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100 Chapitre 4 : Systèmes séquentiels Extrait de « Automatismes et automatique

100 Chapitre 4 : Systèmes séquentiels Extrait de « Automatismes et automatique », par Jean-Yves FABERT, édition septembre 2005, chez Ellipses Exemple 3 : Deux chariots sans rendez-vous Comme pour l’exemple 2, mais les chariots ne quittent plus simultanément B1 et B2. On peut tracer un graphe de 8 états : m.a .a 1 2 0 1 2 3 4 D1 D2 G1 G2 D1 D2 b1 b2 b2 b1 a1 a2 a2 G2 G1 a1 5 6 D1 D2 a1 b2 b1 a2 7 8 G2 G1 Il reste à préciser certaines ambiguïtés, comme la possible apparition de simultanéités d’informations provenant des capteurs. Afin de mieux représenter les parallélismes apparaissant dans le fonctionnement du système et les synchronisations qui en découlent inévitablement, on utilise un nouvel outil : le langage GRAFCET 6 – Le GRAFCET (norme EN 60848 Août 2002) En 1977, le premier rapport de l’AFCET (Association Française pour la Cybernétique Economique et Technique) présenta le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande Etapes – Transitions). Cet outil fit son entrée dans les programmes français de formation technique en 1979. Il est devenu une norme internationale en 1987. Dans le langage GRAFCET, on trouve : • des éléments graphiques de base : étapes, transitions, liaisons orientées, ... • une interprétation associant des expressions logiques : - les actions associées aux étapes ; - les réceptivités associées aux transitions ; • des règles d’évolution définissant formellement le comportement dynamique de la partie commande ainsi décrite. Dans le langage GRAFCET on retrouve les notions présentées pour le graphe d’états. Les états sont maintenant appelés étapes. Le graphe d’états devient le « diagramme grafcet » (appelé plus simplement « grafcet » et écrit en minuscules), utilisant le langage GRAFCET (écrit en majuscules). Dans le langage GRAFCET, à chaque étape peut être associée une (ou plusieurs) action(s) : le verbe utilisé pour décrire cette action doit être à l’infinitif. A chaque transition sera associée une réceptivité : le verbe utilisé pour décrire cette réceptivité doit être au participe passé. Corrigés des exercices 101 Extrait de « Automatismes et automatique », par Jean-Yves FABERT, édition septembre 2005, chez Ellipses Exemple de « diagramme grafcet » (dit « grafcet ») utilisant le langage GRAFCET Départ cycle actionné Position 2 atteinte Position 3 atteinte Position 1 atteinte 1 2 3 4 Attendre Avancer rapidement Avancer lentement Reculer Etapes Transitions Actions associées aux étapes (infinitif) Réceptivités associées aux transitions (participe passé) Etat du système Entrées - Sorties Retour sur la présentation des systèmes automatisés (paragraphe 1 chapitre 2) 1 S1 e1 2 3 S2 S3 e2 e3 e1 e2 e3 S1 S2 S3 X S E →→ → Système logique séquentiel E → S → X → Etat X1 X2 X3 Le vecteur d’état X r a comme composantes des variables d’étapes binaires Xi représentant l’état de l’étape i. Par exemple : X3 = 1 quand l’étape 3 est active. Le vecteur de sortie S r et le vecteur X r sont confondus dans le grafcet ci-dessus. Le vecteur d’entrée E r a comme composantes les réceptivités associées aux transitions. Points de vue Le grafcet point de vue système décrit les opérations constatées par un observateur extérieur aux parties commande et opérative (voir définitions au chapitre 2). Le grafcet point de vue partie opérative décrit les opérations constatées par un observateur impliqué dans le bon fonctionnement de la partie opérative. Les actions décrivent le fonctionnement des effecteurs et les réceptivités sont des informations sur l’évolution de la partie opérative. On peut aussi décider que les actions décrivent la mise en œuvre des actionneurs et les réceptivités sont des informations en provenance des capteurs. Le grafcet point de vue partie commande décrit les opérations constatées par un observateur impliqué dans le bon fonctionnement de la partie commande. La technologie employée permet d’établir des grafcets qui peuvent être différents. 102 Chapitre 4 : Systèmes séquentiels Extrait de « Automatismes et automatique », par Jean-Yves FABERT, édition septembre 2005, chez Ellipses 6.1 – Eléments graphiques de base Les étapes Une étape caractérise un état. Elle est représentée par un carré et un nom « i ». Elle est associée à la variable binaire Xi, dite variable d’étape. Une étape est soit active, soit inactive. Le nom de l’étape est inscrit dans le carré (au milieu de la partie haute). Un point peut caractériser une étape active (on peut aussi griser le carré). Un cercle dans une étape peut indiquer qu’elle vient d’être désactivée (Xi = 0). Etape 4 inactive (X4 = 0) Etape 4 active (X4 = 1) Etape 4 venant d'être désactivée Etape initiale, active à l'initialisation du système 4 4 4 4 Les étapes encapsulantes et les macro-étapes seront vues plus loin. Les transitions Une transition est représentée par un petit trait horizontal coupant une liaison verticale : la réceptivité de cette transition est placée à droite. Une transition peut être exceptionnellement représentée par un petit trait vertical sur une liaison horizontale. Une transition indique une et une seule possibilité d’évolution entre deux ou plusieurs étapes. Cette évolution s’accomplit par le franchissement de la transition si la réceptivité est vraie : la partie commande change alors de situation. La transition est ici identifiée par (12). Exemples « Divergence en ET » ou « Activation de séquences parallèles » « Convergence en ET » ou « Synchronisation de séquences parallèles » Synchronisation et activation de séquences parallèles 4 (12) 15 25 4 (12) 5 6 4 6 (12) 5 7 Pour les convergences et divergences en OU : voir plus loin. Les liaisons orientées • Par convention, les évolutions se font du haut vers le bas. Dans le cas contraire, il est nécessaire d’indiquer le sens de l’évolution par une flèche. • Les lignes obliques peuvent exceptionnellement être utilisées. • Si une ligne horizontale croise une ligne verticale, il n’y a aucune relation entre elles. Dans le cas de divergences ou convergences en OU, il faut donc : 4 5 (12) Réceptivité Corrigés des exercices 103 Extrait de « Automatismes et automatique », par Jean-Yves FABERT, édition septembre 2005, chez Ellipses UTILISER NE PAS UTILISER 4 15 25 35 Pas de confusion possible 4 15 25 35 Risque de confusion avec un croisement. • Lorsqu’un grafcet est de taille trop importante pour être inscrit sur une seule feuille, on utilise des renvois : Feuille 1 Feuille 2 Feuille 3 13 4 14 15 24 25 Vers Transition 14 Feuille 2 Depuis Etape 14 Feuille 1 Vers Etape 5 Feuille 3 Vers Transition 24 Feuille 2 Depuis Etape 24 Feuille 1 Depuis Transition 4 Feuille 1 (4) (14) (24) 5 Partition d’un grafcet Un grafcet global peut être composé de plusieurs grafcets partiels qui seront notés Gi, par convention. La variable d’état d’un grafcet partiel Gi est notée XGi : elle vaut 1 quand au moins une des étapes du grafcet partiel Gi est active. Un grafcet partiel peut être composé de plusieurs grafcets connexes (c’est à dire dont les étapes et les transitions sont liées par une liaison orientée). Le grafcet partiel G1 est composé de deux grafcets connexes. 6.2 – Règles de syntaxe Deux étapes ne doivent jamais être reliées directement : elles doivent être séparées par une transition. Deux transitions ne doivent jamais être reliées directement : elles doivent être séparées par une étape. Erreurs de syntaxe fréquentes : 4 15 25 4 5 25 24 25 23 24 1 2 a b c 3 10 11 a b.c d 12 b e 13 21 22 23 a b c 24 25 d Grafcet global G1 G2 104 Chapitre 4 : Systèmes séquentiels Extrait de « Automatismes et automatique », par Jean-Yves FABERT, édition septembre 2005, chez Ellipses 6.3 – Les 5 règles d’évolution RÈGLE 1 : Situation initiale du GRAFCET La situation initiale doit être précisée par une ou plusieurs étapes actives au début du fonctionnement, à la mise en énergie de la partie commande. Si cette situation initiale est toujours identique (cas des automatismes cycliques), elle sera caractérisée par les étapes initiales. Dans le cas où cette situation initiale n’est pas provoquée par une mise en énergie, elle peut par exemple être provoquée par un ordre de forçage. Un ordre de forçage d’un grafcet partiel est représenté dans un double rectangle associé à une étape. Grafcet partiel G1 (Maître) Grafcet partiel G2 (Esclave) 4 5 G2 {INIT} a d.e 20 b 21 31 c 22 23 Quelques exemples de situations du grafcet partiel G2 provoquées par le forçage G2 { } Situation où le grafcet partiel G2 est totalement désactivé. G2 {INIT} Situation où le grafcet partiel G2 est initialisé à ses étapes initiales. G2 {20, 22} Situation où les étapes 20 et 22 du grafcet partiel G2 sont actives et toutes les autres étapes sont désactivées. G2 { ! } Situation où le grafcet partiel G2 est « figé » (maintien dans l’état). N.B. : Tant que les ordres de forçage sont maintenus, aucune évolution du grafcet forcé n’est possible. RÈGLE 2 : Transition franchissable uploads/Finance/ chapitre-4-grafcet-pdf.pdf