GJC LE GRAFCET - Freebts.crsa.rascol.free.fr/Automatismes/PP/PP - Le Grafcet.pdf · 1982 : ADEPA ;...

GJ C

LE GRAFCET

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GRAFCET

NORMALISATION

NF EN 60848

Introduction

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IntroductionHistorique

Années 70: Méthode de Huffman,

1962: P.Girard défini les « Réseaux de Pétri » (étape et réceptivité),

cahier des charges et modélisation.

1975: AFCET

Association Française pour laCybernétiqueEconomique etTechnique





1975: AFCET1977 :« GRAFCET »

GRApheFonctionnel deCommandeEtape -Transition






1982 : ADEPA ; norme grafcet NF C03-190

Agence pour le DEveloppement de la Production Automatisée








1988 : CEI ; norme grafcet internationale IEC 848

CommissionElectrotechniqueInternationale





1975: AFCET1977 :« GRAFCET»


1988 : CEI ; norme grafcet internationale IEC 848


2002 : ADEPA ; norme grafcet NF EN 60848

Outil normalisé

GJ C

IntroductionNécessité d’un outil normalisé

Le GRAFCET est un outil de description du comportement déterministe de la partie commande

Principes généraux

GJ C

IntroductionPrincipes généraux

PO PC

Frontière d’isolement du système

Frontière PO / PC

Sorties

entrées


Il est nécessaire de caractériser toutes les entrée s sorties avant de pouvoir faire une description par grafcet.

AutoDcy

TESTC>6

KM1

KFr

PID

PC

PARTIE SEQUENTIELLE

1

2

(Auto.pv)+(p/p.Dcy)

[C>6]

KM1 KFr


Partie séquentielle du systèmeMarche

PositionHaute

PositionBasse

FinApproche

DescenteRapide

RotationBroche

DescenteLente

Montée

1

2

3

4

DescenteRapide RotationBroche

DescenteLente RotationBroche

Montée

Marche ET PositionHaute

FinApproche

PositionBasse

PositionHaute


1

2

3

4

DescenteRapide RotationBroche

DescenteLente RotationBroche

Montée

Marche ET PositionHaute

FinApproche

PositionBasse

PositionHaute

STRUCTURE

SequentielleEtapes

Transitions

Liaisons orientées

INTERPRETATIONRéceptivités

Actions avec assignation

Règles

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IntroductionRègles

Règle de syntaxe

L’alternance étape/transition et transition/étape d oit toujours être respectée, quelle que soit la séquenc e parcourue.

Conséquences:

� deux étapes ne peuvent pas être reliées directement.

� deux transitions ne peuvent pas se suivre.

� une liaison orientée relie obligatoirement une étape à une transition ou une transition à une étape.

IntroductionRègles

Règles d’évolutionRègle N°1 : Règle de la situation initiale

La situation initiale est la situation à l’instant i nitial, elle est décrite par l’ensemble des étapes actives a cet instant. Le choix de la situation initiale repose sur des considérations méthodologiques et relatives à la nat ure de la PO.

REGLE 1

La situation initiale du GRAFCET caractérise le com portement initial de la PC vis à vis de la PO et correspond à l’ensemble des éta pes actives autorisant le début du fonctionnement.

Conséquences:

� La situation initiale correspond souvent a la position de référence de la PO.

� on n’associe pas en général d’action aux étapes initiales.

IntroductionRègles

Règles d’évolutionRègle N°2 : Règle du franchissement d’une transition

REGLE 2

Le franchissement d’une transition se produit :

� Lorsque le transition est validée.

ET

� Lorsque la réceptivité associée est vraie.

Remarque

Une transition est dite validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes reliées a cette transition sont actives.

IntroductionRègles

Règles d’évolutionRègle N°3 : Règle d’évolution des étapes actives

REGLE 3

Le franchissement d’une transition entraîne simulta nément l’activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes.

IntroductionRègles

Règles d’évolutionRègle N°4 : Règle du franchissement simultané

REGLE 4

Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.

IntroductionRègles

Règles d’évolutionRègle N°5 : Activation et désactivation simultanée d’une étape

REGLE 5

Si au cours du fonctionnement, une même étape est s imultanément activée et désactivée, elle reste activée.

IntroductionRègles

X2

X3

a

2

3

a

��t

La durée de franchissement d’une transition ne peut jamais être considérée comme nulle

La durée d’activation d’une étape ne peut jamais êt re considérée comme nulle

Remarque

Représentation graphiquedes éléments

GJ C

IntroductionReprésentation graphique

**

2

Etape Etape initiale Variable d’étape

1

X*

X2

X1


Transition

2

3

2

3

Repère de transition

2

3

2

3

(*) (12)


Synchronisation12

13

(8)

23 33

La transition (8) est validée si ?

Étape X12 active


Synchronisation

3418

(6)

35

12


Étapes X18 ET X34 ET X35 actives


Synchronisation

2818

(14)

35

46


Étapes X18 ET X28 ET X35 actives

362915


Liaison orientée de haut en bas

2818

(14)

35

46362915


Liaison orientée de bas en haut


Repère de liaison

*

14

étape 83page 13


Réceptivité associée à une transition

*

12

a . ( b + c )

13

Réceptivité toujours vraie

1

12

13

Application des règles d’évolution

GJ C

IntroductionApplication des règles d’évolution

Evolution non fugace

11

12

13

a

b

c

a = 1b = 0c = 0

IntroductionApplication des règles d’évolution

Evolution fugace

11

12

13

a

b

c

a = 1b = 1c = 0

Actions associées

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Introductionactions associées

*

Mode continu (sans condition d’assignation)

4 KM1

Libellé de l’action

Une action est nécessairement associée à une étape.Elle ne dépend donc que de l’étape à laquelle elle est associée.

Représentation de l’action

KM1 = X4



4 KM1 KM1 = X4

t

X4

t

KM1


4 KM1 EV10

4 KM1

EV10

Plusieurs actions peuvent être associées à une même étape.


KM1 = X4EV10 = X4


4 KM1 EV10


KM1 = X4EV10 = X4

t

X4

t

KM1

t

EV10


KM1

Une action peut être associées à plusieurs étapes.


KM1 = X4 + X6

4

5

6

a

b

c

KM1



KM1 = X4 + X6

t

X4

t

X6

t

KM1


KM1

L’action dépend de l’étape et de la condition d’assignation.

Mode continu (avec condition d’assignation)

* Condition d’assignation

4 KM1

d

KM1 = X4 . d


Mode continu (avec condition d’assignation)

4 KM1

d

KM1 = X4 . d

t

X4

t

d

t

KM1


Mode mémorisé

* := #

Libellé de l’action Valeur de l’action

24 KM 1 := 1 24 KM 1 := 1

Départ de l’action


Mode mémorisé

24 KM 1 := 1

t

X24

t

X28

28 KM 1 := 0

t

KM1

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GRAFCET

CONSTRUCTION

Structures basiques

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Structures basiques

Séquence unique

Une séquence unique est composée d'une suite d'étapes pouvant être activées les unes après les autres.Chaque étape n'est suivie que par une transition et chaque transition n'est validée que par une étape. La séquence est:

- "active" si au moins une étape est active, - "inactive" si toutes les étapes sont inactives.

Séquence unique

Cycle d’une seule séquence

Cas particulier d’une séquence rebouclée sur elle-même. Pour permettre l’évolution, elle doit posséder une étape initiale ou faire l’objet d’un forçage de niveau supérieur

Structures basiques

Séquences simultanées

Divergence en ET

Convergence en ET

Le franchissement d'une transition conduit à activer plusieurs séquences en même temps.Ces séquences sont dites séquences simultanées ou parallélisme structural . Après l'activation simultanée de ces séquences, les évolutions des étapes actives dans chacune des séquences deviennent alors indépendantes.

Structures basiques


Action A

Action B

10

20

21

22

30

31

11

Attention aux actions associées aux étapes de synch ronisation.

Structures basiques


Action A

Action B

10

20

21

22

30

31

11

Étapes de synchronisation

Étapes de synchronisation

Le franchissement de la transition en aval des étapes de synchronisation ne peut se faire que si toutes les étapes de synchronisation sont activ es.

23

32

Structures basiques

Sélection de séquences

11

3020

Divergence en OU

Convergence en OU

11

20 30

Exclusivitélogique

La sélection exprime un choix d'évolution entre plusieurs séquences, à partir d'une ou plusieurs étapes. Cette structure se représente par autant de transitions validées qu'il y à d'évolutions possibles.

a / a

… …

…

Structures basiques

11

3020

Divergence en OU

Convergence en OU

11

20 30


Exclusivitétechnologique

a0 a1

a0 a1

… …

…

Structures basiques

11

3020

Divergence en OU

Convergence en OU

11

20 30


Traitement

prioritaire

a /a.b

… …

…

Structures basiques


12

13

14

15

Saut d’étape(s)

f / f

u

v

w

…..

Structures basiques


12

13

14

15

Reprise de séquence

n/ n

u

v

w

…..

Structures basiques


11

20 30

ACTION A

Séquence alternatives

Z ; variable drapeau

Z / Z

… …

…

Z:=1Z:=0

Structures basiques

Structures complexes

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Parallélisme ouvert

1

10

11

12

20

21

On utilise une structure mixte, ouverture simultanée en association avec un retour en OU. Ce type de structure est à utiliser avec beaucoup de précautions à cause des risques représentés par la possibilité de réactiver une séquence sans avoir eu la fin de l’autre.


Parallélisme interprété

10

11

12

13

20

21

Lorsque les réceptivités associées aux transitions validées par une ou plusieurs étapes ne sont pas exclusives, des évolutions simultanées peuvent se produire conduisant à activer plusieurs étapes à la fois .Ce deuxième type de parallélisme est appelé "parallélisme interprété" , car ces évolutions simultanées ou non sont uniquement déterminées par les réceptivités associées aux transitions. Ce mode de fonctionnement doit être utilisé avec pru dence .


Parallélisme structural V1+V1-

v1.0 v1.1 V2+V2-

v2.0 v2.1

mRègle:

• SI m ALORS { V1 ET V2 aller et retour}

V1-

V2+

V2-

20

21

1

12 22

11

m

V1+10

V1.1

V1.0

V2.1

V2.0

1


Parallélisme interprété

V1+V1-

v1.0 v1.1

m1

V2+V2-

v2.0 v2.1

m2

Règle:

• SI m1 ALORS V1{ aller et retour}

• SI m2 ALORS V2 {aller et retour}

• SI (m1 ET m2) ALORS { V1 ET V2 aller et retour}

V1-

V2+

V2-

20

21

1

11

V1+10

V1.1

V1.0

V2.1

V2.0

m1 m2


Structures spéciales

GJ C

Partage de ressource

Une "ressource commune" physique ou logique peut être partagée entre plusieurs séquences utilisatrices exclusives, sous la forme d'une étape validant plusieurs transitions.Le franchissement de l'une d'entre-elles conduira à n'activer qu'une seule de ces séquences. Lorsque cette étape sera active, la ressource sera attribuée à la première transition devenant franchissable, et pour ce faire une priorité logique sera donc indispensable dans l'écriture des réceptivités afin d'éviter tout conflit.

Chargement wagonnet A

Chargement wagonnet B

Position attente A

Position attente B

Aiguillage A

Aiguillage B

Gauche a

Gauche b

Déchargement


Gauche a

Gauche b

10

11

12

dosageA avancer A

dcyA.gauche a Fin dosage

Position attente A

20

21

22

dosageB avancer B

dcyB.gauche b Fin dosage

Position attente B

1

13

14

15

AiguillageA avancer A

déchargement

Coté A

10s/X14

1

arriére A

Position attente A

23

24

25

AiguillageB avancer B

déchargement

Coté B

10s/X24

/X12

arriére B

Position attente B

15 arriére A

Gauche a

15 arriére B

Gauche b

Couplage de séquences

Une ou plusieurs étapes peuvent permettre les synchronisations logiques successives ou alternatives de plusieurs séquences en mémorisant au moment voulu les autorisations nécessaire.

10

11

12

USINAGE

marche

Pièce usinée

20

21

marche

1

13 DEPOSE

Pièce déposée

1

22

24

30

PRISE

Pièce prise

1

ASSEMBLAGE

Asem terminé


Construction du grafcet

GJ C

1) dessiner l’installation sous forme d’un schéma global,

Etapes de la méthode


2) établir une liste détaillée de description du cycle envisagé,



L’opérateur installe un plateau

Le chariot arrive au dessus du chargement

L’opérateur appuie sur le bouton départ, le chariot se déplace vers la droite

Le chariot arrive au dessus du bac, le bras descend

Le bras arrive en position basse, temporisation de 8 minutes commence

Les 8 minutes sont écoulées, le bras remonte

Le bras arrive en position haute, le chariot se déplace vers la droite

Le chariot arrive au dessus du déchargement, un voyant clignote, l’opérateur enlève le plateau

L’opérateur appuie sur le bouton départ, le chariot se déplace vers la gauche

3) Faire la distinction entre les actions (sorties ) et les évènements de contrôle ou de commande (entrées ).



L’opérateur installe un plateau


L’opérateur appuie sur le bouton départ, le chariot se déplace vers la droite

Le chariot arrive au dessus du bac, le bras descend

Le bras arrive en position basse, temporisation de 8 minutes commence

Les 8 minutes sont écoulées, le bras remonte

Le bras arrive en position haute, le chariot se déplace vers la droite

Le chariot arrive au dessus du déchargement, un voyant clignote, l’opérateur enlève le plateau

L’opérateur appuie sur le bouton départ, le chariot se déplace vers la gauche



PC

Traitement de surface




PC


Le chariot arrive au dessus du bac

Le bras arrive en position basse

Le bras arrive en position haute

Le chariot arrive au dessus du déchargement


L’opérateur appui sur le bouton départ

Le bras descend

Le bras remonte

Un voyant clignote

Le chariot se déplace vers la gauche

Le chariot se déplace vers la droite

Temporisation




PC


Temporisation

BP marche

Chariot au chargement

Chariot au déchargement

Chariot sur le bac

Bras position basse

Bras position haute

Déplacer chariot a droite

Déplacer chariot a gauche

Descendre bras

Monter bras

Faire clignoter voyant


4) Utiliser les éléments graphiques du grafcet pour traduire cette liste.

Etapes de la méthodeTraitement de surface

Temporisation

BP marche



Chariot sur le bac

Bras position basse

Bras position haute



Descendre bras

Monter bras



1

2

3

4

5

6

7

8

Déplacer chariot à droite

Descendre bras

Temporisation



déplacer chariot à gauche

BP marche

Chariot sur le bac

Bras position basse

Bras position haute


BP marche


Temporisation écoulé

Monter bras



Temporisation

BP marche



Chariot sur le bac

Bras position basse

Bras position haute



Descendre bras

Monter bras



1

2

3

4

5

6

7

8


Descendre bras

Temporisation




BP marche

Chariot sur le bac

Bras position basse

Bras position haute


BP marche


Monter bras

Temporisation écoulée



Temporisation

BP marche



Chariot sur le bac

Bras position basse

Bras position haute



Descendre bras

Monter bras





Temporisation

BP marche



Chariot sur le bac

Bras position basse

Bras position haute



Descendre bras

Monter bras



1

2

3

4

5

6

7

8


Descendre bras

Temporisation




BP marche

Chariot sur le bac

Bras position basse

Bras position haute


BP marche


Monter bras

Temporisation écoulée

Représentation d’une automatisation

GJ C


Structure d’une chaîne fonctionnelle

PARTIE COMMANDE(Automate programmable)

Une entrée

PROGRAMME

Une sortie

PARTIE OPERATIVE(processus)

Capteur

PROCESSUS

Effecteur

Chaîne d’acquisition

Chaîne d’action

Circuit de puissance

Circuit de commande

Partie commande Actionneurpréactionneur


Etude d’une chaîne d’action

Partie commandeAPI

w

Déplacer une caisse

capteursCapteurs

Préactionneur

Actionneur

Entrées

Sorties


Etude d’une chaîne d’action

Partie commandeAPI

entrées sorties

w

%Q2,6

Déplacer une caisse


Chaîne fonctionnelle

Relation de CAUSE à EFFET

Toute action observable est l’effet d’un ordre émis pa r la PC

Tout ordre émis par la PC provoque une action observable


Chaîne fonctionnelle PC observateur

Point de vue PC ou réalisation

Point de vue actionneur

Point de vue fonctionnel

%Q2.6 Activation sortie N°6

Faire sortir tige vérin

Tige du vérin sort

Déplacer caisseLa caisse se déplace

Niveau utilisé pour la description système du CdCF

Niveau utilisé pour la description opérateur et maintenance

Niveau utilisé pour la programmation et la maintenance

GJ C

GRAFCET

COMPLEMENTS

Représentation du temps

GJ C


Le temps est souvent utilisé dans des application et fait appel aux « opérateurs à retards ».

La forme littérale d’un opérateur à retards est « t1 / En / t2 »


Opérateur retard normalisé

Opérateur à retards : (Delay élément : symbole 12-40-01 de la norme CEI/IEC 617-12).

t1 t2En Sn

« t1 » est le retard apporté au changement de l’état logique [0] vers l’état logique [1] de la variable d’entrée En.« t2 » est le retard apporté au changement de l’état logique [1] vers l’état logique [0] de la variable d’entrée En.

En

t

Sn

t


Opérateur retard normalisé

Opérateur à retards : (Delay élément : symbole 12-40-01 de la norme CEI/IEC 617-12).

t1 t2En Sn

« t1 » est le retard apporté au changement de l’état logique [0] vers l’état logique [1] de la variable d’entrée En.« t2 » est le retard apporté au changement de l’état logique [1] vers l’état logique [0] de la variable d’entrée En.

En

t

Snt1 t2

t


Utilisation dans la grafcet

Dans le cas d’une représentation normalisée du GRAFCET:

Xn

t

t1 / Xn

t

t1 / En / t2 t1 / Xn / t2

La locution « t1/Xn/t2 » prend la valeur logique [1] dès que t1 secondes se sont écoulées depuis le début d’activité de l’étape « Xn ». La locution « t1/Xn/t2 » reprend la valeur [0] t2 secondes après la désactivation de l’étape « Xn ».


Dans le cas d’une représentation normalisée du GRAFCET:

t1

Xn


t1 / Xn

t

t

La locution « t1/Xn/t2 » prend la valeur logique [1] dès que t1 secondes se sont écoulées depuis le début d’activité de l’étape « Xn ». La locution « t1/Xn/t2 » reprend la valeur [0] t2 secondes après la désactivation de l’étape « Xn ».

t1 / En / t2 t1 / Xn / t2



Xn

1

2

t1/Xn:=0

t emps t1

3 t1/Xn:=1

/Xn

/Xn

Xn

t

t1 / Xnt1

t


Réceptivité dépendante du temps

t1/Xn 3s/X3

3

4

L’étape temporisée X3 doit rester active pendant un temps supérieur ou égal à 3s pour que la réceptivitépuisse être vraie.


Réceptivité dépendante du temps

3

4

8

9

Il est possible d’utiliser cette notation lorsque l’étape temporisée n’est pas l’étape amont de la transition.

3s/X4


Actions temporisées

t1 / * / t2

*

Action retardée

t1 / *

*


Actions retardées3s/X27

27 Action R

b

X27

b

3s/X27

R

t

t

t

t

R = ?


Actions retardées3s/X27

27 Action R

b

X27

b

3s/X27

R

t

t

t

t

R = X27 . (3s/X27)


Actions temporisées

t1 / * / t2

*

Action retardée Action limitée

t1 / *

*

t1 / *

*


Actions limitées

X28

b

3s/X28

L

t

t

t

t

3s/X28

28 Action L

b

L = ?


Actions limitées

X28

b

3s/X28

L

t

t

t

t

3s/X28

28 Action L

b

L = X28 . (3s/X28)

Compléments sur les réceptivités

GJ C

Complément sur les réceptivités

Réceptivité liée à la valeur d’un prédicat

Prédicat : Expression qui contient une ou plusieurs variables et qui est vraie ou fausse selon la valeur quel’on attribue a celles-ci, ou selon les quantificateurs qui les lient.

[ * ]

5

6

[ t>8°]


Réceptivité toujours vraie

1


Réceptivité liée à un front d’une variable

Un front caractérise l'évènement associé au changement d'état d'une variable logique.

Lorsqu'un front est utilisé comme réceptivité, son apparition provoque :

• soit une évolution si la transition est validée,

• soit n'est pas prise en compte si la transition n’est pas validée.

Un front ne peut provoquer une évolution, que s'il survient lorsque la transition est validée !



Front MONTANT

↑*

Front DESCENDANT

↓*

5

6

↑b

5

6

↓b


2

3

4

a

↑b

a

b

X2

X3

t

t

t

t

X4

t

La variable a est présente avant b



2

3

4

a

↑b

a

b

X2

X3

t

t

t

t

X4

t

La variable b est présente avant a



b

X2

X3

X4

t

t

t

t

2

3

4

↑b

↑b

Succession de fronts



2

3

4

a

↑b

a

b

X2

X3

t

t

t

t

X4

t



a

b

a.b

(a.b) ↑

t

t

t

t

a ↑. b ↑

t

Combinaison de variables



a

b

a.b

(a.b) ↑

t

t

t

t

a ↑. b ↑

t


Impossible !!



a

b

a+b

(a+b) ↑

t

t

t

t

a ↑ +b ↑

t




Représentation du front

3

4

a↑

ACTION A

ACTION B

La traduction au niveau réalisation, en logique programmée type API, peut se faire suivant les capacités de la machine :

• Par la traduction direct en utilisant l’instruction front du constructeur,




• Par la traduction direct en utilisant l’instruction front du constructeur,• Par la programmation du GRAFCET développé,

3

4

a↑

ACTION A

ACTION B

3

a↑

ACTION A

4 ACTION B3b ACTION A

a

/a

Contrôle de l’apparition de a

Aucune liaison

ne peut se relier

à ce bloc rajouté



a B0 B1

B0

B1

B1 : bit représentant le f ront montant de a un tour de cy cle


• Par la traduction direct en utilisant l’instruction front du constructeur,• Par la programmation du GRAFCET développé,• Par l’utilisation des spécificités de fonctionnement de l’API (cycle)

B1 représente le front montant de « a » actif sur un tour de cycle

Le comptage

GJ C

ComptageLe comptage assuré par une fonction externe par rapport à la frontière de description du modèle grafcet, se traduit par un dialogue entrées/sorties avec le modèle GRAFCET.

Un compteur est un registre particulier dont la valeur N passe à N+1(comptage) ou N-1(décomptage) après application d’une impulsion sur une entrée spéciale. L’initialisation consiste:

• soit à une RAZ,• soit à une présélection à une valeur N.

Les actions :• INITIALISER ( CPT ← 0 ou CPT← N ),• COMPTER ( INC ou CPT← CPT+1 ; DEC ou CPT← CPT-1 )

seront associées à une ou plusieurs étapes du GRAFCET et sont donc représentés par des ordres internes.La sortie du compteur “Cpt” pourra être associée à une transition. Dans ce cas la réceptivité est exprimée sous forme d’un prédicat.

CTU

CU

R

PV

Q

CV

CTD

CD

LD

PV

Q

CV

Comptage

5

6

[CPT = 3]

CPT ← CPT + 1

◄ h

10 CPT ← 0

5

6

[CPT = 3] . a

CPT ← CPT + 1

10 CPT ← 0

7

[CPT < 3] . a

Compléments sur les transitions et les étapes

GJ C

Compléments

Une étape source est une étape qui ne possède aucune transition amont. Pour que cette étape soit active, il faut quelle soit :- étape initiale,- forcée depuis un grafcet hiérarchiquement supérieur.

Etape source

15

16

17

14

22

23

24

21

Compléments

Une étape puits est une étape qui ne possède aucune transition aval. Sa désactivation ne peut se faire que par un ordre de forçage.

Etape puits

/déf

23

24

25

26 Alarme

déf

Compléments

Une transition source est une transition qui ne possède aucune étape amont. Par convention, la transition source est toujours validée et est franchie dés que sa réceptivité associée est vraie.

Transition source

21

22

23

24

Compléments

Transition puits

21

22

23

Une transition puits est une transition qui ne possède aucune étape aval.

GJ C

LE GRAFCETCOORDINATION DES TACHES

Méthodologie d’analyse

GJ C

Une tâche opérative est un regroupement d’opé rations topographiquement associées à une fonction du systèm e.

Méthodologie d’analysePartition des tâches

Tâche opérative définition


L’ensemble des tâches doit correspondre à une partition logiquede l’ensemble des opérations associées au fonctionnement de tout ou partie du système. Pour optimiser l’analyse la partition doit être :

- Cohérente vis-à-vis du processus (respecter les fonctions)

- Fidèle et complète- Minimale


Partition en tâchesLa partition en tâches doit s’appuyer sur la structure fonctionnelle et topographique du processus. On la représente sous forme du tableau de partition.

remarquesPO associéeT(i)Nom de la tâche

Dosage produit A

trémie A, vanne A, bascule B1

bascule B1 commune avec T4

T3


Proposition logique d’antérioritésLe choix des autorisations (antériorités entre tâches) se représente sous la forme du tableau de proposition logique d’antériorités.

Fin T(i) autoriseFin de T(i) SiDébut de T(i) SiT(i)

T3 Fin T2 ET Fin T4 Produit stockéen B T8

Le critère usuel pris en compte pour établir les antériorités est le temps.L’optimisation est obtenue par l’émission «au plus tôt » des autorisations entre tâches.


Graphe de synchronisationLe graphe de synchronisation permet une vérification de la coordination des tâches, sans les contraintes de représentation du GRAFCET. Inspiré des réseaux de Pétri, ce graphe n’est pas obligatoire, on peutdirectement traduire la synchronisation par le Grafcet de coordinationdes tâches.

Tâche Ti

T(i+1)

T(i-1)Représentation de

la tâche

Tâche Ti

T(i-1)

T(i+2)


Les tâches peuvent s’associer en séquence linéaire unique, mais utiliser aussi des structures de séquence simultanées ou de choix.

Structure linéaire

Tâche T(i+1)



Tâche Ti

T(i+1)

T(i-1) T(i+3)

Tâche Ti

T(i+1)

T(i-1)

T(i+2)

Convergence en OU Divergence en OU

Cx CY

CxCY



Tâche Ti

T(i+1)

T(i-1) T(i+3)

Tâche Ti

T(i+1)

T(i-1)

T(i+2)

Convergence en ET Divergence en ET

Représentation structurédu grafcet de coordination

GJ C

HiérarchisationPartition des tâches

La représentation d’une partition comporte deux niveaux :- le niveau tâches opératives,- le niveau de coordination (grafcet de coordination des tâches).

L’ensemble forme le grafcet de production normale (GPN) du système.

Plusieurs formes de représentation du GPN peuvent être utilisées.

HiérarchisationReprésentation par grafcet synchronisé

Cette représentation utilise le principe de synchronisation entre grafcet par la méthode appel/réponse avec acquittement.

100

FIN Ti

1510 21

22

23 24

X22

/ X22

X FIN Ti

HiérarchisationReprésentation par Macro représentation

La notion de macro représentation utilise le concept de macro étape. Il permet une description progressive par affinements successifs tout en restant dans l’esprit du Grafcet.

Une macro-étape M* est l'unique représentation d'un ensemble unique d'étapes et de transitions nommé " Expansion de M* ".

HiérarchisationMacro représentation

Macro représentation -Exemple

HiérarchisationEncapsulation

Il y a encapsulation d’un ensemble d’étapes « encapsulées », par une Étape « encapsulante », si et seulement si, lorsque l’étape encapsulanteest active, l’une, au moins, des étapes encapsulées est active.

Le spécificateur peut utiliser l’encapsulation pour structurer de manière hiérarchique un grafcet.

HiérarchisationEncapsulation

Encapsulation -Exemple

Calcul du temps de cycle

GJ C

Calcul du temps de cycleMéthodes

Le temps de cycle est calculé à partir du Grafcet de coordination des tâches, deux méthodes peuvent être utilisées :

• Le tracé du diagramme de Gantt par rapport aux étapes de lancement des tâches opératives,

• Résolution de l’équation des supérieurs liée aux tâches opératives.

Calcul du temps de cycle -Exemple

M1

M2

1

marche

1

2

1

1

M3 M4

3

1 1

Tâche T4

Tâche T1

Tâche T2

Tâche T3

2

20

1

marche

Xfin T1

3

1

XFin T2

4 11

10

Xfin T3 XFin T4

Tâche T4

Tâche T1

Tâche T2

Tâche T3

GJ C

LE GRAFCETLA HIERARCHIE

Structure hiérarchisée

GJ C

PC

optimisation

gestion

communication

Surveillance sécurité

conduite

commande

structure hiérarchisée Fonction de la PC

commande

Analyse des tâches opératives

Grafcet de production normale

GPN = GCT + GT(i)

Analyse des M.M.A

Grafcet de conduite machine

GCM

GRAFCET

GEMMA

structure hiérarchisée Fonction de la PC

Gestion des sécurités

Modes de marches

Grafcet Mode auto

Controlcommande

NUM

BOOL

bool

structure hiérarchisée Structure de la PC

BOOL

NUM

Fonction de Control commande

bool

Grafcet de sécurité

Grafcet de conduite

Grafcet de Production

GPN


BOOL

Grafcet de sécurité

Grafcet de conduite

Grafcet de Production

GPN

Hiérarchie explicite: forçagesHiérarchie formelle: variables d’étapes


PARTIE OPERATIVE

NIVEAU DE COMMANDE

NIVEAU DE CONDUITE

NIVEAU DE SURVEILLANCESécurité câblée

manuel

automatique

structure hiérarchiséeHiérarchie des fonctions

PARTIE OPERATIVE

NIVEAU DE COMMANDE

NIVEAU DE CONDUITE

NIVEAU DE SURVEILLANCESécurité câblée

Actions directes

de sécurités

ordres directs de sécurités

Ordres et comptes rendus de sécurités

manuel

automatique

Équations des sorties Ordres et comptes rendus

structure hiérarchiséeHiérarchie des fonctions

Le niveau surveillance est hiérarchiquement supéri eur aux deux autres,il émettra des ordres de forçage vers les ni veaux inférieurs mais aussi des ordres directs vers la PO .

•Les sécurités de première urgence seront assurées p ar une logique câblée

•Les sécurités d’urgence inférieur seront traitées p ar la logique programmée (API)

Reprise à froid

Reprise immédiate

Reprise à chaud

SURETE de FONCTIONNEMENT

= SECURITE + DISPONIBILITE

structure hiérarchiséeNiveau surveillance

sécurité

Surveillance du système

Actions de sécurité

GRAFCET de SECURITE

Unique

ou

associé a un ou plusieurs grafcet de surveillance


sécurité

GRAFCET de SECURITE

Le seul a être initialisé à la mise sous tension

Arrêt catégorie 0

Arrêt catégorie 1

Arrêt catégorie 2


GRAFCET de

SECURITE

GRAFCET de CONDUITE MACHINE

GRAFCET de PRODUCTION NORMALE

structure hiérarchiséeStructure globale

G_SECGrafcet de sécurité

Généralement initialisé à la mise

sous tension

G_SURV(n)

Grafcet de surveillance de zone ou de sous:système

G_REP

Grafcet de reprise après coupure

Généralement : ordres de forçages

Informations de situations

NIVEAU DE SECURITE


GRAFCET de

SECURITE




G_CM

Grafcet de gestion des modes de MARCHES et

d’ARRETS

G_auto

Grafcet du mode de marches

automatiques

G_init

Grafcet de mise en

référence de la PO

Généralement : ordres de forçages

Informations de situations

NIVEAU DE CONDUITE MACHINE


GRAFCET de

SECURITE




G_COT

Grafcet de gestion des modes de MARCHES et

d’ARRETS

G_Ta(1)

Grafcet de la tâche 1

G_Ta(n)

Grafcet de la tâche n

Lancement des tâches

Informations de fin de tâche

NIVEAU DE PRODUCTION : GPN


GRAFCET de

SECURITE



G_CM(init)

G_CM(….)

G_PN( )

G_PN(init)

Comptes rendus


GRAFCET de

SECURITE



G_CM(init)

G_CM(….)

G_PN( )

G_PN(init)

Comptes rendus

SEUL initialisé a la mise sous tension

Traite les défauts ( �� boucler sur l’AU pour catégorie 2)

L’étape de fonctionnement doit être liée aux sorties

Initialisé par le G_SEC

Forçages complémentaires en fonction des MMA

N’est JAMAIS réinitialisé, ni mis a vide

Peut être forcé par le G_SEC en situation donnée

Initialisé par le G_CM en mode auto

Peut être mis a vide par G_SEC


A1État initial de la PO

Initialisation de la PC

A2

Arrêt en fin de cycle

F1

Production des cadres

Dcy.pb

Acy+/pb

structure hiérarchiséeExemple

A1État initial de la PO

Initialisation de la PC

A2

Arrêt en fin de cycle

F1

Production des cadres

Dcy.pb

Acy+/pb

200

201 C+

c1

202 B+

b1

203 D-

d0.e0

204 C-

c0.b0

205 A+

a1

206 D+

d1.e1

207 A-

a0

E-

B-

208

pb /pb

E+


200

201 C+

c1

202 B+

b1

203 D-

d0.e0

204 C-

c0.b0

205 A+

a1

206 D+

d1.e1

207 A-

a0

E-

B-

208

pb /pb

E+


GJC LE GRAFCET - Freebts.crsa.rascol.free.fr/Automatismes/PP/PP - Le Grafcet.pdf · 1982 : ADEPA ;...

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