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Grafcet Introducion au GRAFCET : Lorsqu'un système automaisé a un déroulement s

Grafcet Introducion au GRAFCET : Lorsqu'un système automaisé a un déroulement séqueniel, il est praique de représenter son état en foncion du temps par un graphique. Plusieurs ouils graphiques existent pour cete représentaion. Le GRAFCET est l'un d'eux. Inventé en 1977 en France par l’AFCET, Associaion Française pour la Cybernéique Économique et Technique, le grafcet représente un ouil graphique de descripion du cahier des charges. Dès 1978, le grafcet fait son entrée dans le domaine de l’éducaion. Il est devenu le pilier du programme d’Automaique et d'Informaique Industrielle. D’autres ouils complémentaires du grafcet ont été créés, le Guide d'Etude des Modes de Marche et d'Arrrêt (GEMMA - 1981) en fait parie. Depuis 1988, le grafcet est un ouil de descripion normalisé (Norme C.E.I. 848) qui foncionne en logique séquenielle. C'est un ouil simple mais extrêmement puissant qui permet les représentaions foncionnelles, opéraionnelles et technologiques de la plupart des automaismes industriels. Pourquoi le GRAFCET : •Le GRAFCET fut donc créé pour représenter de façon symbolique et graphique le foncionnement d'un automaisme. •Le GRAFCET permet une meilleure compréhension de l’automaisme par tous les intervenants. •Un GRAFCET est établi pour chaque machine lors de sa concepion, puis uilisé tout au long de sa vie : réalisaion, mise au point, maintenance, modiicaions, réglages. •Le langage GRAFCET doit donc être connu de toutes les personnes concernées par les automaismes, depuis leur concepion jusqu’à leur exploitaion. Cahier des charges d’un automaisme : L’automaicien chargé de la concepion et de la réalisaion de la parie commande doit rechercher dans le cahier des charges une descripion claire et précise du rôle de l’équipement à réaliser. Il peut travailler à deux niveaux. Les deux niveaux de représentaion du GRAFCET: •Niveau 1 : Spéciicaions foncionnelles La représentaion foncionnelle donne une interprétaion de la soluion retenue pour un problème posé, en précisant la coordinaion des tâches opéraives. Elle permet une compréhension globale du système. – Uilisaion du langage courant. – Technologie des capteurs et acionneurs non déinie. Les spéciicaions foncionnelles ne préjugent en aucun cas des technologies qui peuvent être uilisées. Par exemple, la prise d’une pièce peut s’efectuer à l’aide : D’un électro-aimant : technologie électrique D’une ventouse : technologie pneumaique D’une pince mécanique commandée par un vérin, un moteur . •Niveau 2 : Spéciicaions technologiques La représentaion technologique donne une interprétaion en tenant compte des choix technologique relaifs à la parie commande de l’automaisme: le type et la désignaion des appareillages (S1, KM, Ka,….) – Uilisaion de symboles; – Prise en compte de la technologie des capteurs et acionneurs. Exemple : le transfert d’une pièce pourra être fait par un vérin pneumaique, alors que pour la rotaion d’un plateau, on préfère uiliser un moteur-réducteur. 1. Exemple de GRAFCET de niveau 1 : 2. GRAFCET de niveau 2 : • Spéciicaions opéraionnelles : Elles apparaissent dans le cahier des charges mais pas dans la représentaion du grafcet. Les spéciicaions opéraionnelles ont trait au foncionnement de l’automaisme durant son exploitaion, elles sont liées : Aux cadences de foncionnement ; A la iabilité de l’équipement ; A la facilité de dépannage ; Aux possibilités de modiicaion du cycle ; A la qualiicaion de l’opérateur de conduite ; Aux pannes dangereuses pour les personnes et le matériel. 1. Déiniions et noions fondamentales : L'acronyme grafcet signiie : GRAphe Foncionnel de Commande Etape Transiion. Le grafcet est un ouil graphique de descripion du cahier des charges d’un automaisme de producion. Il exprime le rapport de causalité entre les entrées/sories du système à l’aide des récepivités, des acions aux étapes et règles d’évoluion. L'établissement d'un grafcet suppose la déiniion préalable : - du système, - de la fronière PO-PC, spéciiant la Parie Commande, - des Entrées et des Sories de la Parie Commande. A travers le grafcet, le foncionnement d’un système automaique peut être représenté graphiquement par une alternance d’un ensemble « d’étapes- transiions » reliées par des arcs orientées. • Etapes : Auxquelles sont associées les acions ; •Transiions : auxquelles sont associées les récepivités ; •Liaisons orientées : entre les étapes et les transiions et vice versa. Les trois éléments précédents représentent les éléments de base d’un grafcet. On peut proposer la structure générale d’un Grafcet à travers la igure suivante : On peut alors établir la correspondance entre le modèle générale d’un circuit logique séqueniel et le grafcet. est le vecteur d’état , où est une variable binaire représentant l’étape xi 10 2. Les principaux types de Grafcets : Les principaux types de grafcets que l’on peut trouver sont :  GRAFCET de surveillance : ou 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 procédures de Marches (auto, Cycle/Cycle, Manuel,…) et des arrêts normaux.  GRAFCET de maintenance : Précise les procédures d’intervenion de l’opérateur et de réglage de la parie opéraive.  GRAFCET de Producion : Ce grafcet est le niveau de descripion du foncionnement normal de l’automaisme. Il est en général décomposé en plusieurs taches représentant les diférentes foncions de l’automaisme. 11 3. Eléments de base du grafcet : 3.1 Etape : Une étape caractérise un état stable d’une parie ou de la totalité de la parie commande du système étudié. Elle se représente par un carré ideniié dans sa parie supérieur par un repère numérique. Acions associées à l’étape : A chaque étape est associée une acion, c'est-à-dire un ordre vers la parie opéraive ou des communicaions vers d’autres graphes. L’étape possède deux états : acive ou inacive. Si elle est acive, l’acion associée peut être exécutée. Dans l’étude du comportement dynamique, l’acivité d’une étape est généralement matérialisée par un point. A l’iniialisaion du système, les étapes acives sont appelées étapes iniiales, elles se représentent graphiquement par un double carré. L’étape repérée numériquement possède une variable appelée variable d’état d’étape et noté où est le numéro de l’étape. Cete variable est booléenne.  1 si l’étape N° est acive ;  0 si l’étape N° est inacive. 12 1. les acions peuvent être de natures diverses, le rectangle peut avoir des dimensions quelconques et comporter plusieurs acions : acions condiionnelles, acions à niveaux, acions mémorisées, acions temporisées,…. etc. 2. l’ensemble des étapes acives déinit la situaion de la parie commande. Remarque: 3.2 Transiion : Une transiion indique la possibilité d’évoluion du cycle d’une étape à l’étape suivante. Cete évoluion s’accomplit par le franchissement de la transiion du haut vers le bas, ce qui provoque un changement de situaion de la parie commande. A chaque transiion, on associe une ou des condiions logiques qui traduisent la noion de la récepivité. 13 La récepivité : est une foncion combinatoire d’informaions telles que : • Etats de capteurs ; • Acion de bouton poussoir par l’opérateur ; • Acion d’un temporisateur d’un capteur ; • Etat acif ou inacif d’autres étapes. Remarque : Les récepivités sont des comptes rendus en provenance de la parie opéraive ou des consignes en provenance du pupitre de commande. Il existe deux cas pariculiers : 14 1. Temporisaion : pour faire intervenir le temps dans une récepivité, il suit d’indiquer après le repère ‘t’ son origine et sa durée. L’origine sera l’instant de début de la dernière acivaion de l’étape précédente. La notaion t/14/5s signiie : 5secondes écoulées depuis la dernière acivaion de l’étape 14. 2. Récepivité = 1 : une récepivité toujours vraie est écrite=1. 3.3 Les liaisons orientées : Les liaisons indiquent les voies d’évoluion du grafcet. Dans le cas général, les liaisons qui se font du haut vers le bas ne comportent pas de lèche. Dans le cas contraire, l’uilisaion de la lèche est recommandée. 15 4. Exemples d’applicaion: On imagine le procédé suivant: l’opéraion de dosage De produits A et B se fait de manière successive. Ainsi, le cycle commence par le dosage du produit A, une Fois le poids désiré est ateint, le produit commence La vidange de la Trémie peseuse C tout en acionnant le mélangeur M. Au bout de 20s, le mélangeur se vide et s’arrête pour Permetre un nouveau cycle après avoir acionné le Procédé par appuie sur le bouton Dcy. Établir un grafcet niveau 1 de cet automaisme. 16 17 5. Structures de base: 5.1 Séquence unique: Une séquence unique représente une suite d’étapes formant un ensemble cohérent, s’acivant successivement les unes après les autres. La séquence est dite acive si une étape est acive et inacive lorsque toutes les étapes sont inacives (appelée aussi séquence linéaire). 18 2. Sélecion de séquence : Il représente une alternaive d’évoluion vers plusieurs étapes. Les récepivités associées aux transiions d’un aiguillage doivent être exclusives (leur ET logique doit être nul). Si les deux condiions a et d sont à 1 simultanément, les étapes 2 et 4 vont devenir acives simultanément, situaion non voulue par le concepteur. D’où la nécessité des condiions exclusives. On dit alors qu'il y a aiguillage ou uploads/Industriel/ cours23-grafcet.pdf