systeme sequentiel : modele grafcet - CPGE@PV Lycée Paul Valéry

LES Systèmes séquentielS : modèle Grafcet
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I. Système séquentiel 2
II. système automatisé 2
II.1 . Représentation graphique 3
II.2 . Point de vue d'un grafcet 4
II.3 . Définitions 6
III. Règles du grafcet 6
III.1 terminologie 6
III.2 règles de syntaxe 8
III.3 règles d'évolution 9
IV. Structures graphiques de base 9
IV.1 Séquence : 11
IV.2 Choix de séquence 11
IV.3 . Séquences simultanées 11
IV.4 . Evolution entre plusieurs étapes. Cas général 12
IV.5 . Sauts 13
IV.6 -Classification des actions 13
IV.7 Détection de fronts 16
V. Eléments de structuration 17
V.1 Les macro-étapes 17
V.2 . Parallélisme interprété 17
V.3 . Synchronisation des grafcets 18
V.4 . Concept de fonction réutilisable 18
V.5 . Hiérarchie et forçage des situations 19
VI. Le Grafcet dans l'automate 21
VI.1 Modèle temporel 22
VI.2 . Notions de "situation" et "stabilité" d'un grafcet. 23
VII. Gestion globale d'un système automatisé : GEMMA 24
VII.1 . Présentation 24
VIII. Structuration des applications d'automatisme 30
VIII.1 Partition 30
VIII.2 Outils de structuration des applications 31
IX. Quelques évolutions apportées par la norme EN 60848. 33
IX.1 Actions 33
IX.2 Notion d'évolution fugace 33


Système séquentiel


Contrairement aux systèmes combinatoires ou à chaque état des entrées
correspond un état des sorties, le modèle séquentiel, peut faire
correspondre à un état des entrées deux états des sorties.
Exemple :
|[pic] |Soit un moteur électrique ME muni d'une |
| |commande de marche arrêt sous forme de deux |
| |boutons poussoirs. |
| |Ce système possède deux entrées TOR m et a |
| |et une sortie TOR ME |
| |[pic] |
|Mémoire à effacement prioritaire |Mémoire à inscription prioritaire |
|[pic] |[pic] |
|[pic] |[pic] |
|[pic] |[pic] |


Système automatisé


D'une façon générale un système automatisé peut se décomposer en deux
parties qui coopèrent :
- La Partie Opérative (PO) qui est le processus physique à automatiser.
- La partie Commande (PC) qui élabore d'une part les ordres destinés à la
partie Opérative en fonction des informations issues du processus,
consignes extérieures (l'homme), et d'autre part des comptes-rendus
destinés à l'environnement extérieur au système automatisé.
[pic]
[pic]

Le Grafcet décrit les interactions entre la partie commande et la partie
opérative d'une part, entre la partie commande et l'environnement d'autre
part. Cet outil est normalisé en France depuis juin 1982 (norme UTE-AFNOR
NF C03 190), puis en novembre 1990 et juin 1993.
Le Grafcet décrit tout système dont les évolutions peuvent s'exprimer
séquentiellement, c'est-à-dire dont la décomposition en étapes est
possible.

1. Représentation graphique
Le Grafcet est un outil graphique de description du comportement du
système. En conséquence l'établissement d'un Grafcet suppose la définition
préalable :
. Du système, frontière d'isolement "Système - milieu extérieur"
. La frontière PO - PC
. Les entrées et les sorties de la partie commande.

Exemple :
Considérons la chaîne de fabrication présentée ci dessous. Cette chaîne est
composée de plusieurs PC et PO.
|[pic] |[pic] |
| | |
| |1- Choix de la frontière d'isolement |
| |"Système - milieu extérieur" |

La matière d'?uvre est une pièce mécanique. L'objectif global du système
automatisé concerné peut -être exprimé de la manière suivante :
Le système doit réaliser en un temps minimum deux trous de diamètre 12H9,
de profondeur 20 mm et marquer la pièce pour identification.
|2- Choix de la frontière PO-PC |3- définition des entrées-sorties |
|[pic] |[pic] |
| | |
|On regarde ce qui transite à la frontière | |

Une fois l'ensemble de ces choix effectué il est possible de proposer un
grafcet
[pic]

2. Point de vue d'un grafcet
Selon le point de vue adopté, le grafcet obtenu se présente de façon
différentes. On distingue quatre point de vue, qui donnent quatre niveaux
différents de grafcet :
- le grafcet de coordination des tâches ou grafcet du système,
- le grafcet du point de vue de la partie opérative,
- le grafcet du point de vue de la partie commande,
- le grafcet du point de vue de l'automate.
Pour l'exemple suivant, on obtient :

Chargement d'un chariot
Lorsque l'utilisateur demande le chargement du chariot se trouvant en a (en
appuyant sur le bouton m), le chariot se déplace jusque en b (bascule de
pesée placée sous la trémie), il se remplit et retourne en a où son
chargement est utilisé.
[pic]

|Grafcet de coordination des tâches ou|Grafcet du point de vue de la partie |
|grafcet du système |opérative |
|Il décrit la succession des tâches à |Il décrit la succession des ordres reçus|
|réaliser par le système pour obtenir |par la partie opérative en fonction de |
|la valeur ajoutée sur la matière |son état. Le choix des actionneurs |
|d'?uvre et précise les conditions à |(moteur, vérins ..) est en général |
|satisfaire pour passer d'une tâche à |réalisé mais pas celui des |
|la suivante. |préactionneurs (distributeurs |
| |relais...). |
|[pic] | |
| |[pic] |
| | |
|Grafcet du point de vue de la partie |Grafcet du point de vue de l'automate |
|commande |Les ports d'entrée - sortie (ou |
|Il décrit la succession des ordres à |adresses) de l'automate sont affectés |
|envoyer à la partie opérative en |aux entrées et aux sorties de la partie |
|fonction de son état. L'interface |commande. |
|partie commande/partie opérative est | |
|définie | |
|[pic] | |
| | |Transition I0,3 : |
| |[pic] |Input: il regarde |
| | |s'il y a du courant |
| | | |
| | |Etape O 1,1 : |
| | |Output, il envoie du|
| | |courant ou pas |


3. Définitions
Un Grafcet correspond à une succession alternée d'étape et de transitions.
On associe :

. à chaque étape : le comportement ou l'action à obtenir
. à chaque transition : les informations permettant leur franchissement,
sous forme d'une condition logique appelée réceptivité.

L'étape au début du fonctionnement est appelé étape initiale, elle n'a pas
d'action associée puisque le fonctionnement est au repos.
L'étape initiale est active en début de fonctionnement puisque c'est elle
qui permettra l'évolution du Grafcet.

Exemple : On désire traduire le grafcet du moteur électrique commandé par
deux boutons poussoirs. Marche et arrêt.
[pic]

Le Grafcet se compose d'un ensemble :
- d'étapes auxquelles sont associées des actions
- de transitions auxquelles sont associées des réceptivités
- de liaisons orientées reliant les étapes aux transitions et les
transitions aux étapes.

1. Règles du grafcet

1 Terminologie


|Etape |
|Une étape est représentée par un carré identifié par un repère qui la rend |
|exclusive. L'extension de l'entrée et de la sortie d'une étape est indiquée |
|sur la partie supérieure (entrée) et sur la partie inférieure (sortie) de |
|chaque symbole. |

|A un instant donné, une étape peut être : |[pic] |
|soit active X1=1 (on peut mettre un point à l'intérieur de la case |[pic] |
|pour signaler qu'elle est active) |[pic] |
|soit inactive X1=0 | |
|Lorsqu'une étape est active, les actions associées à cette étape | |
|sont exécutées. | |
|Lorsqu'une étape est inactive les actions associées à cette étape | |
|ne sont pas exécutées. | |
|Lors du déroulement