Cours expo (GRAFCET)_1

18/02/2013Cours Informatique Industrielle GRAFCET MICROPROCESSEUR 6809Mr KHATORY 20131Cours Informatique IndustriellePartie I: GRAFCETGrafcetMatérialisationProgrammationPartie II: MicroprocesseurStructure d’un microprocesseur 6809Programmation21

18/02/2013Cours Informatique IndustriellePartie I: GRAFCETGrafcetMatérialisationProgrammationPartie II: MicroprocesseurStructure d’un microprocesseur 6809Programmation3Un GRAFCET(GRAphe Fonctionnel de Commande Etape-Transition )est un mode de représentation et d’analyse d’un automatisme. C’est unoutil graphique de description du comportement de la partie commande.Il décrit les interactions informationnelles à travers la frontièred’isolement : partie de commande, partie opérative d’un système isolé.GRAFCET est Inventé en 1977 en France par l’ AFCET: AssociationFrançaise pour la Cybernétique Économique et Technique.GRAFCET est Diffusé par l’ ADEPA (Agence Nationale pour leDEveloppement de la Productique Appliquée à l'industrie Norme IEC1131.3)Le GRAFCET est aussi appelé DFS (Diagramme Fonctionnel enSéquence) ou en anglais, SFC (Sequential Function Chart).42

18/02/2013Pourquoi le GRAFCET ?Lorsque certaines spécifications sont exprimées en langage courant, il y aun 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 systèmesséquentiels.Le GRAFCET fut donc créé pour représenter de façon symbolique etgraphique le fonctionnement d'un automatisme.Cela permet une meilleure compréhension de l’automatisme par tous lesintervenants.5Le langage GRAFCET doit donc être connu de toutes les personnesconcernées par les automatismes, depuis leur conception jusqu’ à leurexploitation.Les Normes de GRAFCET:1982 : GRAFCET est normalisé en France parution de la norme NF C03-190.1988 : GRAFCET est normalisé par la CEI/IEC 848.1993 : Norme IEC 1131-3 permet de valider cinq langages de programmationd’API dont le SFC (inspiré du GRAFCET)2002 : Norme IEC 60848 est largement modifiée, sa traduction française estpubliée en septembre de la même année sous la référence NF EN 60848Les 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.63

18/02/2013GRAFCETLe GRAFCET est constitué: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) séquentiellegraphique.D'une interprétation traduisant le comportement de la partiecommande vis-à-vis de ses entrées et de ses sorties, interprétationcaractérisée par:les actions associées aux étapes,les réceptivités associées aux transitionsde règles d'évolution définissant formellement le comportementdynamique de la partie commande ainsi décrite.7Règles d’écriture du GrafcetÉtapeEntrée de l’étape6Sortie de l’étapeUne étape correspond à une situation du systèmeautomatisé dans laquelle le comportement de lapartie commande est stable vis à vis de ses entréeset ses sorties2 3●0Etape 2 Etape 3 active Etape Initial 084

18/02/2013Actions associéesUne ou plusieurs actions élémentaires ou complexes peuvent êtreassociées à une étape. Les actions associées à une étape traduisent ce quidoit être fait si l’étape est active.Les actions qui sont les résultats du traitement logique des informations parla partie commande peuvent être : externes et elles correspondent aux ordres émis vers la partie opérativeou vers les éléments externes. Internes et concernent des fonctions spécifiques de l’automatismetelles que : temporisation, comptage, etc ..9Les actions sont précisées dans un ou plusieurs rectangles :4-temporiser :T=25s-remplir le parfum……N.B: On utilise toujours dans les actions les verbes à l'infinitif: allumerla lampe mais pas allumage de la lampe105

18/02/2013Liaisons orientéesLes liaisons orientées permettent de relier les étapes aux transitions etinversement.Le sens général du parcours est du haut vers le bas. Lorsque le parcoursest différent des flèches sont nécessairesSens descendantSens montantLiaisons orientées1De haut vers le bas2Du bas vers le haut315Les renvois de pagesDepuis étape 51 page 5 Depuis étape 1 page 10501020100200112110120112511Vers étape 0 page 1Vers étape 50 page 5Page 1 Page 5168

18/02/2013Règles d'évolutionsAux règles d'écriture s'ajoutent les règles d'évolution afin de préciser lesconditions pour lesquelles les étapes sont actives ou inactivesRègle 1: InitialisationLa situation initiale caractérise le comportement initial de la partiecommande vis à vis de la partie opérative et correspond à l'étapeactive au début du fonctionnement.Elle traduit généralement un comportement de reposLe symbole est le double carré017Règle 2: Franchissement d'une transitionLe franchissement d'une transition s'effectue si:l'étape précédente est activela réceptivité associée est vraieLorsque ces deux conditions sont réunies, la transition devientfranchissable et est obligatoirement franchie.189

18/02/2013Règle 3: Évolution des étapes activesLe franchissement d'une transition entraîne simultanément l'activationde toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation detoutes les étapes immédiatement précédentes.11●1a=0 ou 1b=0b=1222Cas 1 Cas 2 Cas 3Cas 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 franchiecar 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 casl'étape 2 est activée et l'étape 1 est désactivée.19Règle 4: Évolutions simultanéesPlusieurs transitions simultanément franchissables sontsimultanément franchiesCette règle de franchissement permet notamment de décomposer un grafceten plusieurs diagrammes indépendants110110C.X10C.X1C211211Évolutions simultanéesNB: Xi =1 étape i activeXi =0 étape i inactive2010

18/02/2013Règle 5 : Activation et désactivation simultanéesSi au cours du fonctionnement de l'automatisme une même étape doitêtre simultanément activée et désactivée, elle reste activée.123Activation et désactivation simultanées21Séquence uniqueStructure de baseLe début du Grafcet est constitué d'une suite d'étapes qui peuvent êtreactivées les unes après les autres. Cette suite d'étapes est appelée uneséquence unique1 Action 1Condition 12 Action 2Condition 23 Action 3Séquence uniqueLa séquence est dite active si au moins une des étapes est active. Elle estdite inactive si toutes les étapes son inactives2211

18/02/2013Séquences simultanéesLorsque le franchissement d'une transition conduit àactiver plusieurs séquences en même temps cesséquences sont dites séquences simultanées. Aprèsl'activation simultanée de ces séquences, les évolutionsdes étapes actives dans chacune des séquencesdeviennent alors indépendantes.231ADivergence en ET10 Actions 10 20Actions 2021Actions 21Séquences simultanées2412

18/02/20131ADivergence en ET10 Actions 10 20Actions 2021Actions 2130Convergence en ETSéquences simultanées251ADivergence en ET10 Actions 10 20Actions 2010A 21Actions 21Étapes d'attentes21A301Convergence en ETSéquences simultanées2613

18/02/2013Sélection de séquenceUne sélection ou un choix d'évolution entre plusieurs étapes ou séquence sereprésente, à partir d'une ou plusieurs étapes, par autant de transitionsvalidées qu'il y a d'évolutions possible1●20 30Sélection de séquence27Sélection de séquence1: a vraie , b fausse 2: a fausse , b vraie1●1●a2020 30ba20 30bSélection de séquenceSélection de séquence3 : a vraie , b vraiea1●b20 30Sélection de séquence2814

18/02/2013Sélection de séquence1: a vraie , b fausse 2: a fausse , b vraie1●1●aba20 302030bSélection de séquenceSélection de séquence3 : a vraie , b vraiea1●b20 30Sélection de séquence29Sélection de séquence1: a vraie , b fausse 2: a fausse , b vraie1●1●aba20 302030bSélection de séquenceSélection de séquence3 : a vraie , b vraiea1●b20 30Sélection de séquence3015

18/02/2013Pour obtenir une sélection exclusive entre plusieurs étapes: il faut que lesréceptivités soient exclusives1ae10 20Sélection "exclusive"31Pour obtenir une sélection exclusive entre plusieurs étapes: il faut que lesréceptivités soient exclusives1a.ēā.e10 20Sélection "exclusive"3216

18/02/2013saut d'étapes et reprise d'étapes1C1 vraieCsC12C23C34Saut d'étapes33saut d'étapes et reprise d'étapesCs vraie1CsC12C23C34Saut d'étapes3417

18/02/2013saut d'étapes et reprise d'étapes11CsC1C1223C2Cr3C2C3 vraieC3C344Saut d'étapesReprise d'étapes35saut d'étapes et reprise d'étapes11CsC1C12Cr vraie23C2Cr3C2C3C344Saut d'étapesReprise d'étapes3618

18/02/2013parallélisme interprété1●Divergence en OUa10 20Action10a.bAction20cdConvergence en OUActionParallélisme interprété37parallélisme interprété :FAUX1 : Cas où b= fausse Et a = fausse1●FAUXa20 3Action10a.bAction20cd5ActionParallélisme interprété3819

18/02/2013parallélisme interprété :FAUX2: Cas où b= vraie Et a = fausse1●FAUXaa.b20 3Action10Action20cd5ActionParallélisme interprété39parallélisme interprété3: Cas où b= fausse Et a = vraieVRAIEa1●a.bFAUX10 20Action10Action20cdActionParallélisme interprété4020

18/02/2013parallélisme interprété :4:Cas où b= vraie Et a = vraieVRAIEa1●a.bVRAIE20 1020Action10Action20cdSynchronisation !!5ActionParallélisme interprété41parallélisme interprété :4:Cas où b= vraie Et a = vraieVRAIEa1●a.bVRAIE20 1020Action10Action20cd45Actionétape d'attenteRéceptivité !!!Parallélisme interprété4221

18/02/2013parallélisme interprété :3: Cas où b= fausse Et a = vraie1●aa.b1020Action10Action20cd45??Action 5étape d'attenteParallélisme interprété43parallélisme interprété :4:Cas où b= vraie Et a = vraie1●aa.bc est vraiec20 1020 3Action10dAction20d est fausse4?? : attendre que l’étape 20 soit désactivée !5ActionParallélisme interprété4422

18/02/2013parallélisme interprété :Cas où b= vraie Et a = vraie1●aa.bc est faussec20 1020Action10dAction20d est vraie4?? : attendre que l’étape 10 soit désactivée !5ActionParallélisme interprété45parallélisme interprété :Cas où b= vraie Et a = vraie1●aa.bc est vraiec20 1020Action10dAction20d est vraie4?? : passer à l’étape suivante5ActionParallélisme interprété4623

18/02/2013parallélisme interprété1●Divergence en OUa10 20Action10a.bAction20cdConvergence en OU4étape d'attente5X 10X 20Action 5Parallélisme interprétépour la synchronisation l'étape 4 (étape d’attente) est prévue avec la réceptivité : X 10X 20(étape 10 et 20 désactivées)47Extensions des représentationsétape sourceétape puits1Etape source9210Etape puits4824

18/02/2013transition source et puitsTransition source19210Transition puits49Macro-EtapeUne macro-étape (ME) est la représentation unique d'un ensembled'étapes et de transition nommé "Expansion d'étapes", la macro-étape sesubstitue à une étape du GRAFCET.5025

18/02/2013Une macro-étape (ME) est la représentation unique d'un ensembled'étapes et de transition nommé "Expansion d'étapes", la macro-étape sesubstitue à une étape du GRAFCET.Symbole:M101. L'expansion de ME comporte une étaped'entrée et une étape de sortie repérées parE et S.9 Act9E102. Tout franchissement de la transition amontde la macro-étape active l'étape E d'entréede son Expansione1100Act1003. L’étape de sortie participe à la validation destransitions aval de la macro-étape.M10s1101Act1014. La transition suivant la macro-étape n’estvalidée que lorsque la dernière étape del’expansion de macro-étape est active.11Act11S10NB : Il est préférable de ne pas associer d’actions aux étapes d’entrées et de sortie de lamacro-étape51Classification des actionsAction continue1 Action 1X1Action 1Action 1= X1(Exécution de l'action se poursuit tant que l'étape est a)Action conditionnelle1 Action 1 si COUC1 Action 15226

18/02/2013Action conditionnelleX1Condition CAction 1Action 1 = X1 C(exemple C:sécurité)Action temporisée1 actionAsit/1/5saction Bsit/ 1/10sX1Action A5sAction B10s53Action maintenue1 Action AX1C2 Action A Action BX2Action AAction BL'action A est maintenue dans les deux étapes 1 et 25427

18/02/2013Les principaux grafcets que l’on peut trouver sont :GRAFCET de surveillance : (de sécurité) ce GRAFCET décrit l’ensembledes procédures de sécurité du système, c’est le GRAFCET hiérarchiquementle plus important. L’arrêt d’urgence et les procédures de mise en route sontdécrits dans ce GRAFCET.GRAFCET de conduite : (ou GRAFCET des Modes de Marches) ceGRAFCET décrit l’ensemble des procédures de Marches (auto, Cycle/Cycle,Manuel,…) et des arrêts normaux.GRAFCET de maintenance : Précise les procédures d’intervention del’opérateur et de réglage de la partie opérative.55GRAFCET de Production : ce GRAFCET est le niveau dedescription du fonctionnement normal de l’automatisme. CeGRAFCET est en général décomposé en plusieurs tachesreprésentant les différentes fonctions de l’automatisme.5628

18/02/2013FIN&MERCI57Structuration et hiérarchisationPrincipeLes Systèmes Automatisés de production sont de plus en plus complexes, afin de simplifier l'étude,la mise en oeuvre et la maintenance du système, il est nécessaire de structurer la partiecommande et la partie opérative.L'objectif essentiel de la structuration:‣ permettre une approche progressive du fonctionnement d'un système automatisé, tant au niveaude l'analyse qu'au niveau de la représentationDans l’analyse structurée, le grafcet global est décomposé en module, chacun de ces modulescorrespond à une fonction du système (Sécurité, modes de marche, etc.) ou à une sous partiede la P.O (Poste 1, Poste 2, Poste 3).5829

18/02/2013La structuration est soit Hiérarchique (GRAFCET Maître, GRAFCET Esclave) soit sanshiérarchie (communication entre 2 postes).L'analyse structurée d'un système permet de décrire celui-ci depuis le niveau le plusgénéral vers des niveaux de plus en plus détaillésCette structuration utilise les notions de Taches et de Macro-étape. Le système estdécomposé soit suivant sa topologie (les taches correspondent à des partiesopératives indépendantes) soit fonctionnellement (les taches correspondent à desfonctions du système) , soit plus généralement en combinant ces deux formes.59Les commandes de forçage et figeage de grafcet, sont des moyenssupplémentaires qui permettent de préciser la hiérarchie des différentsgrafcetsLa hiérarchie des différents grafcets issue de cette structuration est celle quivient de la description du fonctionnement (succession séquentielle destaches définie par le processus).6030

18/02/2013En fait, il est souvent nécessaire de placer à un niveau hiérarchiquementsupérieur des grafcets de gestions.Les principaux grafcets que l’on peut trouver sont :GRAFCET de surveillance : (de sécurité) ce GRAFCET décrit l’ensembledes procédures de sécurité du système, c’est le GRAFCET hiérarchiquementle plus important. L’arrêt d’urgence et les procédures de mise en route sontdécrits dans ce GRAFCET.GRAFCET de conduite : (ou GRAFCET des Modes de Marches) ceGRAFCET décrit l’ensemble des procédures de Marches (auto, Cycle/Cycle,Manuel,…) et des arrêts normaux.GRAFCET de maintenance : Précise les procédures d’intervention del’opérateur et de réglage de la partie opérative.61GRAFCET de Production : ce GRAFCET est le niveau dedescription du fonctionnement normal de l’automatisme. CeGRAFCET est en général décomposé en plusieurs tachesreprésentant les différentes fonctions de l’automatisme.6231

18/02/2013Un sous programme est un grafcet indépendant dont l’exécution et ledéroulement sont synchronisés à un grafcet principalLorsqu’une tache doit être réalisée plusieurs fois dans un cycle, ladescription de cette tache sous la forme d’un grafcet indépendant permet desimplifier l'analyse et de simplifier la programmation.Ce grafcet indépendant est un sous programme lancé par le programme (legrafcet) principal.6301C1ACT1100X2 + X52" Lancer Dosage"101ACT101X111110ACT1105X111" Lancer Dosage"111X2 .X5GRAFCET PrincipalGRAFCET Dosage6432

18/02/201301C1ACT1100X2 + X52" Lancer Dosage"101ACT101X111110ACT1105X111" Lancer Dosage"111X2 .X5GRAFCET PrincipalGRAFCET Dosage6533