Systèmes automatisés - GEMMA · Systèmes automatisés - GEMMA © D.Giacona Objectif Définir les...

Systèmes automatisés - GEMMA

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Denis Giacona

ESSAIMÉcole Supérieure des Sciences Appliquées pour l'Ingénieur12, rue des frères Lumière68 093 MULHOUSE CEDEXFRANCE

Tél. 33 (0)3 89 33 69 00

http://www.essaim.uha.fr

Version 1.0oct.-01

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LE GEMMA : Les Modes de Marche etd’Arrêt d’un Système Automatisé de

Production


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Objectif

Définir les modes :

• d’exploitation- mise en production normale, arrêt de la production- marche de préparation- marche de clôture- mise hors ou en état de marche de la partie commande

• de mise au point- essais de production- réglages

• de maintenance- contrôle préventif- dépannage

Indiquer les procédures de sécurité durant les phases d’exploitation :

• surveillance• diagnostic (localisation des défauts)• mise en sécurité

Préciser les conditions de changements de modes :

• contrôle par l’opérateur

L’opérateur, le régleur ou le dépanneur contrôlent la plupart de ces changements demode par des actions sur des capteurs-opérateurs du pupitre de commande ou parmanipulation sur les claviers des terminaux de dialogue :- sélecteur de modes de marche- sélecteur de séquences- sélecteur de postes- coup de poing d’arrêt d’urgence- touches de clavier,…

L’opérateur doit avoir la possibilité de revenir en arrière en cas d’erreurs demanipulation.

• évolution non contrôlée par l’opérateur

Le changement de mode peut s’exécuter automatiquement dans les cas suivants :- occurrence d’un événement de fin de tâche- apparition d’une anomalie de fonctionnement


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Le pupitre de commande

VCY

dcy acy

CYCLES

VFIG

fig dfig

FIGEAGE

VPO

mPO

aPO

P.O.

VAU

VEEVAUTO VMANU VREF

VAL

automanu

ref

ee/modes

MODES DE MARCHE

mpmc

/mpc

PRÉPARATION / CLÔTURE

VMP VMC

7 F98

A CB0

4 E65

1 D32

COMMANDES MANUELLES

AU

ARRÊTD’URGENCE

cc

ac

VPC

mPC aPC

P.C.


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Les sources d’énergie d’un SAP

Les énergies de commande et de puissance

Alimentation des PC et PR

Afin de garantir une surveillance permanente, l’état du SAP doit être connu dès quela PC est mise en énergie. Deux modes d’alimentation sont possibles :

- PC et PR sont branchées sur la même source

- PC et PR ont des alimentations indépendantesContrainte : la PR doit être en service avant la mise en énergie de la PC

Moduled'alimentation

(230 V)

ModuleCPU

Moduled'entrée :- opto-coupleurs

(24 V)

Modulede sortie :- opto-coupleurs- relais

électromagnétiques- relais statiques

(24 V)

Bobines (24 V)

- relaisélectromagnétiques

- contacteurs

Contacts (230 V)

Gâchettes (24 V)

- thyristors

- triacs

Collecteurs (230 V)

Bobines (24 V)

- distributeursélectropneumatiques

- distributeurs hydrauliques

Voies (8,…, 250 bars)

Moteurs

Résitances dechauffage

Vérins

Turbines

PC

PO


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Méthode de description

GEMMAGuide d'Etude des Modes de

Marches et d'Arrêts

- Choisir les rectangles-états

- Construire des bouclesséparées

- Regrouper les boucles

GDMMAGuide Descriptif des Modes de

Marches et d'Arrêts

Définir la réalisation

Réalisation programmée :

Grafcets hiérarchisés de- sécurité- conduite- mise en référence- coordination des tâches- tâches de production

normales

Réalisation câblée :

Schémas électriques de- gestion d'énergie PC et

PO- arrêt d'urgence


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Le GEMMA(Guide d’Études des Modes de Marche et d’Arrêt)

Les zones principales du guide

PZ : procédures relatives à la PC

F : procédures de fonctionnementA : procédures d’arrêts ou de remise en routeD : procédures en défaillance

Le critère de production

Produit entrant dans le système !!!! EN PRODUCTION !!!! Produit sortant avecvaleur ajoutée :- Transformation de produits bruts ou semi-finis- Association de produits finis- Conditionnement de produits finis- Contrôle de qualité de produits finis- Amélioration des condition de vie et de travail- Sécurité des biens et des personnes

PZ A F

D

Zone de procéduresrelatives à la PC

PC- hors énergie- ou inactive- ou en défaut

Zone de modes demarche et d'arrêt dela PO

PC- active

Zone deprocéduresrelatives à la PC

Zone de modes de marcheet d'arrêt de la PO

Hors production

En production


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Les familles et les sous-familles du guide

PZ

Traitement desévénementsrelatifs à la PC

PZ1, PZ2, PZ3

A F

D

Remise enroute

A5, A6, A7

Arrêt

A1, A2, A3

Mise en ouhors service

Fonctionne-ment normal

F1,F2, F3

Essais etvérifications

F4, F5, F6

Mise en sécurité oumaintien de la disponibilitésur défaillance

D1, D2, D3


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Appellations

EPC PC en énergieEPO PO en énergie (préactionneurs et actionneurs)mPO demande mise en énergie POaPO demande mise hors énergie POauto sélection du mode automatique de production normaleac sélection du mode automatique continucc sélection du mode automatique cycle par cyclemanu sélection de mode manuelss sélection du mode séquence par séquenceBPss validation d’avance manuelle séquence par séquenceee sélection du mode étape par étapeBPee validation d’avance manuelle étape par étaperéf sélection du mode mise en referenceBPref validation de la mise en référencetest sélection du mode testptm sélection du mode production tout de mêmeval validation pour évoluer d’un mode à un autre après sélection/modes aucun mode de marche sélectionné (position neutre du sélecteur de

modes)mp sélection de la marche de préparationmc sélection de la marche de clôture/mpc position neutre du sélecteur mp/mcdcy demande de départ cycle : lancement de la production normaleacy demande d’arrêt en fin de cyclefig demande de figeage de la PC dans un état donnédfig demande de défigeage de la PCci conditions initiales de la PO obtenues (PO en référence)au demande d’arrêt d’urgence (bouton “coup de poing”, capteur-

machine,…)cdg chien de garde APIpt présence protections diverses (chien de garde API, relais thermiques

moteurs,…)fprep fin marche de préparationfclot fin marche de clôturefsecu fin de traitement de sécuritédéfautPC défaut matériel ou logiciel sur la PCrun ordre opérateur PC active (API en mode RUN)stop ordre opérateur PC inactive (API en mode STOP)finitPC fin d’initialisation de la PCfréfPO fin de mise en référence de la POcont demande de poursuite de programme selon contexte sauvegardéS/Gi=(INIT), S/Gi=(Xi,Xj,…) grafcet Gi dans situation initiale, dans

situation donnée


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Remarques :

• La variable ci indique si tous les capteurs-machines actionnés en position de repossont bien actifs.• Le figeage de situation demandé par fig provient d’un ordre de forçage F/G:(*) ouF/G:(Xi,Xj,…).• Les informations stop et run sont issues soit d’un interrupteur placé sur la carteCPU soit d’une commande de la console de programmation


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Définition des rectangles-états

Un rectangle-état représente un état du système à un moment donné de sonévolution.

Les procédures de fonctionnement

Tous les états qui apportent la valeur ajoutée.

F1 <Production normale>État pour lequel le système a été conçu.

Activités- lancement réel de la procédure par dcy- toutes activités cycliques automatiques continues ou automatiques non continues

Règle d’écriture des expressions logiques

Pour améliorer la compréhension des expressions logiques des conditionsd’évolution, il faut ordonner l’écriture des variables.L’ordre d’écriture des variables représente dans la mesure du possible l’ordre deschangements d’état de ces variables.La condition d’évolution ci.EPO.auto.val signifie :

- si la PO est en référence (ci='1')- et si la PO est encore en énergie (EPO='1')- et si le sélecteur de modes est positionné sur marche automatique (auto='1')- et si le bouton poussoir de validation est appuyé (val='1'),alors il y a changement de mode : A1! F1.

F1

Productionnormale

cI.EP0.auto.val

Depuis A1


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F2 <Marche de préparation>Démarrage manuel ou automatique de l’installation avant de passer en productionnormale.

Activités- réglages préalables des appareils…- préchauffage de moule, de fours…- remplissage de trémies, de bols vibrants, de réservoirs…- mise en service progressive des postes d’une machine transfert…- mise en route progressive de moteurs…

F2

Marche depréparation

cI.EPO.auto.mp.val

EP0.auto.fprep./mpc.val

Depuis A1

Vers F1


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F3 <Marche de clôture>Procédure manuelle ou automatique pour mener le système dans l’état initial derepos A1.

Activités- arrêt des moteurs…- nettoyage de l’installation…- vidage progressif des postes d’une machine transfert…

F3

Marche de clôture

EPO.auto.ci.mc.val

EP0.ci.fclot./modes./mpc.val

Depuis F1 ou A2

Vers F1


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F4 <Marche de vérification dans le désordre>Mode manuel pour la vérification de certains mouvements :- soit avec sécurités (interverrouillages de mouvements)- soit sans sécurités

Les ordres sont émis manuellement par un opérateur à partir d’un pupitre decommande. L’ordre du cycle ou de la séquence n’a pas besoin d’être respecté.

Activités- exécution de mouvements sans respecter l’ordre d’un cycle, avec éventuellementdes interverrouillages.

F4Marche de

vérification dans ledésordre

EP0.ci.manu.val

EP0./ci.ref.val

Depuis A1

Vers A6

F4Marche de

vérification dans ledésordre

EPO.manu.val

EP0.ci./modes.val

Depuis F1

Vers A1


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F5 <Marche de vérification dans l’ordre>Marche étape par étape ou marche séquence par séquence.Le cycle de production est parcouru au rythme voulu par le technicien effectuant unemise au point.La machine ne produit pas ou bien produit seulement à titre d’essai.

Activités- marche étape par étape, poste par poste (avance déclenchée par BPee)- ou marche séquentielle, poste par poste (avance déclenchée par BPss)- ou marche étape par étape de l’ensemble du système

Conditions d’entrée- depuis F1 :EPO.ee.valou EPO.ss.val

- depuis A1 :EPO.ci.ee.val

Conditions de sortie - vers A1 :EPO.ci./modes.val

F6 <Marche de test>Isolation momentanée d’une partie du système en vue :- de réglages- d’étalonnages périodiques d’appareils de contrôle ou de mesure.

Activités- étalonnage des capteurs…- réglage des débits…- modification de paramètres d’usinage…

F6Marche de test

EPO.ci.test.val

EP0.ci./modes.val

Depuis A1

Vers A1


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Les procédures d’arrêt ou de remise en route

Arrêts volontaires.

!!!! Les procédures d’arrêt

A1 <Arrêt dans état initial>État de repos du système :- PC (API) en mode RUN et initialisée (grafcets initialisés, registres rechargés avecles paramètres initiaux)- PR en énergie- effecteurs et capteurs dans leur position de départ de cycle (PO en référence)

Activités- mise ou maintien de la PO en énergie

Conditions d’entrée dans cet étatEPC.ci.finitPC

A2 <Arrêt demandé en fin de cycle>L’arrêt est demandé pour terminer un cycle de travail :- soit fin programmée d’une campagne de production- soit arrêt dû à une rupture de stock de matières premièresLe système continue à produire jusqu’à la fin du cycle courant.C’est un état transitoire vers A1.

Conditions d’entrée depuis F1EPO.auto.acy


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A3 <Arrêt demandé dans un état déterminé>Un arrêt temporaire de la production normale est sollicité par un opérateur en vued’une intervention technique.Le système continue à produire puis s’arrêtera dans une position différente de celleprévue en fin de cycle de production.C’est un état transitoire vers A4.

Activités- terminaison éventuelle des mouvements en cours puis figeage de la situationcourante- puis mise PO hors énergie

Conditions d’entrée depuis F1EPO.auto.fig

A4 <Arrêt obtenu>Le système est dans une position d’arrêt différente de la position de référence afin depermettre aux techniciens d’effectuer toute intervention sur l’installation.Le système est ensuite remis :- soit en en production normale- soit dans la situation initiale

Activités- interventions manuelles sur l’installation- puis mise PO en énergie après l’intervention

A4

auto.fig./EPO

auto.EPO.dfigauto.EPO.ref

Depuis A3

vers F1vers A6


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!!!! Les procédures de remise en route

A5 <Préparation pour remise en route après défaillance>Interventions sur la PO après prise en compte d’une défaillance (marche ou arrêt desécurité suivi de diagnostic ou traitement de défaillance).La PO est hors d’énergie.

Activités- dégagement de pièces coincées…- dépannage des mécanismes et des actionneurs- réglage des courses, des vitesses…- nettoyage…- puis mise en énergie PO après intervention

Conditions d’entrée- depuis D1 :au./EPO.fsecu./modes.val

- depuis D2 :au./EPO./modes.val

A6 <Mise PO dans état initial>Mise en référence de la PO, soit manuelle soit automatique, consécutivement à unarrêt d’urgence ou à un arrêt temporaire (figeage).

Activités- lancement réel par BPref- opérations simultanées ou en séquence.

Conditions d’entrée- depuis A5 :/au.EPO.ref.val

- depuis A4 :EPO.ref.dfig


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A7 <Mise PO dans état déterminé>Consécutivement à un arrêt d’urgence, la PO est remise manuellement dans lasituation qu’elle avait avant de quitter F1. Un retour en production normale estenvisageable.

Activités- actions directes par boutons poussoirs sur les commandes des préactionneurs

Conditions d’entrée depuis A5/au.EPO./modes.val


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Les procédures de défaillance de la PO

Traitement des défaillances imprévisibles. Limitation des risques pour le personnel etpour le matériel.

D1 <Marche ou arrêt en vue d’assurer la sécurité>État atteint suite à des événements imprévisibles :

• arrêt d’urgence- demande manuelle d’arrêt exceptionnel formulée par un opérateur sur un capteur“coup de poing” (constatation d’un incident ou d’un accident sur l’installation)- signalisation automatique d’un défaut grave par un capteur-machine

• coupure accidentelle d’énergie sur la PO

Activités• si arrêt d’urgence catégorie 0 :- arrêt immédiat des actionneurs par mise hors énergie (commande ou puissance) et figeage éventuel des tâches de la PC pour permettre la relance de la production- ou freinage des mécanismes dangereux- ou déconnexion mécanique immédiate entre organes dangereux et actionneurs• si arrêt d’urgence catégorie 1 (arrêt contrôlé) :- les actionneurs dangereux restent alimentés en énergie mais sont stoppés surplace puis ramenés dans une position non dangereuse avant d’être arrêtés- puis mise hors énergie des actionneurs• dans tous les cas signalisation (alarme sonore, lumineuse, affichage ou impressionde messages)

au + /EPO

D1

au./EPO.fsécu

Depuis tous les états

vers D2


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D2 <Diagnostic ou traitement de défaillance>Tous les actionneurs de la PO sont arrêtés. La PO est examinée.Deux démarches sont envisageables :- soit retour progressif en production normale- soit production tout de même

Activités- affichage de messages- remise PO en énergie si production tout de même

Conditions d’entrée depuis D1au./EPO./modes.val

Conditions de sortie- vers A5 (retour progressif vers la production normale) :au./EPO./modes.val

- vers D3 (production tout de même) :EPO./au.ptm.val

D3 <Production tout de même>On peut envisager de poursuivre la production lorsque, dans les installationsmultipostes de travail, la défaillance n’affecte qu’un poste facilement isolable.Une production dégradée du poste défaillant est assurée :- soit manuellement par un opérateur spécialisé- soit automatiquement par permutation avec un poste similaire redondant

L’examen, le diagnostic et le dépannage du poste défaillant peuvent ainsi êtreeffectués en temps masqué sans trop affecter la production normale.

Activités- production dégradée sur le poste défaillant

Conditions d’entrée depuis D2EPO./au.ptm.val


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Les procédures relatives à la PC

Procédures consécutives aux coupures et reprises d’alimentation ou aux pannesmatérielles et logicielles

!!!! PC avec onduleur

• pas de micro-coupures• autonomie de 20 mn ou plus

!!!! Coupure d’alimentation d’une PC sans onduleur

Coupure volontaire par une manœuvre d’un opérateur

• autorisée uniquement :- lorsque la PO est dans l’état de repos- ou lorsque la PC n’est pas encore active (mode stop)- ou lorsque la PC est en défaut

• provoquée par :- l’ouverture d’un sectionneur QPC- ou l’ouverture d’un l’interrupteur mPC commandant directement un contacteur KPC- ou l’appui sur un bouton aPC si contacteur KPC auto-alimenté

Coupure accidentelle du réseau d’alimentation (interne ou EDF)

• Cas d’une micro-coupure (temps de filtrage de l’alimentation) :- PC considérée comme restant en énergie- la coupure n’est pas vue par le programme et l’exécution se poursuit normalement

• Durée coupure > durée micro-coupure :- interruption de l’exécution cyclique du programme- l’unité centrale dispose encore de 2 à 10ms pour exécuter des traitementsspécifiques

!!!! Retour d’énergie

- selon la configuration définie par l’utilisateur, redémarrage de type :- reprise à chaud : récupération du contexte- ou reprise à froid : réinitialisation complète du système


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PZ1 <Mise PC hors énergie>

Deux cas :- coupure énergie volontaire- coupure accidentelle

Activités- arrêt du programme utilisateur- sauvegarde du contexte et de l’heure dans une mémoire RAM secourue par pile oupar batterie- mise hors énergie de la PO- mise en position de repli des sorties (maintien des sorties PC dans leur état courantou forçage à 0 selon un choix effectué en configuration) :- arrêt ou terminaison des mouvements en cours- actions de sécurité : blocage de charges suspendues…

Conditions d’entrée depuis tous les états/EPC

Conditions de sortie vers PZ21EPC


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PZ2 <Mise PC en état de marche>

• PZ21 <Mise PC en énergie>

La mise en énergie de la PC peut se faire de deux façons :- la PC et la PR sont mises sous tension par un opérateur- l’énergie secteur revient après une coupure

Activités- initialisation du système (mise à zéro des bits internes de travail)- puis envoi des paramètres de configuration à toutes les cartes électroniques- puis contrôle de la configuration- si défaut carte alors génération d’un événement “défaut interne” et exécution des

traitements associés- puis trois possibilités :

- désactivation des grafcets, forçage éventuel des grafcets dans une nouvellesituation et initialisation des bits et des mots internes selon la configurationutilisateur (finitPC)

- ou reprise du programme dans son état lors de l’interruption (cont)- ou attente d’un ordre de mise en activité (run)

Conditions d’entrée- depuis PZ1 :EPC

Conditions de sortie- vers PZ1 :/EPC

- vers état différent de A1 suivant contexte récupéré :EPC.cont

- vers A1 :EPC.finitPC.S/Gi={INIT}.ci

- vers D1 :EPC.finitPC.S/Gi={INIT}

- vers PZ22 :EPC.run


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• PZ22 <Mise PC en activité>La mise en activité de la PC peut se faire de deux façons :- l’opérateur agit sur un interrupteur placé sur l’API : position run- l’opérateur envoie une commande run à partir de la console de programmation

Activités- initialisation du système (mise à zéro des bits internes de travail)- puis envoi des paramètres de configuration à toutes les cartes électroniques- puis contrôle de la configuration- si défaut carte alors génération d’un événement “défaut interne” et exécution des

traitements associés- puis deux possibilités :

- désactivation des grafcets, forçage éventuel des grafcets dans une nouvellesituation et initialisation des bits et des mots internes selon la configurationutilisateur (finitPC)

- ou reprise du programme dans son état lors de l’interruption (cont)

Conditions d’entrée- depuis PZ21 :EPC.run

- depuis PZ23 :EPC.run


- vers état différent de A1 suivant contexte récupéré :EPC.cont

- vers A1 :EPC.finitPC.S/Gi={INIT}.ci

- vers D1 :EPC.finitPC.S/Gi={INIT}


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• PZ23 <Mise PC en inactivité>La mise en inactivité de la PC peut se faire de deux façons :- l’opérateur agit sur un interrupteur placé sur l’API : position stop- l’opérateur envoie une commande stop à partir de la console de programmation

Activités- l’automate finit son cycle

Conditions d’entrée- depuis tous les modes de marche et d’arrêt :EPC.stop


- vers PZ22 :EPC.run


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PZ3 <Mise PC hors état de marche>La PC est en énergie mais un défaut matériel ou logiciel est survenu.

Activités- diagnostic du défaut :

- défaut de configuration (différence entre configuration physique etconfiguration programmée)

- défaut interne (carte CPU, cartes d’entrées-sorties)- défaut externe mineur (bornier débranché)- défaut chien de garde

- selon la configuration choisie :- poursuite dans la mesure du possible de l’exécution du programme sans tenir

compte du défaut- ou arrêt immédiat de l’exécution du programme- ou déclenchement de traitements spécifiques (par ordre de gravité si plusieurs

défauts apparaissent simultanément) suivi d’un arrêt ou suivi d’une poursuitedu programme (Ex. afficher message “défaut bornier”)

Conditions d’entrée depuis tous les états de la zone modes de marche etd’arrêtEPC.défautPC

Conditions de sortie- vers PZ22 :EPC./défautPC

- vers PZ1 :/EPC


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Le GDMMA(Graphe Descriptif des Modes de Marche et d’Arrêt)

Méthode de construction

1. Choix des rectangles-états

• Le GEMMA doit être considéré que comme une “check-list” permettant de passersystématiquement en revue tous les modes possibles d’un SAP.

• Le concepteur retient les modes qui correspondent à son cahier des charges.

2. Construction de boucles fonctionnelles séparées

• Le concepteur dessine d’abord séparément des boucles fermées corespondant àdes séquences de changement de mode types.

• Une boucle fermée impose, partant d’un état donné, de choisir les procédures et lesconditions assurant obligatoirement un retour dans cet état.

3. Regroupement des boucles

• Le regroupement des boucles séparées dans un graphe appelé GDMMA(prononcer gédéma) donne une image complète du cahier des charges.

• Le concepteur doit finalement s’assurer de l’unicité de mode (c.-à-d. le système estdans un seul état à la fois).


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Construction de boucles séparées

• Choix d’une boucle, c.-à-d. mise en évidence d’un seul aspect du problème• Traçage :- des rectangles-états contenant uniquement les symboles désignant

l’appartenance à une famille et un mode- des liaisons d’entrée et de sortie- des conditions d’évolution (respect des règles d’écriture des expressions)• Description en dehors du graphe des détails des procédures (appellation standardou utilisateur du mode + spécification brève de ce qui doit être fait)

Exemples

Boucle aspect production automatiqueArrêt dans état initial ! production normale continue ! arrêt demandé en fin decycle

A1 < arrêt dans état initial >- effecteurs et capteurs dans leur position de repos, mise en énergie de la PO

F1 < production normale >- lancement de la production par appui sur un BP dcy

A2 < arrêt demandé en fin de cycle >- terminaison du cycle en cours

auto.acy

ci./modes.val

A1

A2

F1

ci./modes.val

ci.auto.val


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Boucle aspect traitement des défaillancesArrêt dans état initial ! production normale ! sécurité ! diagnostic - traitementdéfaillance ! préparation pour remise en route ! mise PO en référence

D1 < marche ou arrêt en vue d’assurer la sécurité >- mise hors énergie immédiate de la PO par une réalisation câblée

D2 < diagnostic ou traitement de défaillance >- affichage incident, mémorisation date

A5 < préparation pour remise en route >- dépannage par un opérateur- demande de remise en énergie de la PO par appui sur mPO- mise en énergie de la PO par une réalisation câblée

A6 < mise PO dans état initial >- lancement effectif de la procédure par appui sur BPref

au + /EPO

au./EPO.fsécu

ci.EPO.auto.val

/au.EPO.ref.val

/au.EPO.ci.fréfPO./modes.val

au./EPO./modes.val

au + /EPO

A6

A5 D2

D1

F1

A1


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Construction d’un graphe GDMMA

Fusion des boucles séparées (description de l’application globale)

depuis A2, A6

au + /EPO

au + /EPO

au./EPO.fsécu

ci.EPO.auto.val

/au.EPO.ref.val

/au.EPO.ci.FréfPO./modes.val

au./EPO./modes.val

/au.ci.EPO./modes.val

/au.EPO.auto.acy

au.EPO.ci./modes.val

A1

A6

A2

A5 D2

D1

F1


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Partition du GDMMA

GDMMA_PC

Zone de procéduresrelatives à la PC

PC :- hors énergie- ou inactive- ou en défaut

GDMMA_PO

Zone de modes de marcheset d'arrêts de la PO

(PC active)


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Démarche pour l'exploitation du GDMMA_PC

1. Construction du GDMMA_PC

- à partir des rectangles-états des familles PZ

2. Transcription directe du GDMMA_PC

- en expressions logiques et schémas électriques :- gestion d’énergie de la PC

- en langages spécifiques des automates programmables :- mise en activité ou en inactivité de la PC- gestion des défauts de la PC

3. Réalisation

- câblée :- relais, relais autoalimentés à effacement prioritaire

- programmée (dès que la PC est en énergie) :- langage à contacts en traitement préliminaire PRL (langage PL7 de

Schneider/Télémécanique, automateTSX57)- entités événements système (atelier logiciel ORPHÉE de Schneider/APRIL,

automate APRIL2000)


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Le graphe GDMMA_PC

vers état différent de A1

EPC.run

EPC.run

EPC

EPC.finitPC.S/Gi=(INIT).ci

depuis tous les états deGDMMA_PO et GDMMA_PC

/EPC

EPC.cont

EPC./défautPC EPC.défautPC

EPC.stop

EPC.cont

PZ3

PZ23

PZ22

PZ21

PZ1

vers état différent de A1

vers A1

depuis tous les états deGDMMA_PO et GDMMA_PC

depuis tous les modes demarche de GDMMA_PO

vers A1

EPC.finitPC.S/Gi=(INIT)


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La gestion d’énergie de la PC en logique câblée

Principe

La mise en ou hors énergie de la PC est demandée via les boutons de marche mPCet d’arrêt aPC du pupitre opérateur.

Une telle demande agit sur le relais KPC de présence d’énergie sur la PC.

Commande de la mémoire à relais KPC (priorité à la désactivation)

• Condition de Mise En Énergie de la PC

MEEPC = mPC

• Condition de Mise Hors Énergie de la PC

MHEPO = aPC

• Équation de commande du relais autoalimenté

KPC = /MHEPC.(MEEPC + kPC)


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Démarche pour l'exploitation du GDMMA_PO

1. Construction du GDMMA_PO à partir des rectangles-états des familles F, A etD.

2. Transcription directe du GDMMA_PO

- en expressions logiques et schémas électriques :- gestion d’énergie de la PO- arrêt d’urgence

- en grafcets :- modes de marche et d’arrêt de la PO

GS Grafcet des procédures de SécuritéGC Grafcet de Conduite

(gestion des modes de marche et d’arrêt)GMP Grafcet de Marche PréparatoireGMC Grafcet de Marche de ClôtureGREF Grafcet de mise en Référence de la POGCY Grafcet de gestion des cyclesGPN Grafcet de production normaleGCT Grafcet de Coordination des Tâches de productionGTi Grafcet de la Tâche de production n°i

3. Réalisation mixte

- câblée (pour conformité aux normes de sécurité)- relais, relais autoalimentés à effacement prioritaire

- programmée (PC active)- langages (norme IEC 1131-3) : GRAFCET, contacts, littéral structuré, liste

d’instructions


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La gestion d’énergie de la PO en logique câblée

Principe

• La mise en ou hors énergie de la PO est demandée via les boutons de marche mPOet d’arrêt aPO du pupitre opérateur.

• Le maintien en énergie de la PO est obligatoirement conditionné :- par les états spécifiques d’un grafcet de sécurité GS (dont l’image est matérialisée

par un relais KXS); par ex. la demande ne doit pas être prise en compte tant quele système est dans le mode défaillance D1

- par la présence d’énergie sur la PC (relais KPC)- par la confirmation de présence de protections diverses sur les effecteurs de la

PO (relais KPT)- par l’absence de signal d’arrêt d’urgence (relais KAU)

• Une demande validée de mise en énergie actionne le relais KPO d’alimentation dessorties de l’automate programmable.

Commande de la mémoire à relais KPO (priorité à la désactivation)

• Condition de Mise En Énergie de la PO :

MEEPO = mPO

• Condition de Mise Hors Énergie de la PO :

MHEPO = /kPC + au + cdg + pt + aPO + /kXSou MHEPO = /kPC + /kAU + cdg + kPT + aPO + /kXS

• Équation de commande du relais autoalimenté

KPO = /MHEPO.(MEEPO + kPO)


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La mise en énergie de la PO est obtenue par l’établissement de l’alimentation desmodules de sortie et des préactionneurs. Elle s’effectue sous le contrôle de la PC viale relais KXS.

Rôle de KXS

- relais image de certains états du grafcet de sécurité GS- destiné à la surveillance de la mise en énergie de la PO

kPO

API

Module de sortie

n°1

~

Module de sortie

n°2

kPC240 V ~

Signalisation PR

KXS

Préactionneurs PO

alim.24V =

transfo.240/24V

KPOkXS


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L’arrêt d’urgence

Fonction

Mise hors énergie électrique de commande (préactionneurs) et de puissance(actionneurs) afin d’éviter des situations dangereuses pour le personnel et lematériel.

Origine de l’information au

• appui sur un bouton ”coup de poing” au (éventuellement à accrochage;déverrouillage en tournant ou déverrouillage par clé) situé sur un pupitre opérateur

• capteurs de sécurité situés sur les actionneurs de la PO

Double réalisation de la fonction (redondance hétérogène)

• Avec des composants électromécaniques câblés

Une demande d’arrêt d’urgence désactive directement et immédiatement le relais desécurité KAU.

• Par programmation

L’information au est appliquée sur une entrée de la PC (API); elle sera prise encompte par le grafcet de sécurité; la PC exécute les procédures de défaillancecorrespondantes.

APIentrées

KAU

au AU

chaîne de sécurité


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Modes de marche et d’arrêt de la PO

Exemple 1Production normale en mode automatique et sécurités

GDMMA_PO

ci./au.EPO.auto.val

au.EPO.ci./modes.val

depuis A1, A2, A6

au + /EPO

au + /EPO

au./EPO.fsécu/au.EPO.ref.val

/au.EPO.ci.fréfPO./modes.val

au./EPO./modes.val

/au.ci.EPO./modes.val

/au.EPO.auto.acy

A1

A2

A6

A5 D2

D1

F1


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Exemple 2Boucle aspect production automatique et Boucle mode manuel programmé- Arrêt dans état initial ! marche de préparation ! production normale continue !

arrêt demandé en fin de cycle- Arrêt dans état initial ! marche de vérification dans le désordre

Objectif

Commande manuelle (régleur, dépanneur) des actionneurs indépendamment les unsdes autres par appui sur des boutons poussoirs (pupitre, boîte à boutons) ou sur destouches de claviers spécialisés.

Précautions

Prévoir des interverrouillages si les mécanismes entraînés par les actionneurspeuvent interférer.

Appellations

- mode manuel ou mode manu- marche manuelle avec sécurités

Deux types de réalisation

- Mode manuel programmé- Mode manuel câblé extérieurement à l’API

Cas particuliers

- Cas où la disponibilité du mode manuel est primordiale en cas de défaillance del’API

- Cas où le nombre d’entrées dépasse les possibilités de la PC (API)


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!!!! GDMMA_PO

A1 < arrêt dans état initial >- effecteurs et capteurs dans leur position de repos, mise en énergie de la PO

F2 < marche de préparation >

F1 < production normale >- lancement de la production par appui sur un BP dcy

A2 < arrêt demandé en fin de cycle >- terminaison du cycle en cours

F4 < marche de vérification dans le désordre >- mode manuel

auto.acy

ci.auto.mp.val

manu.val

manu.val

ci./modes.val

ci./modes.val

A1 F4

A2

F2

ci./modes.val

F1

ci.auto.fprep./mp.val


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!!!! Grafcet correspondant au GDMMA_PO

Remarques :- à un état du GDMMA peuvent correspondre plusieurs étapes GRAFCET- à une étape GRAFCET peuvent correspondre plusieurs états du GDMMA

Etats :

F1, A2

Etat :

A1

Etat :

F4

Etat :

A2

Etat :

F2

Etat :A2

Etat :F1

Etats :A1, F1

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