A. GRAFCET 

GRAFCET

Cahier des charges

Le cahier des charges est le descriptif fourni par l’utilisateur au concepteur de l’automatisme pour lui indiquer les différents modes de marches et les sécurités que devra posséder l’automatisme.

Le cahier des charges décrit le comportement de la partie opérative par rapport à la partie commande.

L’automaticien doit se référer au cahier des charges pour réaliser l’automatisme, il fait force de loi.

Le GRAFCET, les organigrammes, les logigrammes, les chronogrammes sont des outils utilisés pour décrire le comportement d'un système automatisé.

La description du fonctionnement d’un système automatisé ne doit pas être source de malentendus (mots ambigus, mots techniques..),le GRAFCET peut être utilisé pour décrire le cahier des charges.

Le GRAFCET: outil de description d’un cahier des charges

Définition

Le GRAFCET est un diagramme fonctionnel dont le but est de décrire graphiquement les différents comportements d’un automatisme séquentiel.

Exemple: Poinçonneuse

CAHIER DES CHARGES(partiel) A l’état initial le poinçon est en position haute, l’opérateur installe la pièce, une action sur marche fait descendre le poinçon jusqu’à la position basse puis il retourne en position initiale.

GRAFCET de la poinçonneuse

-A chaque comportement du système on associe une étape du GRAFCET

-Des actions qui caractérisent ce comportement sont associées aux étapes 

- Pour que le système évolue d’une étape à la suivante les conditions de transition doivent être remplies on dit qu’il y a franchissement de la transition. 

- La condition de passage est appelée réceptivité.

Synthèse presse d'assemblage

Les ordres correspondent aux actions du GRAFCET

Les réceptivités sont constituées des comptes rendus et des consignes.

Animation presse d'assemblage

Eléments du GRAFCET

-ETAPE:

Une étape correspond à un comportement stable du système. les étapes sont numérotées dans l’ordre croissant. A chaque étape peuvent correspondre une ou plusieurs actions. Une étape est soit active soit inactive.

-ETAPE INITIALE:

La ou les étapes initiales caractérisent l’état du système au début du fonctionnement.

-TRANSITION:

Les transitions indiquent les possibilités d’évolution du cycle, à chaque transition est associée une réceptivité.

-RECEPTIVITE:

La réceptivité est la condition logique qui permet l’évolution si la réceptivité est vraie (=1) le cycle peut évoluer. Les réceptivités sont des comptes-rendus en provenance de la partie opérative ou des consignes en provenance du pupitre.

-LIAISONS ORIENTEES:

Un GRAFCET se lit de haut en bas, dans un autre sens il est nécessaire d’indiquer le sens par une flèche.

-ACTIONS:

Les actions sont réalisées lorsque l'étape associée à l'action est active. Il est possible de définir des actions inconditionnelles, ou conditionnelles, temporisées, à niveaux, mémorisées, impulsionnelles.

Règles du GRAFCET

Règle 1 

L'initialisation précise les étapes actives au début du fonctionnement. Elles sont activées inconditionnellement et repérées sur le GRAFCET en doublant les cotés des symboles correspondants.

Règle 2

Une transition est soit validée soit non validée. Elle est validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes sont actives. Elle ne peut être franchie que :
- Lorsqu'elle est validée,
- ET que la réceptivité associée à la transition est vraie.
Elle est alors obligatoirement franchie.

Règle 3

Le franchissement d'une transition entraîne l'activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes.

Règle 4

Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.

Règle 5

Si au cours du fonctionnement, une même étape doit être désactivée et activée simultanément, elle reste active.

Nota

La durée de franchissement d'une transition ne peut jamais être rigoureusement nulle, même si elle peut être rendue aussi petite que l'on veut. Il en est de même pour la durée d'activation d'une étape.

Structures de base:

séquence unique (structure linéaire)

Dans un cycle à séquence unique les étapes et les transitions se succèdent de manière linéaire.

Sélection de séquence

Un GRAFCET est dit à sélection de séquence lorsque à partir d’une étape plusieurs évolutions sont possibles. On distingue:

- Séquences exclusives: 

- saut d’étapes:

- reprise d’étapes:

GRAFCET à sélection de séquence - exemple: contrôle de pièces

parallélisme structural - séquences simultanées

Ce type de cycle est surtout utilisé sur des machines du type transfert ou des machines comportants plusieurs sous machines travaillant de manière indépendante. Dans un cycle à séquences simultanées, les séquences débutent en même temps, finissent en même temps, mais les étapes de chaque branche évoluent de façon indépendante ..

Exemple: tri de caisse 

Actions associées

Les actions sont précisées dans un cadre lié à l’étape, de manière générale, l’action n’est vraie que si l’étape est active. La norme européenne CEI précise la nature de l’action par une lettre précisant la nature de l’action.

Actions à niveaux

Forme générale d’une action dans une action à niveaux, la sortie n’est vraie que si l’étape est active

Actions mémorisées

Description usuelle	Description norme europeenne CEI	Dans une action mémorisée on distingue la mise à 1 et la mise à 0 de l’action. La norme CEI précise la mise à 1 et la mise à 0 par les lettres S (set) et R (reset).
	S = Set : mise à 1 R = Reset : remise à zéro

Actions conditionnelles

Description usuelle	Description norme europeenne CEI	Une action Conditionnelle n’est vraie que si l’étape est active ET la condition est vraie. La norme CEI précise les actions conditionnelles par un C.
ou

Prise en compte du temps

La prise en compte du temps dans un grafcet peut être traité soit au niveau de la description des actions ou dans l’écriture des réceptivités.

On distingue 2 types d’actions, les actions retardées et les actions à durée limitée.

Actions à durée limitée

Description usuelle	Description norme europeenne CEI	L’action M de dure que 3 s à partir du début de l’étape X7.
L’action est exécutée tant que la temporisation n’est pas terminée.

Actions retardée

Description usuelle	Description norme europeenne CEI	L’action ne M débute que 3 s à partir du début de l’étape X7.
L’action est exécutée tant si temporisation est terminée.

Réceptivités particulières

Prise en compte du temps

L’autre manière de prendre en compte le temps dans le grafcet est sa prise en compte dans les réceptivités.

Description usuelle	Description norme europeenne CEI	La temporisation est lancée dès l’activation de l’étape X7, elle n’est effective que au bout du temps T=3s,  La réceptivité étant vraie, la transition est franchie.
L’action est exécutée tant si temporisation est terminée.

Description des temporisations selon la norme CEI

Logigramme :
Equations :
Chronogramme et commentaires : La sortie S n’est vraie que après t1 depuis le début de l’entrée de validation e, et t2 après la fin de cette même entrée.

Prise en compte des événements

Front montant

On appelle front montant de la variable binaire a, la variable, notée  a, qui prend la valeur 1 à l’instant du passage de 0 à 1 de la variable a.

Front descendant

On appelle front descendant de la variable binaire a, la variable, notée  a, qui prend la valeur 1 à l’instant du passage de 1 à 0 de la variable a.

Exemple

Un système est constitué d’un moteur M et d’un bouton m (marche) et d’un capteur a qui détecte la position angulaire du disque. Cycle Au début du fonctionnement le disque est arrêté en position de référence (a actionné). Une impulsion sur m provoque une rotation de 1 tour complet du disque. Remarque : la succession des états non a puis a représente la détection du front montant.

Utilisation de l’alternance des niveaux Utilisation des fronts montants :