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Page 1: 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)

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Points de Vue Points de Vue dans le GRAFCETdans le GRAFCET

Points de Vue Points de Vue dans le GRAFCETdans le GRAFCET

Page 11: Présentation grafcet

Objectifs

Etapes de la conception du système

Connaissances technologiques

Etapes de l'étude du fonctionnement

Grafcets Point de vue

Page 12: Présentation grafcet

Point de vue Système ou Procédé

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

Dialo

gu

e

Traitem

ent

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

Page 13: Présentation grafcet

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

Page 14: Présentation grafcet

Point de vue Partie Opérative (P.O.)

Dialo

gu

e

Traitem

ent

Préactionneurs Actionneurs

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

Page 15: Présentation grafcet

Exemple

Etau

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

Page 16: Présentation grafcet

Point de Vue P.C.

Les actionneurs, préactionneurs, capteurs et dialogue étant défini

Dialo

gu

e

Traitem

ent

Préactionneurs Actionneurs

Effecteurs

Capteurs

Produit

Frontière

?

?

Ordres envoyés aux préactionneurs Informations recueillies par les capteurs

DESCRIPTION

Page 17: Présentation grafcet

Exemple

Choix des actionneurs

M1

1C

2C

Etau

Broche

Rotation

L1 L1 L1

KM1

Q3F1

F22D+

2D

1D+ 1D-1D

Choix des préactionneurs

1S0 1S1

2S0

2S1

S1

PUPITRE

Choix des capteurs

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

Informations venant des capteurs 1D+

1D-

2D+

KM1

1s0

1s1

2s0

2s1

s1Grafcet point de Grafcet point de

vue Partie vue Partie CommandeCommande

Page 18: Présentation grafcet

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

Page 19: Présentation grafcet

Entrées / Sorties de l’automate Ordres vers les

préactionneurs

Informations venant des capteurs 1D+

1D-

2D+

KM1

1s0

1s1

2s0

2s1

s1

Exemple

O0,0

O0,2

O0,1

O0,3

I0,1

I0,2

I0,3

I0,4

I0,5

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

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Page 25: Présentation grafcet

LES TYPES D’ACTIONS

Page 26: Présentation grafcet

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 ».

Page 27: Présentation grafcet

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.

Page 28: Présentation grafcet

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.

Page 29: Présentation grafcet

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

Page 30: Présentation grafcet

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.

Page 31: Présentation grafcet

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.

Page 32: Présentation grafcet

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.

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Page 38: Présentation grafcet

qiT // qiT //

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

ou

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.

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Exemple avec GRAFCET à séquence unique

Page 45: Présentation grafcet

Exemple avec GRAFCET à séquences simultanées

Page 46: Présentation grafcet

Exemple avec GRAFCET à séquence unique

Page 47: Présentation grafcet

Exemple avec GRAFCET à séquences simultanées

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Page 50: Présentation grafcet

EXEMPLE

Page 51: Présentation grafcet

Le GRAFCET linéaire à séquence uniqueLe GRAFCET linéaire à séquence unique

1

2

dcy . a

3

b

4

c

D

D

G

5 G

b

a

a bc

Page 52: Présentation grafcet

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

dcy

a bc

G D

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:

Page 53: Présentation grafcet

GRAFCET selon le Point de vue Système

GRAFCET selon le Point de vue Système

dcy

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

a bc

1

2

dcy . a

3

b

4

c

D

D

G

5 G

b

a

G D

Page 54: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Initialisation du Grafcet :

G D

Page 55: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Initialisation du Grafcet :

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

G D

Page 56: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Initialisation du Grafcet :

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

La transition 1->2 est validée

G D

Page 57: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

G D

Départ cycle

dcy

Page 58: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

La réceptivité « dcy et a » est vraie

ETla transition est validée

La transition 1->2 est franchissable

G D

Ordre de marche

dcy = 1

Départ cycle

Page 59: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Franchissement de la transition

• Désactivation de l’étape 1

• Activation de l’étape 2

Ordre de l ’action associée à l’étape 2

G D

Page 60: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Action = Déplacement du chariot à droite

G D

Étape 2 active

Page 61: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

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

G D

dcy

Page 62: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

• Le chariot arrive devant le capteur c

Aucun effet dans le déroulement du Grafcet à ce

moment précis

G Ddcy

Page 63: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

• Le chariot continue sa course jusqu’au capteur b

G Ddcy

Page 64: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

G Ddcy

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

La transition 2 -> 3 est franchissable

Page 65: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

• Désactivation de l’étape 2

• Activation de l’étape 3

G D

Franchissement de la transition

dcy

Page 66: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Étape 3 active

G D

Le chariot se déplace vers la gauche

Page 67: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

G Ddcy

Désactivation de l ’étape 3

Activation de l ’étape 4

Franchissement de la transition

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

validée

Page 68: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Étape 4 active

G D

Déplacement vers la droite du chariot

dcy

Page 69: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

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

G Ddcy

• Désactivation de l’étape 4

• Activation de l’étape 5

La transition est franchissable

Page 70: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Étape 5 active

G D

Le chariot se déplace vers la gauche

dcy

Page 71: Présentation grafcet

a b

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

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

Page 72: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Étape 5 active

G D

Le chariot se déplace vers la gauche

Page 73: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

G D

Désactivation de l’étape 5

Activation de l’étape 1

La transition est franchissable

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

Page 74: Présentation grafcet

a b

dcy

1

2

dcy . a

3

b

4

cc

D

D

G

5 G

b

a

Étape 1 active = Etat initial

G D

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

appuie sur « dcy »

Page 75: Présentation grafcet

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

bb

A B2

Il se compose principalement de:

Page 76: Présentation grafcet

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

Page 77: Présentation grafcet

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.

Page 78: Présentation grafcet

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).

Page 79: Présentation grafcet

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.

Page 80: Présentation grafcet

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.

S1.a

0

1

2

b

a

KM1

KM2

Page 81: Présentation grafcet

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

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

Page 82: Présentation grafcet

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.

Page 83: Présentation grafcet

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.

Page 84: Présentation grafcet

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.

Page 85: Présentation grafcet

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.

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EXEMPLE : perçagePoint de vue Système:

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Point de vue Partie Opérative:

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