à une ransiion. De la même façon, une éape es appelée "éape puis" si elle n es pas reliée en aval à une ransiion. Exemples : Eape source Eape puis Lycée Sarda Garriga de Sain-André Page 2/9
1.2. Eape iniiale Ceraines éapes son acives en débu de foncionnemen du sysème auomaisé (SA). Ce son les éapes iniiales. Elles se représenen par un double carré. Il peu y avoir plusieurs éapes iniiales sur un grafce. Ces éapes peuven alors êre placées n impore où sur le grafce. Sur un grafce à une seule éape iniiale, on privilégiera la posiion haue pour en facilier la lecure. Sur un grafce on peu aussi renconrer une éape iniiale source. 1.3 Macro-éape Une macro-éape n es pas à propremen parler une éape. C es une représenaion unique d une succession d éapes e de ransiions. On parlera alors d expansion de macro-éape. Une macro-éape es assimilable, par son foncionnemen, à un dérouemen de programme sur inerrupion. Dans un grafce, une macro-éape es unique. On ne pourra l'appeler qu'une seule fois. Il peu y avoir plusieurs macro-éapes dans un grafce. Srucure du dérouemen : 1.4 Tâche Cee éape se différencie de la macro-éape par sa non unicié. Une âche es un sous-programme e peu êre appelée à plusieurs reprises dans un même grafce. La âche fai appel à des noions d'anériorié gérées par une marice d'anériorié un peu complexe à manipuler. En lieu e place de la âche nous uiliserons des grafces hiérarchisés plus souples d'emploi. 1.5 Eapes encapsulanes Il y a encapsulaion d'un ensemble d'éapes, dies encapsulées, par une éape, die encapsulane, si e seulemen si lorsque cee éape encapsulane es acive, l'une, au moins, des éapes encapsulées es acive. Le spécificaeur peu uiliser l'encapsulaion pour srucurer de manière hiérarchique un grafce. Exemple de foncionnemen : Lycée Sarda Garriga de Sain-André Page 3/9
L'éape encapsulane 67 possède 2 encapsulaions. Ces deux encapsulaions son les grafces pariels G1 e G2. L'acivaion de l'éape 67 provoque l'acivaion des éapes X3:G1 e X4:G2. La désacivaion de l'éape 67 provoque la désacivaion de oues les éapes des grafces pariels G1 e G2. On repère une encapsulaion par un grafce pariel enouré d'un cadre où on place en hau, le nom de l'éape encapsulane (dans nore exemple : 67), en bas le nom du grafce pariel (dans nore exemple : G1 e G2). Dans nore exemple on consae qu'il n'y a pas d'éape iniiale pour les grafces pariels. 2. Acions associées à l'éape 2.1 Acions simples On précise pour chaque éape, à l'inérieur d'un recangle l acion ou les acions à effecuer lorsque l'éape es acive. Eape avec une acion Eape avec plusieurs acions Les acions peuven êre de naures diverses, le recangle peu avoir des dimensions quelconques e comporer plusieurs acions. Lycée Sarda Garriga de Sain-André Page 4/9
2.2 Acions mémorisées L'acion se déroule sur plusieurs éapes. Le débu de l'acion e sa fin son indiqués sur deux éapes disinces Eape 1 1 S S : SET : Mise à 1 R : RESET : Mise à 0 9 R Eape 9 Acion A 2.3 Acions condiionnelles Ceraines acions associées à des éapes peuven êre condiionnées par des conraines exernes ou inernes. Eape 1 z 1 Condiion z Acion A 3. Transiions Une ransiion indique la possibilié d'évoluion d'une éape à l'éape suivane. A chaque ransiion on associe une ou des condiions logiques (booléennes) qui raduisen la noion de récepivié. La récepivié es une foncion combinaoire d'informaions booléennes elles que : - éas de capeurs, - impulsion sur un bouon poussoir; - acion d'un emporisaeur, d'un compeur; - éa acif ou inacif d'aures éapes, ec. Lycée Sarda Garriga de Sain-André Page 5/9
exemples : La récepivié es vraie lorsque la valeur de la consigne du compeur C = 10. La récepivié es vraie lorsque le capeur pp1 es acif. La récepivié es vraie lorsque l'éape numéro 1 du grafce G1C es acive Il exise deux cas pariculiers : * Temporisaion : Pour faire inervenir le emps dans une récepivié, il suffi d'indiquer après le repère "" son origine e sa durée. L'origine sera l'insan de débu de l'acivaion de l'éape déclenchane ou sur un éa logique de variable (capeur). La noaion T/14/5 signifie que la récepivié sera vraie 5 secondes après l'acivaion de l'éape repérée 14. La noaion normalisée s'écri 5s/X14. La base de emps par défau es la seconde. Les aures bases de emps son des muliples ou des sous muliples de la seconde (1/100 s, 1/10 s, minue, heure, jour, année). Une échéance de emporisaion se maérialise sous forme d'échelon uniaire ou foncion de Dirac. * Récepivié oujours vraie : une elle récepivié s'écri "= 1". Le franchissemen de cee ransiion se fera dès que la ou les éapes immédiaemen anérieures seron acives sans aure condiion. 4. Liaisons orienées Les liaisons indiquen les voies d'évoluion du grafce. Dans le cas général, les liaisons qui se fon du hau vers le bas ne comporen pas de flèche. Dans les aures cas, on peu uiliser des flèches pour préciser l'évoluion du grafce en cas de risque de confusion. 5. Règles d'évoluion Le Grafce foncionne en suivan 5 règles d'évoluion : o Règle N 1 : L'iniialisaion précise l'éape ou les éapes acives au débu du foncionnemen. On la repère en doublan les côés des symboles correspondans. Il peu y avoir plusieurs éapes iniiales dans un grafce. Remarque : Les éapes iniiales son acivées incondiionnellemen en débu de cycle. o Règle N 2 : Une ransiion es soi validée, soi non validée. Elle es validée lorsque oues les éapes immédiaemen précédenes son acives. Elle ne peu êre franchie que : Lycée Sarda Garriga de Sain-André Page 6/9
Lorsqu'elle es validée, e que la récepivié associée à la ransiion es vraie. Règle N 3 : Le franchissemen d'une ransiion enraîne l'acivaion simulanée de oues les éapes immédiaemen suivanes e la désacivaion de oues les éapes immédiaemen précédenes. Exemple : - Cas de ransiion enre plusieurs éapes - o Règle N 4 : Plusieurs ransiions simulanémen franchissables son simulanémen franchies. (Hors programme) o Règle N 5 : Si au cours du foncionnemen, une même éape doi êre acivée e désacivée simulanémen, elle rese acive. (Hors programme) Remarque : la durée de franchissemen d'une ransiion ne peu jamais êre rigoureusemen nulle, même si d'après les règles 3 e 4, elle peu êre rendue aussi peie que possible. Il en es de même de la durée d'acivaion d'une éape. La durée d'acivaion minimale d'une éape es équivalene à un emps de cycle d'auomae (c), soi c» 10 ms. La règle 5 se renconre rès raremen. 6. Sélecion de séquence e séquences simulanées Le méa-modèle grafce présene deux srucures pariculières, la sélecion de séquence e les séquences simulanées. 6.1 Sélecion de séquence La sélecion de séquence dans un grafce perme de choisir une suie d'éapes pluô qu'une aure. Cee srucure es composée d'une seule éape en amon e de plusieurs ransiions en aval qui permeron le choix de la séquence. Elle se représene à l'aide d'un simple rai horizonal. La fin d'une sélecion de séquence perme la reprise d'une séquence unique. Exemples - débu de sélecion de séquence : Lycée Sarda Garriga de Sain-André Page 7/9
- fin de sélecion de séquence : 6.2 Séquences simulanées Lorsque l'on souhaie réaliser plusieurs séquences simulanémen on uilise cee srucure. Elle es composée d'une seule éape e d'une seule ransiion en amon qui permeen de déclencher simulanémen plusieurs séquences d'éapes. Elle se représene à l'aide d'un double rai horizonal. A la fin d'une série de séquences simulanées on rerouve, en général, un double rai suivi d'une seule ransiion. Aenion, c'es le déclenchemen des éapes siuées immédiaemen après le double rai qui es simulané e non l'évoluion des séquences. L'évoluion de chacune des séquences d'éapes dépendra des condiions d'évoluion e des acionneurs uilisés sur la Parie Opéraive (compeur, emporisaions, éas de capeurs,...). Exemples - débu de séquences simulanées : - fin de séquences simulanées : 7 Forçage - figeage 7.1 Forçage Le forçage à 1 des acions (sories) es un ordre émis par un grafce de niveau supérieur vers un ou des grafces de niveau inférieur ayan pour effe d'annuler les acions associées aux éapes de ce ou de ces Lycée Sarda Garriga de Sain-André Page 8/9
grafces. Le forçage à 0 des acions (sories) es un ordre émis par un grafce de niveau supérieur vers un ou des grafces de niveau inférieur ayan pour effe d'annuler les acions associées aux éapes de ce ou de ces grafces. Noaions : - F/sories = 0 (annulaion générale des sories (acions)), - F/sories = 1 (acivaion des sories (acions)). Le forçage de siuaion es un ordre émis par un grafce supérieur vers un grafce inférieur pour qu il passe immédiaemen de sa siuaion courane dans une siuaion imposée sans franchissemen de ransiion. Remarque : l'ordre de forçage es oujours prioriaire sur les aures condiions d'évoluion. Synaxe : 7.2 Figeage Le figeage de la P.O. es un blocage sur place de ous les acionneurs de la P.O. Ce résula es rendu possible si un choix echnologique approprié des pré-acionneurs a éé fai. Noaion : - F/P.O. : (*) (figeage P.O. insanané), - FR/P.O. : (*) (figeage P.O. avec fin des mouvemens en cours). Le figeage de siuaion : blocage des évoluions du grafce dans sa siuaion courane. - F/Gn : (*). Synaxe : 8. Conclusions -1- Pour franchir une ransiion, il fau que : - les éapes immédiaemen précédenes soien acives, - la récepivié associée à la ransiion soi vraie. -2- Le franchissemen d'une ransiion enraîne simulanémen : - l'acivaion des éapes immédiaemen suivanes, - la désacivaion de oues les éapes immédiaemen précédenes. -3- Un grafce n'es que le refle de la pensée de l'auomaicien, il peu donc y avoir une muliude de grafces qui réponden à un CDCF donné. Lycée Sarda Garriga de Sain-André Page 9/9