automatisme - grafcet...

Introduction 1

Automatisme - Grafcet

Introduction

Loıc CUVILLON

Ecole Nationale Sup erieure de Physique de Strasbourg

Ann ee universitaire 2007-2008

Cours Grafcet Mars 2008Loıc CUVILLON et G. Iuliana BARA

Introduction 2

1 – Les systemes automatises de production . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 – Structure d’un SAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 – Description du comportement de l’automatisme . . . . . . . . . . . . . . 14

4 – Realisation d’un automatisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24


Introduction 3

☞ Bibliographie :

➠ Le GRAFCET 2eme edition, cepadues-edition, 1995

Auteurs issus de l’ADEPA, AFCET, Telemecanique.

➠ Cours en ligne de Patrick TRAU, IPST :

http ://www-ipst.u-strasbg.fr/supports-de-cours/

➠ Version electronique de ce cours :

http ://eavr.u-strasbg.fr/, section enseignement, FIP


Introduction 4

1 – Les syst emes automatis es de production

☞ Systeme de production :

➠ But = apporter une valeur ajoutee a un ensemble des produits bruts pour obtenir

des produits de valeur superieure (produits finis ou produits intermediaires)

(finis ou intermédiaires)

exploitation,réglage,maintenance...

Produitset matériauxbruts

Système de production

Composants auxiliairs(eau, liquides de refroidissement,lubrifiants,...etc.)Energies

Déchets Nuisances

Produits élaborés


Introduction 5

➠ Necessite differentes interventions humaines :

➛ Surveillance des machines

➛ Chargement, controle et dechargement des machines

➛ participation au procede de production

➛ reglage et maintenance


Introduction 6

☞ Objectifs de l’automatisation des systemes de production :

➠ Reduction des frais de main d’oeuvre, economie de matiere et d’energie

➠ Suppression des travaux dangereux ou penibles

➠ Meilleure qualite du produit

➠ Ameliorer les performances −→ realiser des operations impossible a controler

manuellement ou intellectuellement

=⇒ Systemes automatises de production (SAP)


Introduction 7

☞ Systemes automatises de production :

➠ SAP = une machine isolee ou une unite de production voire une usine ou un

groupe d’usines

➠ Un ensemble hierarchise de SAP forme un ensemble productif industriel (ilot,

cellule ou ligne de fabrication)

Energies

SAP 1

SAP 2 SAP 3

Informations 1

Informations 3Informations 2

Produitsentrants Produits + VA

déchets,nuisances


Introduction 8

☞ Systemes automatises de production :

➠ Brasserie Kronembourg : 4500 E/S.


Introduction 9


Introduction 10

2 – Structure d’un SAP

☞ SAP comporte deux parties :

➠ Partie operative (PO)

➠ Partie commande (PC)

Consignes

avec d’autres partiescommandes

Visualisation

(finis)Produits + VA

Partie

commandeopérative

Partiede commande

ou états

Préactionneurs

CapteursComptes rendus

Ordres

Produits bruts

et communication


Introduction 11

☞ Partie operative :

➠ Opere sur le produit brut afin d’obtenir un produit finis

➠ Composee de l’ensemble d’organes physique qui interagissent sur le produit

pour lui conferer une VA

➛ pre-actionneurs = relais de puissance entre la commande et les actionneurs

qui agissent et transforment le produit

➛ capteurs = recueillent les informations traduisant un changement d’etat du

procede


Introduction 12

☞ PC ou systeme de controle/commande (SCC) :

➠ Emet des ordres vers la PO et recoit des comptes rendus en retour afin de

coordonner ses actions

➠ Composee de l’ensemble des moyens logiciels et d’informations concernant le

pilotage et la conduite du procede

➠ Elle coordonne

➛ le dialogue avec la machine = commande des actionneurs via les

pre-actionneurs et l’acquisition des signaux des capteurs

➛ le dialogue homme-machine = le personnel emet des consignes pour

exploiter, regler et depanner la machine

➛ le dialogue avec d’autres machines = afin de coordonner les machines

pouvant cooperer dans une meme production


Introduction 13

☞ Exemple : ascenseur

➠ PO = ensemble electro-mecanique (cabine, moteur, portes)

➠ PC = boutons d’appels, la logique et les armoires

PC

voyant occupé, indiquel’étage où se trouve lacabine et le sens dudéplacement

Etage d’origine Boutons de commande

Etage destination

PO = cabine,moteur, portes

Ordre montée/descenteouverture/fermeture portes

Position, masse

Alarme surcharge,


Introduction 14

3 – Description du comportement de l’automatisme

☞ Comment decrire l’automatisme (PC) qui gere le comportement global du systeme

et qui provoque (controle) les changements d’etats du produit ?

➠ Languages (outils) qui permettent la description d’un automatisme :

➛ languages litteraux

➛ symboliques

➛ graphiques


Introduction 15

☞ Languages litteraux :

➠ Description litterale du comportement utilisant le language naturel −→ difficile et

ambigue pour des systemes complexes

➠ Exemple


Introduction 16

☞ Outils symboliques :

➠ Variables ”Tout Ou Rien” (TOR)

➛ Suffisant pour des applications dont le comportement est facilement decrit a

l’aide des variables booleennes

➛ Exemples

➳ un capteur prend 2 etats : repos ou marche (actionne) et a chaqu’un de ces

etats correspond un signal de sortie de niveau determine

➳ une grandeur mesuree est analogique −→ on utilise un capteur a seuils

pour obtenir un signal TOR


Introduction 17

Signal analogique

montéeSeuil à la

Seuil à ladescente

Signal TOR

➳ Perceuse :

Si c = 1 et d = 1 alors A+

lorsque a1 = 1 alors B+, R

lorsque b1 = 1 alors B-

lorsque b0 = 1 alors A-


Introduction 18

➠ Fonctions logiques (algebre de Boole)

➛ permettent de manipuler les combinaisons de variables TOR

➛ fonctions de base : ET, OU, NON

➠ Fonctions combinatoires et sequentielles

➛ Lorsque a chaque combinaison des variables d’entree ne correspond qu’un

seul etat d’une variable de sortie −→ relation combinatoire

➛ Lorsque l’etat de la variable de sortie depend aussi des evenements

precedents −→ fonctions sequentielles (a memoire)


Introduction 19

☞ Outils graphiques :

permettent une description fonctionnelle des problemes sequentiels

➠ Schemas electriques a contacts ou les diagrammes en echelle

➛ utilises a l’epoque ou seule la technologie a contacts etait disponible pour

resoudre les problemes de commande

➛ fonctions logiques de base

Voyant

Bobine

Bobine

Bobine

a b

a

b

a b

a b

m

OU

NON

mémoire parauto−alimentation

ET


Introduction 20

➠ Logigrammes : representation graphique des fonctions logiques

Ou

>=1&

Et Not

➠ Chronogrammes : permettent de representer dans le temps l’evolution des

differentes variables

41 t3 t5 t6 t7 t8temps

B

A

t2 tt


Introduction 21

➠ Organigrammes :

permettent de decrire sequentiellement les differentes commandes en precisant

au fur et a mesure les traitements a effectuer

➠ Diagrammes de phase

➠ GEMMA (Guide d’Etude des Modes de Marches et d’Arret) :

graphisme permettant de classifier les procedures de conduite et le dialogue

operateur relatif a un SAP (sans decrire reellement le contenu de la commande)

➠ Reseaux de Petri


Introduction 22

➠ GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande Etape-Transition) :

➛ represente la succession des etapes dans le cycle

➛ l’evolution du cycle etape par etape est controlee par une transition disposee

entre chaque etape

➛ a chaque etape peut correspondre une action

➛ a chaque transition correspond une condition (receptivite)qui doit etre

satisfaite pour que la transition puisse etre franchie


Introduction 23

➛ Exemple : perceuse

0

4

3

2

1

0

R

A

, B

B

A

+

−

+

−

appui opérateur de boutons (c,d)

pièce serrée (a1)

pièce percée (b1)

retour effectué (b )0

desserrage effectué (a )


Introduction 24

4 – Realisation d’un automatisme

☞ Outils de realisation d’un automatisme :

➠ Technologies cablees :

➛ l’automatisme est realise par des modules raccordes entre eux

➛ le fonctionnement obtenu resulte du choix de ces modules et du cablage qui

les relie

➛ l’automatisme est entierement personnalise par sa realisation materielle

➛ elements permettant la realisation des automatismes cables :

– relais electromagnetiques

– modules logiques pneumatiques

– cartes ou modules electriques


Introduction 25

➠ Technologies programmes :

➛ l’automatisme est realise par la programmation des constituants

➛ le fonctionnement obtenu resulte de la programmation effectuee

➛ l’automatisme est personnalise par le choix materiels mais aussi par la

programmation

➛ constituants programmables :

– cartes electroniques standards et specifiques

– micro et mini-ordinateurs

– automates programmables


automatisme - grafcet...

Documents