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Sciences Industrielles Hiérarchie et forçage de situation Papanicola Robert Lyc

Sciences Industrielles Hiérarchie et forçage de situation Papanicola Robert Lycée Jacques Amyot I - HIERARCHIE ET FORÇAGE DE SITUATION A. Hiérarchisation Les Systèmes Automatisés de production sont de plus en plus complexes, afin de simplifier l'étude, la mise en oeuvre et la maintenance du système, il est nécessaire de structurer la partie commande et la partie opérative. L'objectif essentiel de la Hiérarchisation est de permettre une approche progressive structurée du fonctionnement d'un système automatisé, tant au niveau de l'analyse qu'au niveau de la représentation. E N T R E E S S O R T I E S GRAFCET GLOBAL Le GRAFCET Global du Système gère l’ensemble des fonctions du système. GRAFCET GLOBAL E N T R E E S GRAFCET des Modes de Marches sécurité GRAFCET de S O R T I E S Poste 2 Poste 3 GRAFCET GRAFCET Poste 1 GRAFCET Le GRAFCET Global est décomposé en module, chacun de ces modules correspond à une fonction du système (Sécurité, modes de marche, etc.) ou à une sous partie de la P.O (Poste 1, Poste 2, Poste 3). La structuration est soit Hiérarchique (GRAFCET Maître, GRAFCET Esclave) soit sans hiérarchie (entre 2 postes communication de fonctions d’états). L'analyse structurée d'un système permet de décrire celui-ci depuis le niveau le plus général vers des niveaux de plus en plus détaillé. Cette structuration utilise les notions de Taches et de Macro-étape. Le système est décomposé soit suivant sa topologie (les taches correspondent à des parties opératives indépendantes) soit fonctionnellement (les taches correspondent à des fonctions du système). Les commandes de forçage et figeage de grafcet, sont des moyens supplémentaires qui permettent de préciser la hiérarchie des différents grafcets. La hiérarchie des différents GRAFCET issue de cette structuration est celle qui vient de la description du fonctionnement (succession séquentielle des taches définie par le processus). En fait il est souvent nécessaire de placer à un niveau hiérarchiquement supérieur des GRAFCET de gestions Les principaux grafcets que l’on peut trouver sont : GRAFCET de surveillance: (de sécurité) ce GRAFCET décrit l’ensemble des procédures de sécurité du système , c’est le GRAFCET hiérarchiquement le plus important. L’arrêt d’urgence et les procédures de mise en route sont décrits dans ce GRAFCET. GRAFCET de conduite : (ou GRAFCET des Modes de Marches) ce GRAFCET décrit l’ensemble des procédure de Marches (auto, Cycle/Cycle, Manuel,..) et des arrêts normaux. 28/10/03 GRAFCET page 1/5 Sciences Industrielles Hiérarchie et forçage de situation Papanicola Robert Lycée Jacques Amyot GRAFCET de maintenance :Ensembles des procédure de réglage de la partie opérative. GRAFCET de Production : ce GRAFCET est le niveau de description du fonctionnement normal de l’automatisme. Ce GRAFCET est en général décomposé en plusieurs taches représentant les différentes fonctions de l’automatisme. GRAFCET de surveillance GRAFCET poste 1 GRAFCET Tache 1 GRAFCET de production du Poste i GRAFCET tache 2 GRAFCET de conduite GRAFCET poste n GRAFCET tache m B. MACRO-ETAPE Une macro-étape (ME) est la représentation unique d'un ensemble d'étapes et de transition nommé "Expansion d'étapes", la macro-étape se substitue à une étape du GRAFCET. -1 L'expansion de ME comporte une étape d'entrée et une étape de sortie repérées E et S. -2 Tout franchissement de la transition amont de la macro-étape active l'étape E d'entrée de son Expansion. -3 L’étape de sortie participe à la validation des transition aval de la macro-étape. -4 La transition suivant la macro-étape n’est validée que lorsque la dernière étape de l’expansion de macro-étape est active. 1. Symbole M 20 Lorsque l'étape 19 est active et que la réceptivité r1 est vraie, alors la ME est activée, l'étape d'entrée de l'expansion est activée simultanément et le cycle décrit dans l'expansion se déroule jusqu’à l'étape de sortie S20. Dès que l'étape S20 est active, si la réceptivité qui suit la ME est vraie alors l'étape suivante est activée. Il est préférable de ne pas associer d’actions aux étapes d’entrées et de sortie de la macro- étape M20 E20 21 22 S20 MVa a B+ b 19 21 r1 =1 2. Principe. Le concept de Macro-étape est à différencier de celui de sous-programme, une ME est plutôt une extension du concept d'étape. Les macro-étapes sont à utiliser pour faciliter la représentation de systèmes complexes dans un but de structuration. 28/10/03 GRAFCET page 2/5 Sciences Industrielles Hiérarchie et forçage de situation Papanicola Robert Lycée Jacques Amyot Le concept de macro-étape se prête aisément à l’analyse descendante du système. A chaque Macro-étape correspond une expansion et réciproquement, si plusieurs cycles identiques sont à représenter, autant de macro et d'extension seront nécessaires. C. TACHES, Sous programme Le concept de tache permet lui aussi de décrire les systèmes de façon structurée, il correspond à la notion de sous programme. 1. Principe Lorsque une tache doit être réalisée plusieurs fois dans un cycle, la programmation sous forme de tache permet de simplifier l'analyse et de simplifier la programmation. La tache DOS(age) est réalisée 2 fois dans le cycle. Le GRAFCET DOS décrit le cycle de cette tache. Le GRAFCET principal appelle ce cycle autant de fois que nécessaire. Le GRAFCET du cycle DOS est activée par l'appel de la tache, Lorsque celui-ci est fini, il informe le GRAFCET principal qui reprend la main. L'information fin de tache évite que le cycle puisse recommencer 21 22 23 24 dos dos Appel tache 1 Appel tache 1 r1 fin de tache dos r2 fin de tache dos 30 dos 31 32 38 39 fin appel tache appel tache 2. Représentation usuelle En général les appels et compte rendu de fin de sous programme sont réalisés à l’aide directement à l’aide des étapes. L'activation du sous programme est réalisée par l'étape X22 ou X24 lorsque l'étape X39 est active la fin de tache est vraie. l'information fin de tache est réalisée par le complément de l'appel. 21 22 23 24 dos dos r1 r2 30 dos 31 32 38 39 fin X22+X24 X39 X39 X22+X24 D. 28/10/03 GRAFCET page 3/5 Sciences Industrielles Hiérarchie et forçage de situation Papanicola Robert Lycée Jacques Amyot Forçage 1. Présentation Le forçage n’est pas a proprement parlé une méthode de structuration des grafcets, mais c’est un outil nécessaire à la hiérarchisation des grafcets. La description du fonctionnement normal est facilité par les outils d’analyse descendante, par contre les fonctionnement anormaux (sécurité, arrêt d’urgence) qui nécessite une prise de décision et une action rapide nécessite un outil capable d’inhiber le déroulement normal du grafcet, pour autoriser la réalisation de cycle de sécurité. 2. Définition Par forçage de situation on entend le passage imposé de la situation courante du GRAFCET désigné à une situation déterminée différente de celle qu’aurait atteint celui-ci s’il avait évolué normalement. Le GRAFCET forcé évolue alors sans franchissement de transition. L’ordre de forçage ne peut être émis que par un GRAFCET de niveau hiérarchiquement supérieur vers un GRAFCET de niveau inférieur. Ces ordres de forçages sont utiles principalement pour prendre en compte les sécurités. 3. Forçage et règles du GRAFCET ◊ Le forçage est un ordre interne au GRAFCET consécutif à une évolution. Pour une situation comportant plusieurs ordres de forçages, les GRAFCET forcés prendront immédiatement et directement la ou les situations imposées. ◊ Toute apparition d’une situation de forçage est prioritaire par rapport à toute autre activité du GRAFCET. ◊ Les GRAFCET forcés sont maintenus dans le situation de forçage tant que l’ordre de forçage est valide. ◊ Un GRAFCET ne peut être forcé que par un GRAFCET hiérarchiquement supérieur. ◊ A tout instant un GRAFCET ne peut être forcé que dans une situation et une seule à partir d’un et un seul GRAFCET supérieur. 4. Représentation De manière générale le forçage est représenté dans le GRAFCET par la séquence suivante F/nom du GRAFCET : ( Situation) Ce Forçage est inscrit dans un cadre d’action. La situation décrit comment doit se retrouver le (les grafcets) forcé (s) après le forçage, on distingue plusieurs situation types : 5. Forçage dans une situation non vide Le forçage dans une situation non vide correspond à l’activation d’une ou plusieurs étapes d’un GRAFCET dès que l’étape de forçage du GRAFCET supérieur est activée. Il est possible de forcer plusieurs étapes. Le forçage est effectué en dehors des règles du GRAFCET. Ce forçage est principalement utilisé dans des procédures d’initialisation mais aussi pour activer un cycle particulier après un arrêt d’urgence. Remarque : pour que la situation évolue, il faut que le forçage cesse , sinon le grafcet 12 13 20 21 22 F/G2:(21) GRAFCET de niveau supérieur G1 GRAFCET Forcé G2 28/10/03 GRAFCET page 4/5 Sciences Industrielles Hiérarchie et forçage de situation Papanicola Robert Lycée Jacques Amyot forcé reste dans la situation de forçage. 6. Forçage dans une situation vide Le forçage dans une situation vide correspond à la désactivation de toutes les étapes d’un GRAFCET dès que l’étape de forçage du GRAFCET supérieur est activée. Le forçage dans une situation vide nécessite par la suite le forçage dans une situation non vide pour pouvoir redémarrer. Attention de ne pas forcer dans une situation vide tous les grafcets du système uploads/Industriel/ 3-hierarchie-et-forcage-de-situation.pdf