Description fonctionnelle dun systme automatis Le GRAFCET graphe

Description fonctionnelle d’un système automatisé Le GRAFCET (graphe de commande étape / transition)

sommaire 1 - Normes 2 - Représentation graphique 3 - Les cinq règles d'évolution du GRAFCET 4 - Structures de base 5 - Élaboration d’un GRAFCET 6 - Grafcet et langage à contact 7 - les macro représentations

1) Normes En France les règles et symbolisation sont régis par les normes UTE 4 novembre 1990 NF C 03 - 190 4 juin 1993 NF C 03 - 190 4 septembre 1995 NF C 03 - 191 Au niveau international, il faut consulter la CEI 848 (reprise des normes situées précédemment)

À l’origine c’est un outil de description des____________ indépendant des choix technologiques. C ’est une représentation graphique où il décrit essentiellement ____________________ des étapes. Le GRAFCET a vu son usage s’étendre : 4 décomposition d’un processus en __________, 4__________ des différents modes de fonctionnement 4 ……. .

2) Représentation graphique 1 S 1. ka 1 2 KM 1 S 5 S 2 KM 2 3 S 3

Les étapes 1 X 1 2 X 2 Active à la mise en énergie de l’automatisme

Les actions associées aux étapes Une ou plusieurs actions peuvent être associées à une étape Ces actions peuvent être : 4 externe (actions sur une sortie) 4 interne (temporisation, comptage, etc…)

Les actions associées aux étapes Action __________ KM 1 Elle se réalise chaque fois que _______ correspondante est _______ S 2 KM 2 Action __________ Elle se réalise chaque fois que _______ correspondante est _______ et si la condition associée est _______

Les actions associées aux étapes KM 1 KM 2 Ces représentations sont identiques

Les actions associées aux étapes Actions mémorisées 2 S début action Si on n’utilise pas ce formalisme il faut ___________ 9 R fin action

Les transitions On peut utiliser des repères qu’on notera sur la gauche de préférence

Les transitions et les réceptivités Les réceptivités sont notées sur de préférence (1) Départ cycle et position haute S 1. S 3 Les réceptivités sont inscrites S 3 S 1 sous forme symbolique, logique ou littérale. =1 Réceptivité toujours _____

Les transitions et les réceptivités Prise en compte du temps ou écriture d’une temporisation X 8 8 t 9 figure tempo 5 s ____ X 9 t description

Les liaisons Convention L’information va du haut vers le bas ou de la gauche vers la droite Dans le cas ou il n’est pas possible de respecter cette convention, il faut placer une flèche pour marquer l’orientation

3) Les cinq règles d'évolution du GRAFCET Règle 1 : _____________ Les étapes INITIALES sont celles qui sont à l’initialisation de la partie commande Il est possible que des actions soient associées aux étapes initiales : 4 actions internes (RAZ compteur, …. . ) 4 actions externes si elles sont conditionnelles.

Règle 2 : ___________ L’évolution du GRAFCET ne peut se produire : ____ lorsque la ________________ la __________ à cette transition est_____ S 1 + S 2 Lorsque ces 2 conditions sont réunies, la _________ devient franchissable et est alors ___________ franchie

Règle 3 : _______________ Le franchissement d’une transition entraîne simultanément __________ les étapes immédiatement suivantes ET ___________ les étapes immédiatement précédentes. S 1 + S 2

Règle 4 : évolutions simultanées Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies. 4 11 S 1 5 4 S 1 Quand S 1 = 1 12 11 S 1 5 S 1 12

Règle 5 : activation et désactivation simultanées Une étape simultanément activée et désactivée reste active 3 3 S 2 4 Si S 1 = 1 et S 2 = 1 simultanément S 2 4 S 1 5

4) Structures de base Il existe 3 structures de bases : 4à séquence unique 4à séquences simultanées 4à choix de séquence D ’autres structures se rencontrent mais elles sont déduites des 3 précédentes : 4 saut d ’étapes 4 reprise de séquence 4 séquence exclusive 4 etc….

Séquence ______ 1 S 1. ka 1 2 KM 1 S 5 S 2 KM 2 3 S 3

Séquences _________ S 3 ______ 3 KA 1 6 KA 2 S 2 S 1 ____ 5 ______ 10

_______ de séquences _______ S 1 3 S 5 KA 1 6 KA 2 S 6 S 3 S 7 ____ 5 _________ 10 S 4 S 8

5) Élaboration d’un GRAFCET Plusieurs niveaux d’observation sont à définir. On parle de « point de vue » . On distingue 3 « points de vue » : 4______________________ 4___________

« Point de vue » système ou procédé Description indépendante de tout choix technologique. On tient compte des spécifications fonctionnelles C’est un inventaire des fonctions principales, des fonctions secondaires et des tâches qui en découlent. _____________________

« Point de vue » partie opérative Description en tenant compte : 4 des choix technologiques faits pour les mécanismes (pré actionneurs - actionneurs) 4 des capteurs machines On obtient un ensemble de grafcet pouvant comprendre : 4 des GRAFCET de gestion des tâches 4 des GRAFCET de production 4 des GRAFCET sous-programme 4 des GRAFCET particuliers Remarque : cette description est complétée par une étude des modes de marche et d’arrêt (GEMMA) qui débouche sur un ensemble de GRAFCET hiérarchisés

« Point de vue » partie commande Description définitive de l’automatisme (réalisation) - Choix du constituant et/ou des composants de la PC. - Type et mode de commande des pré actionneurs (mono ou bistable). - Fonctions reportées sur des composants externes (tempo, compteur, . . ). - Choix entre solution câblée, programmée ou mixte. - Définir les caractéristiques et les performances de la PC choisie (nombre d ’E/S, capacité, puissance de calcul, …).

On peut utiliser d’autres appellations pour les différents « points de vue » afin de simplifier le langage. « Point de vue » système ou procédé ______ « Point de vue » partie opérative ______ « Point de vue » partie commande ______

6) Grafcet et langage à contact Les API n’offrent pas toujours la possibilité de programmer en langage grafcet. 1 S 1. ka 1 2 KM 1 S 5 3 S 2 KM 2 S 3 Solution : traduire le grafcet en langage à contact (ou autres).

Il faut décrire le problème en 3 paragraphes : 4 équations des transitions 4 équations d ’activation et de désactivation des étapes 4 équations des sorties

grafcet équations des transitions Ces équations sont associées à des bits internes (nommés %Mx) S 1 %I 0, 1 S 3 %I 0, 3 ka 1 %I 0, 4 S 5 %I 0, 5 %X 1 %I 0, 4 %X 2 %I 0, 5 %M 2 %X 3 %I 0, 3 %M 1

grafcet équations d ’activation et de désactivation des étapes Elles vont décrire l ’évolution du grafcet 2 solutions sont possibles. On utilise des bobines S (set) et R (reset). Cette solution n’est pas utilisée par les constructeurs car elle est plus lourde à programmer. On utilise des bobines instantanées. C’est la solution retenue.

Étape initiale Étape N° 1 %M 3 %X 1 init %X 2 %X 1 grafcet

grafcet Étape N° 2 init %M 1 %X 2 %X 3

Étape N° 1 Avec des bobines Set Reset (pour information) %M 1 %X 1 R %M 3 %X 1 S initialisation Écriture de la désactivation en premier pour respecter la règle N° 5

grafcet équations des sorties KM 2 %O 0, 2 S 2 %I 0, 2 %X 3 %I 0, 2 %O 0, 2

exercice Traduire un grafcet comprenant des divergences et des convergences en ET et en OU les équations seront écrites avec : 4 des bobines instantanées. 4 travailler avec les mnémoniques fournis.

1 1 S 2 2 2 KA 1 S 1 3 S 5 4 KA 1 S 2 KA 2 3 S 2 S 6 S 5 5 4 KA 1 KA 2 S 6 5 S 5 6 KA 2 S 8 S 4 7 6 S 6 1 er cas : OU S 6 2ème cas : ET

La macro représentation Macro étapes : Une macro-étape est la représentation unique d’un ensemble unique d’étapes et de transitions nommées « expansion de macro-étape » . Souvent utilisée lors de la conception d’un automatisme ce qui évite de surcharger un grafcet. Fonctions ré appelables : Il est fréquent de réutiliser plusieurs fois la même fonction dans une description. On développera une structure à grafcet communiquant entre eux sans aucune notion de hiérarchie.

Macro étapes 2 représentations possibles M 1 « perçage » M 1 perçage Une macro étape n’est pas une étape car si elle est active, elle ne valide pas la transition aval. Une macro étape peut contenir d’autres macro étapes. Une macro étape peut contenir une (des) étape(s) initiale(s).

Étape d’entrée E 1 S 2 M 1 perçage expansion 2 KA 1 S 1 3 S 5 KA 1 4 S 2 KA 2 S 6 S 5 5 KA 2 S 8 S 1 Étape de sortie Tout franchissement de la transition amont de la macro étape active l’étape d’entrée Ei de l’expansion. L’étape de sortie Si de l’expansion assure la validation des transitions avals de la macro étape.

Fonctions ré appelables rs 9 10 « bouchage » 20 _______ 11 G 10 Grafcet appelant KM 1 (________). CI 21 rs 11 rs 21 rs 14 rs 24 15 « bouchage » 27 KM 1 rs 15 G 20 Grafcet appelé KM 3 rs 27 ________ 16 KM 2 28 ____________ G 10 et G 20 échangent des informations de même nature. Il n’existe aucune ____________ entre ces graphes.

retour Initialisation 1 M 0 Cette ligne doit se programmer après les étapes. Cette programmation est directement liée à la scrutation de l’API. À la mise sous tension et à la première scrutation, M 0 = 0. Cette condition est vraie jusqu’à la lecture de cette ligne. Après M 0 = 1.