présentation grafcet

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail

DRIF CDC GENIE ELECTRIQUE

Le GRAFCET

Conception et applications dans les API Télémécanique

( niveau 1)

Points de Vue Points de Vue dans le GRAFCETdans le GRAFCET

Objectifs

Etapes de la conception du système

Connaissances technologiques

Etapes de l'étude du fonctionnement

Grafcets Point de vue

Point de vue Système ou Procédé

Le cahier des charges est connu (Matière d’œuvre, valeur ajoutée,…)La composition du système est inconnu.

Traitem

Préactionneurs Actionneurs

Effecteurs

Capteurs

Produit

Frontière

Opérations à effectuer pour obtenir la valeur ajoutée

Opérateur

Informations à recueillir sur l’état du produit et des opérations DESCRIPTION

Exemple

Entrées / Sorties du système

Pièce desserrée

Pièce serrée

Pièce perçée

Départ de cycle

Serrer la pièce

Desserrer la pièce

Percer la pièce

Informations

Cahier des charges, Matière d’oeuvre, Valeur ajoutée

Opérations sur le produit

Grafcet point de Grafcet point de vue système vue système

Point de vue Partie Opérative (P.O.)

Traitem

Effecteurs

Capteurs

Produit

Frontière

L’architecture de la P.O et les effecteurs sont connus.

Actions à effectuer par les éffecteurs Informations à recueillir sur l’état du produit et des effecteurs

DESCRIPTION

Exemple

Broche

PièceEntrées / Sorties de la P.O.

Étau desserré

Étau serré

Broche montée

Brochedescendue

Départ de cycle

Serrer étau

Desserrer étau

Descendre brocheMonter broche

Tourner broche

Arrêter broche

ActionsInformations

Choix des effecteurs

Grafcet point de Grafcet point de vue Partie vue Partie OpérativeOpérative

Point de Vue P.C.

Les actionneurs, préactionneurs, capteurs et dialogue étant défini

Traitem

Effecteurs

Capteurs

Produit

Frontière

Ordres envoyés aux préactionneurs Informations recueillies par les capteurs

DESCRIPTION

Exemple

Choix des actionneurs

Broche

Rotation

L1 L1 L1

1D+ 1D-1D

Choix des préactionneurs

1S0 1S1

PUPITRE

Choix des capteurs

Entrées / Sorties de la P.C.Ordres vers les préactionneurs

Informations venant des capteurs 1D+

s1Grafcet point de Grafcet point de

vue Partie vue Partie CommandeCommande

Point de vue automate

Le choix de l’automate et de son raccordement avec les préactionneurs, capteurs et dialogue étant réalisé

Affectations des sorties Affectations des entrées

DESCRIPTION

Sorties

Entrées

Entrées / Sorties de l’automate Ordres vers les

préactionneurs

Informations venant des capteurs 1D+

Exemple

Le choix de l’automate et de son raccordement avec les préactionneurs, capteurs et dialogue étant réalisé

LES TYPES D’ACTIONS

Action Conditionnelle :

L’action conditionnelle est un ordre dont l’exécution à lieu à une étape donnée et qui est en plus soumise à la réalisation d’une condition logique. La figure ci-dessous montre la représentation de l’action sur le GRAFCET et le chronogramme. La condition logique appliquée sur l’action est montrée sur la figure par un petit trait à coté duquel la condition logique est inscrite.

Condition logique

•Définition:-Action qui dure tant que l’étape est active et que la condition logique est vraie-A = P * X10

Dans le GRAFCET niveau 1, l’action serait écrite sous la forme « action si condition ». Par exemple: « Ejecter au rebut si pièce défectueuse ».

La notation utilisée pour désigner un signal de sortie d’un temporisateur est : T/ i /q, où i est le numéro de l’étape comportant l’action de temporisation et q est la durée écoulée depuis l’activation de l’étape i.

Action Temporisée :

Une action temporisée est une action conditionnelle dans laquelle le temps intervient comme condition logique.L’action temporisée est obtenue par l’utilisation d’une unité de temporisation (ou temporisateur). Un temporisateur est un système qui retarde la montée à 1 du signal de sortie d’une durée de temps t démarrée après la montée à 1 du signal d’entrée. Le retour à 0 du signal de sortie se produit au même moment que celui de l’entrée. Le chronogramme ci dessous montre le

fonctionnement du temporisateur.

Il y a deux actions associées à l’étape 10. Le temporisateur de 5 secondes démarre dés que l’étape 10 s’active. L’action A étant conditionnelle à l’état de la sortie du temporisateur, elle ne se produit pas. Dés que le délai de 5 secondes est terminé, la sortie T/X10/5 sec monte au niveau logique 1, et l’action A est lancée. La fin (ou désactivation) de l’étape 10 marque la fin de l’action du temporisateur et de l’action A.

Action Impulsionnelle :

C’est le même principe que l’action temporisée, sauf que cette fois-ci, l’action est active pendant la durée d’une impulsion générée par le temporisateur. La notation utilisée pour désigner un signal de sortie d’un temporisateur est :

où i est le numéro de l’étape comportant l’action de temporisation et q est la durée écoulée depuis l’activation de l’étape i.

qiT //

Action de temporisation

Condition de temporisation

Le temporisateur activera alors la réceptivité de la transition entre les étapes 10 et 11, limitant la durée de l’étape 10 à 5 secondes.

L’action maintenue est une action qui se poursuit tant qu’au moins une des étapes à laquelle elle est associée est active. L’action maintenue est donc associée à une suite d’étapes successives.

L’action mémorisée est une action qui est s’active à l’étape à laquelle une demande de mise à 1 est faite et désactivée à l’étape ou une demande de mise à 0 est faite.

qiT // qiT //

Elle implique l’utilisation d’un temporisateur. La notation utilisée pour désigner ce genre de réceptivité est :

où i est le numéro de l’étape comportant l’action de temporisation et q est la durée écoulée depuis l’activation de l’étape i.

Exemple avec GRAFCET à séquence unique

Exemple avec GRAFCET à séquences simultanées

Exemple avec GRAFCET à séquence unique

Exemple avec GRAFCET à séquences simultanées

EXEMPLE

Le GRAFCET linéaire à séquence uniqueLe GRAFCET linéaire à séquence unique

dcy . a

Présentation du systèmePrésentation du système

Cahier des charges:

Après l’ordre de départ cycle « dcy », le chariot part jusqu’à b, revient en c, repart en b puis rentre en a

Un chariot mobile peut se déplacer vers la droite ou vers la gauche. Les guides sur lesquels il circule sont équipés de

capteurs de position.

Un automatisme commande ses déplacements suivant le cahier des charges suivant:

GRAFCET selon le Point de vue Système

Cahier des charges:

Après l’ordre de départ cycle « dcy », le chariot part jusqu’à b, revient en c, repart en b puis rentre en a

Positions du chariot:

• a : chariot à gauche

• b : chariot à droite

• c : position intermédiaire

Mouvements du chariot:

• D : aller à droite

• G : aller à gauche

dcy . a

Initialisation du Grafcet :

dcy . a

Activation de(s)(l’)étape(s) initiale(s)

dcy . a

Activation de(s)(l’)étape(s) initiale(s)

La transition 1->2 est validée

dcy . a

Départ cycle

dcy . a

La réceptivité « dcy et a » est vraie

ETla transition est validée

La transition 1->2 est franchissable

Ordre de marche

dcy = 1

Départ cycle

dcy . a

Franchissement de la transition

• Désactivation de l’étape 1

• Activation de l’étape 2

Ordre de l ’action associée à l’étape 2

dcy . a

Action = Déplacement du chariot à droite

Étape 2 active

dcy . a

Remarque :

L’opérateur peut décider à partir d’ici d’arrêter la commande départ

cycle « dcy » pour que l’automatisme ne fasse

qu’UN seul cycle

dcy . a

• Le chariot arrive devant le capteur c

Aucun effet dans le déroulement du Grafcet à ce

moment précis

G Ddcy

dcy . a

• Le chariot continue sa course jusqu’au capteur b

G Ddcy

dcy . a

G Ddcy

Réceptivité « b » est VRAI & la transition 2 -> 3 est validée

La transition 2 -> 3 est franchissable

dcy . a

Étape 3 active

Le chariot se déplace vers la gauche

dcy . a

G Ddcy

Désactivation de l ’étape 3

Activation de l ’étape 4

La réceptivité « c » est VRAIE ET la transition 3->4 est

validée

dcy . a

Étape 4 active

Déplacement vers la droite du chariot

dcy . a

Réceptivité « b » est VRAI & la transition 4 -> 5 est validée

G Ddcy

La transition est franchissable

dcy . a

Étape 5 active

dcy . a

Étape 5 active

G Ddcy

Aucun effet dans le déroulement du Grafcet à ce moment précis

Le chariot se déplace à gauche et passe devant le capteur c

dcy . a

Étape 5 active

dcy . a

Désactivation de l’étape 5

Activation de l’étape 1

La transition est franchissable

Réceptivité « a » VRAIE ET la transition 5 -> 1 est validée

dcy . a

Étape 1 active = Etat initial

Pour lancer un nouveau cycle, il faut que l ’opérateur

appuie sur « dcy »

Le GRAFCET est un outil graphique de description du fonctionnement des systèmes automatisés.

Synthèse:Synthèse:

– Etapes auxquelles sont

associées des Actions

– Transitions auxquelles sont

associées des Réceptivités

– Liaisons orientées

Il se compose principalement de:

L’évolution d’un GRAFCET doit impérativement respecter des règles dont les 3 principales sont:

Règle 1 : La situation InitialeLa situation Initiale

Au moins une étape initiale.

Etapes initiales activéesEtapes initiales activées au début du fonctionnement.

L’évolution du système débutedébute toujours à partir de ces étapes initiales.

Règle 2 : FranchissementFranchissement

d’une transitiond’une transition Une transition est soit Une transition est soit validéevalidée, soit , soit non non

validée.validée. Elle est validée lorsque toutes les étapes Elle est validée lorsque toutes les étapes

immédiatement précédentes sont immédiatement précédentes sont actives.actives.

Elle ne peut être franchie que lorsqu’elle Elle ne peut être franchie que lorsqu’elle est validée, est validée, etet que la réceptivité que la réceptivité associée à la transition est associée à la transition est vraievraie (égale à (égale à 1).1).

Règle 3 : Evolution des étapes Evolution des étapes activesactives

Le Le franchissementfranchissement d’une transition d’une transition provoque simultanément :provoque simultanément :

- la - la désactivationdésactivation de toutes les étapes de toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à immédiatement précédentes reliées à cette transition, cette transition,

- - etet l’activation l’activation de toutes les étapes de toutes les étapes immédiatement suivantes reliées à cette immédiatement suivantes reliées à cette transitiontransition.

Les structures de base du GRAFCET

La séquence unique Le GRAFCET le plus simple, c’est la séquence unique qui donne un GRAFCET très linaire.

Une seule séquence est donc choisie, ce qui explique le terme de « séquences exclusives ».

Les valeurs logiques « X » et « Y » doivent être mutuellement exclusives.

Les étapes 3, 4, 5 et 6 sont exécutés si « Y » est activé. Si « X » est activé, on saute ces quatre étapes en passant de l’étape 2 à l’étape 7. Il faut que les variables logiques « X » et « Y » soient mutuellement exclusives.

Reprise d’étape

La reprise d’étape permet de reprendre ou non une série d’étapes à plusieurs reprises. Les étapes 3, 4, 5 et 6 ne seront faites qu’une seule fois si la variable « Y » est active lors de l’étape 6. Si la variable « X » est active à l’étape 6, l’automatisme reprendra les étapes 3, 4, 5 et 6. Il faut que les variables logiques « X » et « Y » soient mutuellement exclusives.

Les séquences simultanées

Lorsque l’automatisme est en mesure de faire certaines opérations simultanément (par exemple, remplir une bouteille et en boucher une autre), il est possible d’utiliser le parallélisme structural pour faire des séquences simultanées. Dans l’exemple montré ci-contre à gauche, lorsque l’étape 2 est active et que la réceptivité « z » est vraie, les deux séquences démarrent en même temps. Donc les étapes 3 et 7 s’activent en même temps. Ensuite, chaque séquence évolue de façon indépendante à sont propre rythme. Pour passer à l’étape qui suit les séquences simultanées, il faut que les dernières étapes de toutes les séquences soient actives et que la réceptivité commune soit vraie. Donc on passera à l’étape 10, si les étapes 6 et 9 sont actives et que la réceptivité v20 v30 est vraie.

Dans certaines applications, il est très fortement recommandé de terminer chaque séquence avec une étape d’attente. C’est particulièrement vrai avec les actionneurs électriques. Supposez qu’à l’étape 6, l’action V2- représente le déplacement d’un pont roulant. Si le pont roulant arrive vis-à-vis le capteur v20, mais que l’autre séquence n’est pas à l’étape 10, alors on ne passe pas à l’étape 12 et l’étape 6 reste active. Donc le pont roulant poursuit son mouvement et s’il devait s’arrêter lorsque v20 devient vrai, c’est raté. Si en plus v20 était un capteur indiquant que l’on arrive à la fin du rail, le problème est grave (quoique l’on doive toujours prévoir un interrupteur de surcourse).

L’ajout d’une étape d’attente évite ce problème, puisque lors de l’étape d’attente il ne se produit pas d’action. Ainsi, dans la section de GRAFCET, lorsque l’étape 6 est active, dès que v20 devient vrai on passe à l’étape 7 et l’action V2- n’a plus lieu. Ainsi, si on reprend l’exemple du pont roulant,

celui-ci s’arrêtera maintenant au bon endroit.

EXEMPLE : perçagePoint de vue Système:

Point de vue Partie Opérative:

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