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Grafcet de l’automatisme

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Rappels sur le « grafcet »

GRAphe Fonctionnel de Commande Etape Transition.

La description du fonctionnement d'un automatisme logique peut alors être représenté graphiquement par un ensemble :

- d'ETAPES auxquelles sont associées des ACTIONS,

- de TRANSITIONS auxquelles sont associées des RÉCEPTIVITÉS,

-  de LIAISONS (ou ARCS) ORIENTÉES,

Un tel ensemble (GRAPHE ou DIAGRAMME) est appelé « Grafcet ».

 Règle d'établissement du GRAFCET

 Chaque liaison orientée relie une étape à une transition ou une transition à une étape. Un grafcet se lit de haut en bas.

Si cette syntaxe n'est pas scrupuleusement respectée, il y aura obligatoirement une erreur dans l'application.

Une flèche peut compléter la liaison en indiquant le sens de lecture s’il y a un risque de confusion.


Étapes

Sur un Grafcet on peut rencontrer différents types d’étapes :

Étape initiale

    Certaines étapes sont actives en début de fonctionnement du système automatisé (SA). Ce sont les étapes initiales. Elles se représentent par un double carré. Il peut y avoir plusieurs étapes initiales sur un grafcet.

Ces étapes peuvent alors être placées n’importe où sur le grafcet. Sur un grafcet à une seule étape initiale, on privilégiera la position haute pour en faciliter la lecture. Sur un grafcet on peut aussi rencontrer une étape initiale source.

Liaisons orientées :

 Elles relient les étapes aux transitions et les transitions aux étapes. Le sens général d’évolution est du haut vers le bas. Dans le cas contraire, des flèches doivent être employées Transitions : une transition indique une possibilité d'évolution d’activité entre deux ou plusieurs étapes. Cette évolution s'accomplit par le franchissement de la transition. Réceptivité : La réceptivité associée à une transition est une fonction logique : - des entrées (capteurs, commande opérateur) - des activités des étapes  (Ex : X1 pour étape 1 active.) - des variables auxiliaires (Ex : [C1=10] pour un test sur compteur C1) Action: L'action indique, dans un rectangle, comment agir sur la variable de sortie, soit par assignation (action continue), soit par affectation (action mémorisée)


Règles d’évolution  

 1 : Situation initiale

La situation initiale est la situation à l'instant initial, elle est donc décrite par l'ensemble des étapes actives à cet instant.

 2 : Franchissement d’une transition

Une transition est validée lorsque toutes les étapes, immédiatement précédentes reliées à cette transition, sont actives. Le franchissement d'une transition se produit :

 - lorsque  la transition est VALIDÉE ;

- ET QUE  la réceptivité associée à cette transition est VRAIE.

3 : Évolution des étapes actives.  

Le franchissement d’une transition provoque simultanément :

  • L’activation de toutes les étapes immédiatement suivantes.
  • La désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes.

4 : Évolutions simultanées.

Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.

5 : Activation et désactivation simultanée d’une même étape.

Si au cours d’une évolution, une même étape se trouve être à la fois activée et désactivée, elle reste active.




Saut d’étapes Reprise de séquence

Le saut d’étapes permet de sauter une ou plusieurs étapes lorsque les actions associées à ces étapes deviennent inutiles.




Reprise de séquence 

La reprise de séquence permet de recommencer plusieurs fois la même séquence tant qu’une condition n’est pas obtenue.





Séquences (séquences parallèles)

Si le franchissement d’une transition conduit à activer plusieurs étapes en même temps, ces étapes déclencheront des séquences dont les évolutions seront à la fois simultanées et indépendantes.  


Si l'étape 9 est active, la réceptivité « e » provoque, lorsqu'elle est vraie, l'activation simultanée des étapes 10 et 20.


Les deux séquences évoluent alors indépendamment l’une de l’autre. Les étapes 12 et 21 sont des étapes d'attente; dès qu’elles sont actives, la transition 12,21,13 est franchie (1: réceptivité toujours vraie) ce qui entraîne simultanément, l’activation de l’étape 13 et la désactivation des étapes 12 et 21.


On remarque :

  • que l’activation de l’étape 12 permet d'éviter que l'action D se poursuive lorsque a est vraie et que c ne l'est pas encore.  
  • que l’activation de l’étape 21 permet d'éviter que l'action b se poursuive lorsque c est vraie et que e ne l'est pas encore.


Un automate programmable industriel, ou A.P.I. est un

dispositif électronique programmable destiné à la commande de processus industriels par un traitement séquentiel.

Il envoie des ordres vers les préactionneurs (partie opérative ou côté actionneur) à partir de données d’entrées (capteurs) (partie commande ou côté capteur),de consignes et d’un programme informatique.

Lorsqu’un automate programmable remplit une fonction de sécurité, il est alors appelé automate programmable de sécurité ou A.P.S.

Il ne faut pas confondre automate programmable et micro ordinateur, ces derniers peuvent néanmoins commander des appareillages par adjonction de cartes spécifiques dites Entrées/Sorties, mais ils ne sont pas aussi souples d'emploi que les A.P.I..

L'automate programmable reçoit les informations relatives à l'état du système et puis il commande les pré-actionneurs suivant le programme inscrit dans sa mémoire.


Un A.P.I. se compose de trois grandes parties :

• Le microprocesseur ;

• La zone mémoire ;

• Les interfaces Entrées/Sorties.






 Interface d’entrée :

Destinée à recevoir l’information en provenance des capteurs et de traiter le signal en le mettant en forme (éliminer les parasites et en isoler électriquement l’unité de commande de la partie opérative).

L’électronique de traitement de l’automate fonctionne sous une tension de 5V.

Les capteurs fournissant une tension de 24V, la carte des entrées adapte le signal.


 Interface de sortie :

Destinée à commander les pré-actionneurs et éléments des signalisations du système er à adapter les niveaux de tensions de l’unité de commande à celle de la partie opérative du système en garantissant une isolation galvanique entre ces dernières.


Sécurité avec un A.P.I.

La défaillance d'un automate programmable pouvant avoir de graves répercussions en matière de sécurité, les normes interdisent la gestion des arrêts d'urgence par l'automate ; celle-ci doit être réalisée en technologie câblée.


Raccordement des Entrées :






Les entrées de l’automate programmable doivent recevoir l’information sous forme de potentiel électrique (en général 24V).

Dans la plupart des cas, l’automate fourni l’alimentation électrique pour ses entrées.

Si une alimentation extérieure est utilisée, il faudra veiller à raccorder la borne 0V de cette alimentation à la borne 0V de l’automate.


Raccordement des Sorties :

Le contact du relais ou du transistor sur la carte de sortie supporte un courant de sortie de faible intensité (voir le document constructeur).

Si la bobine du préactionneur consomme plus, il faudra relayer cette sortie afin de préserver la carte de sorties automate.



Automate programmable

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SITUATIONS : 1 et 2

situation3sonorisessite.swf

SITUATION 3 : Plus complexe

Utilisation d’un voltmètre, ou ohmètre dans les situations 1 et 2

Utilisation d’un voltmètre et pince ampèremétrique dans la situation 3

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INDUSTRIE - AUTOMATISME