Graf Cet

[email protected]

Définition Un système est dit automatisé s’il exécute toujours le même cycle de travail pour lequel il a été programmé. (la partie opérative est mécanisée et la partie commande est assurée par un automate)

Exemples :  Distributeur de boissons

 Feux de croisement

 Passage à niveau

 Ascenseur

Le système est en attente Un train arrive Signal lumineux et signal sonore

Temporisation de 10 secondes Baisser la barrière et laisser les signaux

Barrière baissée Signal lumineux et signal sonore Le train est passé

Lever la barrière Barrière levée

Partie Opérative: Elle reçoit les ordres de la partie commande et elle lui adresse des comptes rendus Elle est composée:

Actionneur : Ils exécutent les ordres reçus. Ils agissent sur le système ou son environnement

• d ’actionneurs Moteur

• de capteurs Signal lumineux

Partie Commande : Capteurs : capable de détecter un phénomène physique dans son environnement (déplacement, présence, chaleur, lumière...) Ils rendent compte de l ’état du système

Elle donne les ordres à la partie opérative en fonction: • du programme qu’elle contient • des informations reçues par les capteurs

• des consignes données par l ’utilisateur

Interface : les informations circulent d’une partie à l’autre par l’intermédiaire d’interfaces.

I.1 Partie commande Elle gère, selon une suite logique, le déroulement ordonné des opérations à réaliser. Il reçoit des informations en provenance des capteurs de la Partie Opérative, et les restitue vers cette même Partie Opérative en direction des pré-actionneurs et actionneurs. L’outil de description de la partie commande s’appelle le GRAphe Fonctionnel de Commande Etape / Transition (GRAFCET ).

I.2 Partie opérative C’est la partie visible du système. Elle comporte les éléments du procédé, c’est à dire :

• •

•

des pré-actionneurs (distributeurs, contacteurs) qui reçoivent des ordres de la partie commande; des actionneurs (vérins, moteurs, vannes) qui ont pour rôle d’exécuter ces ordres. Ils transforment l’énergie pneumatique (air comprimé), hydraulique (huile sous pression) ou électrique en énergie mécanique ; des capteurs qui informent la partie commande de l´exécution du travail. Par exemple, on va trouver des capteurs mécaniques, pneumatiques, électriques ou magnétiques montés sur les vérins. Le rôle des capteurs (ou détecteurs) est donc de contrôler, mesurer, surveiller et informer la PC sur l’évolution du système

Exemples d’actionneurs Les actionneurs transforment l’énergie reçue en énergie utile.

Moteur pas à pas

Afficheur 7 segments

Electrovanne

Vérin rotatif

Buzzer

Vérin

Voyants

Ventilateur

Résistance chauffante

Exemples de capteurs Les capteurs transforment la variation des grandeurs physiques liées au fonctionnement de l’automatisme en signaux électriques.

Capteur de proximité à ultrasons

Capteur d’humidité

Détecteur de choc

Capteur de niveau de liquide

Bouton poussoir

Cellule photoélectrique

Détecteur de gaz

Capteur à contact

Bouton d’arrêt d’urgence

Partie Commande Ordres

Comptes-rendus

Capteurs

Partie Opérative

Actionneurs

Signaux, actions

Evénements

Opérateur ou environnement BOISSON

On utilise un outil graphique pour décrire rapidement le fonctionnement du système automatisé

EXEMPLE: éclairage public L ’ovale indique le début ou la fin de l ’organigramme

Début

La lumière est éteinte

Le rectangle représente l ’action conduisant à un état

Il fait nuit

non

oui La lumière est allumée

Il fait jour

Le losange représente sous forme de question le test permettant de détecter un état

oui

non

GRAFCET

Introduction : Un GRAFCET(GRAphe Fonctionnel de Commande Etape-Transition) est un mode de représentation et d'analyse d'un automatisme. C'est un outil graphique de description du comportement de la partie commande. Il décrit les interactions informationnelles à travers la frontière d'isolement : partie de commande, partie opérative d'un système isolé. Ce mode de représentation est indépendant de la technologie utilisée dans l'automatisme, et traduit d'une façon cohérente le cahier de charge de l'automatisme.

GRAFCET est Inventé en 1977 en France par l' AFCET: Association Française pour la Cybernétique Économique et Technique.

GRAFCET est Diffusé par l' ADEPA (Agence Nationale pour le DEveloppement de la Productique Appliquée à l'industrie Norme IEC 1131.3) Le GRAFCET est aussi appelé DFS (Diagramme Fonctionnel en Séquence) ou en anglais, SFC (Sequential Function Chart).

POURQUOI LE GRAFCET ? Lorsque certaines spécifications sont exprimées en langage courant, il y a un risque permanent d'incompréhension. Certains mots sont peu précis, mal définis ou possèdent plusieurs sens.

Le langage courant est mal adapté pour décrire précisément les systèmes séquentiels. Le GRAFCET fut donc créé pour représenter de façon symbolique et graphique le fonctionnement d'un automatisme. Cela permet une meilleure compréhension de l'automatisme par tous les intervenants.

Un GRAFCET est établi pour chaque machine lors de sa conception, puis utilisé tout au long de sa vie : réalisation, mise au point, maintenance, modifications, réglages. Le langage GRAFCET doit donc être connu de toutes les personnes concernées par les automatismes, depuis leur conception jusqu' à leur exploitation Les avantages du GRAFCET : il est indépendant de la matérialisation technologique; il traduit de façon cohérente le cahier des charges; il est bien adapté aux systèmes automatisés

Règles d'écriture du Grafcet Le GRAFCET est constitué: 1. d'éléments graphique de base: les étapes, les transitions, les liaisons orientées reliant entre elles les étapes et les transitions, structurés en un réseau alterné formant l'ossature (squelette) séquentielle graphique.

2. d'une interprétation traduisant le comportement de la partie commande vis-à-vis de ses entrées et de ses sorties, interprétation caractérisée par: les actions associées aux étapes, les réceptivités associées aux transitions 3. de règles d'évolution définissant formellement le comportement dynamique de la partie commande ainsi décrite.

ELEMENTS GRAPHIQUES Réceptivité

Étape initiale Action Transition

Commentaire

Étape

Liaison orientée

Étapes et actions associées Définition : Une étape correspond à une situation du système automatisé dans laquelle le comportement de la partie commande est stable vis à vis de ses entrées et ses sorties. Une étape est symbolisée par un carré repéré numériquement. Une étape, à un instant t, peut être active ou inactive. Ce repérage peut se faire à l'aide d'un point placé sous le chiffre.

L'étape initiale ou toute étape initialement activée est repérée par un carré double.

ACTION:

Une ou plusieurs Actions élémentaires ou complexes peuvent être associées à une étape. Les actions associées à une étape traduisent ce qui doit être fait si l'étape est active. Les actions qui sont les résultats du traitement logique des informations par la partie commande peuvent être : externes et elles correspondent aux ordres émis vers la partie opérative ou vers les éléments externes. internes et concernent des fonctions spécifiques de l'automatisme telles que temporisation, comptage, etc .. Les actions sont précisées dans un ou plusieurs rectangles :

N.B: On utilise toujours dans les actions les verbes à l'infinitif: allumer la lampe

Transitions et réceptivités associées transition Définition : Une transition indique la possibilité d'évolution d'une étape à l'étape suivante. Le passage de l'une à l'autre s'effectue par le franchissement d'une transition. Une transition est soit validée soit non validée. Elle est dite validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à cette transition sont actives. Une transition entre deux étapes se représente par une barre perpendiculaire aux liaisons orientées.

NB: Il n'y a toujours qu'une et qu'une seule transition entre deux étapes, quel que soit le chemin parcouru.

Réceptivité

Définition A chaque transition est associée une proposition logique appelée réceptivité qui peut être soit vraie soit fausse. La réceptivité écrite sous forme de proposition logique est une fonction combinatoire: d'informations externes provenant de la partie opérative ou du poste opérateur, d'informations internes en rapport avec les fonctions spécifiques de l'automatisme (temporisation, comptage), ou les états actifs ou inactifs des autres étapes.

EXEMPLE :

Remarque: Les notations a↑ ou a↓ sont employés lorsque la condition de réceptivité est liée au changement d'état variable. a↑: front montant de a, a↓: front descendant de a.

Réceptivité Temps Pour faire intervenir le temps dans une réceptivité, il suffit d'indiquer après le repère t son origine et sa durée.

t/1/10s: passer à l'étape 2 si 10s sont écoulées depuis la dernière activation de l'étape 1. t/1/15s: passer à l'étape 3 si 15s sont écoulées depuis la dernière activation de l'étape 1

Liaisons orientées Les liaisons orientées permettent de relier les étapes aux transitions et inversement. Le sens général du parcours est du haut vers le bas. Lorsque le parcours est différent des flèches sont nécessaires.

Les renvois de pages : Pour des systèmes complexes, il est parfois nécessaire de dessiner le grafcet sur plusieurs pages. Dans ce cas il faut insérer de manière très lisible des repères indiquant l'étape ou la transition d'origine ou de destination, ainsi que le numéro de pages. Pour une meilleure lisibilité on coupera la liaison étape/transition de façon à mettre en évidence toutes les transitions validées par une même étape.

Règles d'évolutions Introduction Aux règles d'écriture s'ajoutent les règles d'évolution afin de préciser les conditions pour lesquelles les étapes sont actives ou inactives.

Règle.1: Initialisation Définition La situation initiale caractérise le comportement initial de la partie commande vis - vis de la partie opérative et correspond à l'étape active au début du fonctionnement. Elle traduit généralement un comportement de repos Le symbole est le double carré:

Règle 2: Franchissement d'une transition: Définition Le franchissement d'une transition s'effectue si: l'étape précédente est active la réceptivité associée est vraie Lorsque ces deux conditions sont réunies, la transition devient franchissable et est obligatoirement franchie. Règle 3: Évolution des étapes actives: Le franchissement d'une transition entraîne simultanément l'activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes.

Exemple :

Cas 1: La transition 1-2 est non validée, l'étape 2 étant inactive. Cas 2: L'étape 1 étant active, la transition 1-2 est validée mais ne peut être franchie car la réceptivité n'est pas vraie: b=0. Cas 3: La transition 1-2 est franchie car la réceptivité est vraie :b=1. Dans ce cas l'étape 2 est activée et l'étape 1 est désactivée.

Remarque : X1 :Variable Booléenne orrespondant à l'étape 1 : Si l'étape 1 est active X1= 1 Si l'étape 1 est inactive X1=0 Règle 5 : Activation et désactivation simultanées Définition Si au cours du fonctionnement de l'automatisme une même étape doit être simultanément activée et désactivée, elle reste activée.

Structures de base 1.Séquence unique : Définition : .

Le début du Grafcet est constitué d'une suite d'étapes qui peuvent être activées les unes après les autres. Cette suite d'étapes est appelée une séquence unique. Chaque étape n'est suivie que par une seule transition et chacune d'elle n'est validée que par une seule étape. La séquence est dite active si au moins une des étapes est active. Elle est dite inactive si toutes les étapes son inactives

2. Séquences simultanées Définition : Lorsque le franchissement d'une transition conduit à activer plusieurs séquences en même temps ces séquences sont dites séquences simultanées. Après l'activation simultanée de ces séquences, les évolutions des étapes actives dans chacune des séquences deviennent alors indépendantes.

Exemple avec branchement ET (fonctionnement parallèle) Cahier des charges : après appui sur départ cycle « dcy », les chariots partent pour un allerretour. Un nouveau départ cycle ne peut se faire que si les deux chariots sont à gauche. CH1 CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

dcy

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

Solution 1

dcy

1

dcy . g1 . g2 D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

G2

6

g1

CH1

g2

4

7

1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

Solution 1

dcy=1

1

dcy . g1 . g2 D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

G2

6

g1

CH1

g2

4

7

1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

1

dcy

dcy . g1 . g2 D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

g1

CH1

G2

6

g2

4

7

1

Solution 1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

Solution 1

dcy

1

dcy . g1 . g2 D1

2

d1

d2

G1

3

D2

5

G2

6

g1

CH1

g2

4

7

1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

1

dcy

dcy . g1 . g2 D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

g1

CH1

G2

6

g2

4

7

1

Solution 1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

Solution 1

dcy

1

dcy . g1 . g2

D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

G2

6

g1

CH1

g2

4

7

1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

Solution 1

dcy

1

dcy . g1 . g2

D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

G2

6

g1

CH1

g2

4

7

1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

Solution 1

dcy

1

dcy . g1 . g2 2

D1

5

d1 3

D2

d2 G1

6

g1

CH1

G2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

g2

4

7

1

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

Solution 1

dcy

1

dcy . g1 . g2

D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

G2

6

g1

CH1

g2

4

7

1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

dcy

1

dcy . g1 . g2

D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

g1

CH1

G2

6

g2

4

7

1

Solution 1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

Solution 1

dcy

1

dcy . g1 . g2

D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

G2

6

g1

CH1

g2

4

7

1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

dcy

1

dcy . g1 . g2 D1

2

D2

5

d1

d2 G1

3

Solution 1

CH1

G2

6

g1

Etape 4 = étape « d’attente » ⇒ Aucune action

g2

4

7

1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

dcy

1

dcy . g1 . g2 D1

2

d1

d2

G1

3

D2

5

g1

CH1

G2

6

g2

4

7

1

Solution 1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

dcy

1

dcy . g1 . g2

D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

g1

Étapes 4 & 7 actives ⇒ Synchronisation

CH1

G2

6

g2

4

7

1

Solution 1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

Solution 1

dcy

1

dcy . g1 . g2 D1

2

d1

d2 G1

3

D2

5

G2

6

g1

CH1

g2

4

7

1

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Autre solution

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

1

Solution 2

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2 G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy=1

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2 G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2 G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2

G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2

G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2 G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2

G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2

G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2

G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2 G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2 G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2

G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Solution 2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2 G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

1

dcy

2

dcy

CH1 D1

2

d1

d2

G1

3

g1

D2

5

G2

6

g2

g1

G1 D1

d1

g2

G2 D2

d2

CH2

Divergence et convergence en OU (aiguillage) Divergence en OU : l'évolution du système vers une branche dépend des réceptivités A et B associées aux transitions.

Convergence en OU : après l' évolution dans une branche, il y a convergence vers une étape commune. REMARQUES : A et B ne peuvent être vrais simultanément (conflit). Après une divergence en OU, on trouve une convergence en OU. Le nombre de branches peut-être supérieur à 2. La convergence de toutes les branches ne se fait pas obligatoirement au même endroit.

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Un dispositif automatique destiné à trier des caisses de deux tailles différentes se compose d'un tapis amenant les caisses, de trois poussoirs et de deux tapis d'évacuation suivant la figure ci-dessous : Tapis 1

Poussoirs 3

2

Poussoir 1

Tapis 3

Tapis 2

Cycle de fonctionnement : Le poussoir 1 pousse les petites caisses devant le poussoir 2 qui, à son tour, les transfère sur le tapis d'évacuation 2, alors que les grandes caisses sont poussées devant le poussoir 3, ce dernier les évacuant sur le tapis 3. Pour effectuer la sélection des caisses, un dispositif de détection placé devant le poussoir 1 permet de reconnaître sans ambiguïté le type de caisse qui se présente.

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse

2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2

3

Av P2

Re P1

Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2

4

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3

7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Poussoirs 3

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2 4

Av P1 Av P3

2

Poussoir 1

Re P1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Poussoirs 3

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2 4

Av P1 Av P3

Re P1

2

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Poussoirs 3

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2 4

Av P1 Av P3

2

Poussoir 1

Re P1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Poussoirs 3

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2 4

Av P1 Av P3

Re P1

2

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse

2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2

3

Av P2

Re P1

Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2

4

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3

7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse

2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2

3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2

4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3

7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2 4

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2

4

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3

7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2 4

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse

2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2

3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2

4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3

7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse 2

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Grande caisse

Av P3

Re P1

Poussoirs 3

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Poussoir 1

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse 2

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Grande caisse

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Poussoir 1

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2 4

Re P2

Re P1

P2 en arrière

8

Av P1 Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière

Re P1 P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse

2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2

3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2

4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3

7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2 4

Re P2

Re P1

P2 en arrière

8

Av P1 Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière

Re P1 P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1

Tapis 1

Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Caisse devant P3 6

Caisse sur tapis 2 4

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse 2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2 3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse

2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2

3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse

2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2

3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2 4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3 7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

Tapis 3

Tapis 2

Exemple avec branchement OU (sélection de séquences) Av : Avance Re : Recule P1, P2, P3 : poussoirs 1, 2, 3

1 Petite caisse

2

Grande caisse

Av P1

5

Caisse devant P2

3

Av P2

Re P1

Re P2

Re P1

P2 en arrière 8

Av P1 Caisse devant P3

6

Caisse sur tapis 2

4

Tapis 1

Av P3

Poussoirs 3

Re P1

Poussoir 1

Caisse sur tapis 3

7

Re P3

2

Re P1

P3 en arrière Re P1

P1 en arrière

ETC...

Tapis 3

Tapis 2

3. Sélection

de séquence Sélection de séquence Définition : Une sélection ou un choix d'évolution entre plusieurs étapes ou séquence se représente, à partir d'une ou plusieurs étapes, par autant de transitions validées qu'il y a d'évolutions possibles.

à partir de l'étape 1 deux évolutions possibles (10 OU/ET 20)

Sélection exclusive Définition : Pour obtenir une sélection exclusive entre plusieurs étapes: il faut que les réceptivités soient exclusives. Exemple:

Saut d'étapes et reprise d'étapes:

Parallélisme interprété

Définition : Dans ce cas les réceptivités ne sont pas exclusives: et d'évolutions simultanées sont possibles:

Explication: a et a.b sont non exclusives ! •si a est vraie ET b est fausse alors 20 est active et 50 est inactive •si b est vraie, et a devient vraie alors 30 et 40 sont actives --> pour la synchronisation l'étape 4 ( étape d'attente )est prévue avec la réceptivité : (étape 20 et 30 désactivées)

4. Aiguillage après activations simultanées des séquences Cette structure se rencontre chaque fois qu'un ou plusieurs aiguillages doivent s'effectuer après les activations simultanées de ces séquences.

Aucune action ne peut être associée aux étapes 20 et 30 par le fait que des transitions aval, validées par ces étapes, ont des réceptivités déjà vraies

Exemple

Extensions des représentations Etape source Définition : On appelle "étape source" une étape non reliée à une transition en amont. Elle ne peut être activée que si elle est initiale ou qu'elle est soumise à un ordre de forçage par un grafcet de niveau supérieur. .

Etape puits Définition : On appelle "étape puits" une étape non reliée à une transition en aval ( étape puits 10). Seul un ordre de forçage peut modifier son état

Transition source et puits Définition : La transition source n'est pas reliée à une étape amont. Par convention elle est toujours validée et deviendra franchissable lorsque la réceptivité est vraie. La transition puits n'est pas reliée à une étape aval

Macro-Etape Définition : 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. L'expansion de ME comporte une étape d'entrée et une étape de sortie repérées par E et S. Tout franchissement de la transition amont de la macro-étape active l'étape E d'entrée de son Expansion. L'étape de sortie participe à la validation des transitions aval de la macro-étape. La transition suivant la macro-étape n'est validée que lorsque la dernière étape de l'expansion de macro-étape est active. SYMBOLE :

Lorsque l'étape 9 est active et que la réceptivité e1 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 S10. Dès que l'étape S10 est active, si la réceptivité s1 qui suit la ME est vraie alors l'étape suivante est activée.

Classification des actions Action continue

Action = X1 L'exécution de l'action 1 se poursuit tant que l'étape est active !

Action conditionnelle Exemple :

Action maintenue Définition : C'est une action qui sera maintenue dans plusieurs étapes successives.

L'action A est maintenue dans les deux étapes 1 et 2

Structuration et hiérarchisation Les Systèmes Automatisés de production sont de plus en plus complexes, afin de simplifier l'étude, la mise en œuvre et la maintenance du système, il est nécessaire de structurer la partie commande et la partie opérative. L'objectif essentiel de la structuration est de permettre une approche progressive du fonctionnement d'un système automatisé, tant au niveau de l'analyse qu'au niveau de la représentation.

Dans l'analyse structurée, 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 Partie Opérative (Poste 1, Poste 2, Poste 3). La structuration est : soit Hiérarchique (GRAFCET Maître, GRAFCET Esclave) soit sans hiérarchie (communication entre 2 postes).

L'analyse structurée d'un système permet de décrire celui-ci depuis le niveau le plus général vers des niveaux de plus en plus détaillés. Cette structuration utilise les notions de Taches et de Macroétape. 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) , soit plus généralement en combinant ces deux formes.

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 grafcets 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 grafcets de gestions Les principaux grafcets que l'on peut trouver sont :

Macro-Etape Une macro-étape (ME) est la représentation unique d'un ensemble d'étapes et de transitions nommé "Expansion d'étapes", la macro étape se substitue à une étape du grafcet

Taches – Sous–programme Un sous-programme est un grafcet indépendant dont l'exécution et le déroulement sont synchronisés à un grafcet principal. Lorsqu'une tache doit être réalisée plusieurs fois dans un cycle, la description de cette tache sous la forme d'un grafcet indépendant permet de simplifier l'analyse et de simplifier la programmation. Ce grafcet indépendant est un sous programme lancé par le programme (le grafcet) principal.

Dans l'exemple précédent, la tache « dosage » est exécutée 2 fois dans le cycle. Le grafcet dosage décrit cette tache. Le lancement de cette tache est réalisé par l'activation de l'étape X2 ou l'activation de l'étape X5. Lorsque la tache est terminée, une information d'état (fin de tache) est retournée au grafcet principal qui peut alors évoluer. Il est souhaitable de terminer le grafcet de la tache par la vérification que l'étape de lancement du grafcet principal est bien désactivée avant de le boucler.

Différents points de vue d'un GRAFCET La représentation d'un système automatisé par un grafcet prend en compte le "point de vue" selon lequel l'observateur s'implique au fonctionnement de ce système. On distingue trois "points de vue" : GRAFCET du point de vue système ; GRAFCET du point de vue partie opérative ; GRAFCET du point de vue partie commande.

GRAFCET du point de vue système : C'est un graphe qui décrit le fonctionnement global du système. Il traduit le cahier des charges sans préjuger de la technologie adoptée. Il permet de dialoguer avec des personnes non spécialistes (fournisseurs, décideurs ...) Son écriture, en langage clair, permet donc sa compréhension par tout le monde. GRAFCET du point de vue partie opérative : Dans ce type de grafcet on spécifie la technologie de la partie opérative ainsi que le type de ses informations reçues (ordres) et envoyées (comptes-rendus). L'observateur de ce point de vue étant un spécialiste de la partie opérative, la partie commande ne l'intéresse que par ses effets.

GRAFCET du point de vue partie commande : Ce grafcet est établi en spécifiant la technologie des éléments de dialogue : entre PC et PO ; entre PC et opérateur ; entre PC et autre système. C'est un grafcet établi par un spécialiste, c'est la version qui lui permet d'établir les équations et éventuellement les schémas de réalisation (électrique, pneumatique ...)

MATÉRIALISATION D'UN GRAFCET BUT : Mettre en ouvre un grafcet à l'aide de composants Tout ou Rien ToR (portes et bascules). Un grafcet est constitué par un ensemble d'étapes ; à chacune de ces étapes, on associe une variable Xi qui est égale à " 1" si l'étape est active et à "0" si l'étape est inactive. On matérialisera cette variable Xi par la variable de sortie Qi d'une bascule. La synthèse de l'automate est alors le problème de calcul des entrées ( Ri, Si ou Ji, Ki) de ces bascules, et des sorties de l'automate en fonction des Xi.

Cas d'un grafcet linéaire Il suffit d'utiliser une bascule RS par étape. Une étape est activée si l'étape précédente est active et que la réceptivité d'entrée est vraie. Dans le cas d'un grafcet linéaire, on désactivera une étape quand la suivante est active. Soit le grafcet suivant: On peut gérer de différentes manières l'étape initiale. Dans la plupart des cas, le plus simple est d'utiliser des bascules se mettant à 0 à la mise sous tension, et d'initialiser l'automatisme à l'aide d'un bouton qu'on notera "Init", qui peut également servir à réinitialiser le grafcet en cours de fonctionnement sans éteindre le système.

Méthode : Étudions l'étape 1: L'étape s'active si l'étape 0 est active et la réceptivité a est vraie → S1 = Q0.a. Tout le temps qu'elle est active, la sortie Action1 est active (égale à 1). Elle est désactivée quand la réceptivité de sortie (b) est vraie, mais il faut attendre que l'étape 2 soit active. Elle peut être également désactivée par Init.. S1= Q0.a Équations:

R1= Q2 +Init

Divergence simple en ET :

Quand la transition est franchissable, il suffit d'activer deux étapes au lieu d'une. Le seul problème est la désactivation de l'étape précédente: il faut être sûr que les deux étapes suivantes ont eu le temps de prendre l'information d'activation avant de désactiver la précédente.

Divergence en OU

Quand l'étape 1 est active Et la réceptivité a ( ou b) est vraie, l'étape 20 ( ou 30) devient active et l'étape 1 désactive . Il est possible que l'évolution devienne simultanée si les deux réceptivités sont vraies. (voir cours de grafcet !)

Convergence en ET Quand les deux étapes (3 et 4) sont actives ET la réceptivité c est vraie alors l'étape 5 devient active et les deux étapes (3 et 4) désactives.

Convergence en OU

Quand l'étape 3 (ou 4) est active ET la réceptivité a (ou b) est vraie alors l'étape 5 devient active et l'étape 3 (ou 4) désactive.

Exemple de grafcet avec sélection de séquence Un puisard sert à collecter les eaux de pluies, celles-ci s'infiltrant peu à peu dans le sol autour de la cavité du puisard. Pour éviter tout débordement d'eau en cas d'afflux trop important, on a placé deux pompes P1 et P2 et un détecteur de niveau comme indiqué sur la Figure suivante. Le fonctionnement souhaité est le suivant :

Si le niveau d'eau N est inférieur à N1 (les trois contacts N1, N2 et N3 sont relâchés). Aucune des deux pompes ne fonctionne. Supposons que le niveau N monte ; quand N atteint N2 la pompe P1 se met en marche : Si le niveau redescend, P1 s'arrête quand N atteint N1 ; Si le niveau continue de monter, P2 se met en marche lorsque N atteint N3 ; Lorsque les deux pompes fonctionnent et que le niveau N atteint N2, on arrête P2, mais on laisse fonctionner P1.

Équations logiques de commande des bascules : ACTIVATION

DÉSACTIVATION

Mise en œuvre du GRAFCET Mise en équation du grafcet : Soit le grafcet simple ci-contre: A chaque étape i est associée une variable Xi : Xi=1 si l'étape i est active Xi=0 si l'étape i est inactive La réceptivité Ri a pour valeur : Ri=0 si la réceptivité est fausse Ri=1 si la réceptivité est vraie Le but est de déterminer les variables qui interviennent dans l'activité de l'étape i : Xi=f( ?)

D'après la règle 2 du grafcet , la Condition d'Activation de l'étape i donne : CAXi = Xi-1 Ri-1 D'après la règle 3 du grafcet, , la Condition de Désactivation de l'étape i donne : CDXi =Xi Ri=Xi+1 Si la CA et la CD de l'étape i sont fausses, l'étape i reste dans son état (effet mémoire). L'état de Xi à l'instant t + δt dépend de l'état précédent de Xi à l'instant t. On peut alors écrire la table de vérité de l'étape i : Xi

Tableau de Karnaugh associé :

Choix de séquence

Séquences parallèles

Gestion des modes Marche/Arrêt et Arrêt d'Urgence A l'état initiale du GRAFCET, les étapes initialles sont activées par contre les autres étapes sont désactivées. On introduit une variable Init telle que : Init=0 : Mode MARCHE (déroulement du cycle) Init= 1 : Mode ARRÊT (initialisation du grafcet) On introduit deux variables d'Arrêt d'urgence AUdur (Arrêt d'Urgence dur) et AUdoux (Arrêt d'Urgence doux) telles que : AUdur= 1 : Désactivation de toutes les étapes. Audoux =1 : Désactivation des actions, les étapes restent actives !!

L'équation d'une étape initiale devient alors