Fonctions Séquentielles Conditionnelles :

Fonctions Séquentielles Conditionnelles :

Grafcet

Le Grafcet est un outil de programmation et d'écriture des lois de commande dont l'évolution dépend du temps et de l'état du procédé. Il est basé sur une succession d'étapes séparées par des transitions.

I. Description du Grafcet :

I.1. Etapes et Transitions :

Etape : lors d'une étape, tous les actionneurs conservent la même valeur. En général, une étape correspond à une action, c'est-à-dire au passage à 1 de la sortie de l'automate sur laquelle est cablé l'actionneur. Plusieurs actions peuvent être effectuées dans une étape.

Transition : située entre deux étapes, elle contient la condition logique qui autorise le passage d'une étape à l'autre.

Réceptivité : C'est la condition logique qui autorise le passage de la transition.

Dans ce cas, il faut que l'équation logique 'a et b' soit vraie pour que la transition soit franchie. a et b sont en général des capteurs (ou des variables internes).

Remarques :

Sens d'évolution d'un Grafcet : descendant, sinon on met une flèche pour signaler un sens inhabituel.

Entre 2 étapes, il y a toujours 1 et 1 seule transition.

Le contenu d'une étape fait référence aux actionneurs (sorties).

Le contenu d'une réceptivité fait référence aux capteurs (entrées).

Si une réceptivité est toujours vraie, on note '=1' en face de la transition.

Réceptivité rendue vraie par temporisation.

Etape Initiale : l'étape initiale marque le démarrage du programme. Lorsque on initialise le grafcet, on se positionne dans cette étape. Elle ne contient pas d'action mais permet d'initialiser des valeurs de sortie si besoin est.

Fin de Programme : elle s'effectue par un retour à l'étape initiale.

I.2. Règles d'évolution du Grafcet :

Une étape est dite active lorsque le programme est pointé sur cette étape. Dans le cas de séquences simultanées, plusieurs étapes sont actives en même temps.

Une transition est dite validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédantes sont actives.

Une transition est franchie lorsqu'elle est validée et lorsque la réceptivité associée est vraie.

Au franchissement d'une transition, la ou les étapes précédantes sont désactivées et la ou les étapes suivantes sont activées simultanément.

I.3. Divergences :

Divergence en OU : elle permet de choisir entre plusieurs séquences. Les transitions qui orientent le choix de la séquence doivent être associées à des réceptivités incompatibles de façon à ce qu'une seule séquence puisse se dérouler en fonction de l'état du procédé.

Cas particulier de la divergence en OU : le saut d'étape et la reprise de séquence.

Divergence en ET : elle permet de réaliser simultanément plusieurs séquences. La transition amont une fois franchie, active les étapes immédiatement suivantes. Il est nécessaire de mettre des étapes de synchronisation avant la reprise de séquence, dans l'exemple suivant ce sont les étapes 4 et 5 qui jouent le rôle d'étapes de synchronisation.

II. Exemple :

A partir d'un exemple simple, nous allons écrire le programme, l'expliciter pour passer à une programmation sur Automate et finalement le traduire en équations combinatoires.

II.1. Cahier des Charges :

A l'état initial, le chariot est à gauche et le capteur de position a est actif. Lorsque l'opérateur appuie sur le bouton poussoir (NO) m, le moteur D démarre et amène le chariot à droite. Arrivé à droite, le capteur b est actif, l'actionneur D est arrêté et le chariot repart aussitôt vers la gauche (G actif), revenu à gauche il s'arrête.

II.2. Ecriture du programme (papier) :

Dans ce programme, une étape délimite une action mais il peut y avoir des actionneurs à manœuvrer en début de programme et à désactiver en fin de programme. On différenciera dans le vocabulaire ces deux types d'actions. Ainsi, le terme 'Droite' défini dans l'étape 1 signifie que la sortie correspondant à l'actionneur Moteur de Mouvement vers la Droite est maintenu à 1 pendant toute la durée de l'étape. Si l'action se déroule sur plusieurs étapes, on parlera de 'Mise en Marche de l'actionneur' à la première étape, ceci correspond à un 'set' de la sortie correspondant à l'actionneur ; on parlera 'd'Arrêt de l'Actionneur' après la dernière étape où son fonctionnement doit être assuré, ceci correspond au 'reset' de la sortie.

II.3. Ecriture Machine (Automate) :

Sur les automates programmables industriels, les réceptivités et les actions s'écrivent dans des pages programmes associées et non directement sur le schéma du Grafcet.

Lorsqu'elles sont validées, les transitions sont vraies dès que l'équation combinatoire sur les capteurs est vraie.

Les actions demeurent à 1 (actives) tant que l'étape est active.

Remarque :

Si une action opère sur plusieurs étapes, par exemple de l'étape 1 à 11, alors on utilisera des 'set' et 'reset'. La réceptivité des étapes d'arrêt d'actionneurs sont en général inconditionnelles d'où '=1'.

II.4. Mise en équation du Grafcet :

Elle est utilisée lorsque la fonction Grafcet n'est pas disponible sur l'automate. Elle est la traduction combinatoire du programme machine standard.

L'étape d'initialisation est activée au moyen d'un contact Init. La variable Prog est initialisée dans le programme principal à 0 et mise à 1 dès le début du premier cycle de l'automate de manière à ce que Init ne repositionne pas X0 à 1 aux cycles suivants tant que le programme n'est pas terminé.

La transition qui permet le passage de X0 à X1. Elle assure la désactivation de l'étape 0 et l'activation de l'étape 1. Le contact X0 représente la validation de la transition, il est suivi de la réceptivité. Pour qu'une transition soit franchie, il faut qu'elle soit validée et que la réceptivité associée soit vraie.

L'étape 1 contient une action : l'actionneur D est maintenu à 1 (actif) tant que l'étape 1 (X1) est active (=1).

Transition 2 :

Etape 2 :

Transition Finale : ici la variable interne Prog est remise à 0 autorisant alors le passage à 1 de X0 si la variable Init est toujours à 1.

Remarque :

Mise en équation de réceptivité de temporisation. Soit le bout de programme :

Se traduit en :

S1 est une variable interne.

S2 est une variable interne.