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Le Grafcet – G7 grafcet fonctionnel vs grafcet technologique Polytech' Montpell

Le Grafcet – G7 grafcet fonctionnel vs grafcet technologique Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 2 karen.godary@lirmm.fr Grafcet fonctionnel / technologique grafcet fonctionnel : prise en compte de la partie fonctionnelle, en faisant abstraction de toute réalisation technologique grafcet technologique : en s'appuyant sur le grafcet fonctionnel, intègre les contraintes technologiques et opérationnelles. grafcet fonctionnel principe grafcet technologique technologie pneumatique Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 3 karen.godary@lirmm.fr Grafcet fonctionnel / technologique Pour garantir l'indépendance du grafcet fonctionnel, faire attention à certains cas particuliers. Gestion des fronts : permet de tester l'apparition / disparition d'evt plutôt que leur présence. C'est le cas lorsqu'une information est déjà présente dans l'état initial. Exemple : commande d'un moteur : lorsque l'opérateur commande la rotation, l'information du capteur p de position est déjà vraie => tester l'apparition de p et non sa présence. Rmq : en fait le test d'un front montant se traduit ds le grafcet technologique à l'aide d'une étape supplémentaire. Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 4 karen.godary@lirmm.fr Grafcet fonctionnel / technologique Exclusivité au niveau des divergences : l'exclusivité de a et c peut être : { liée au procédé : par ex. capteurs "opposés" (objet à gauche / objet à droite); { incompatibilité temporelle : a priori jamais en même temps; { exclusion logique : structurellement, cf. schéma. Mais pour garantir l'indépendance, il vaut mieux expliciter l'exclusivité de façon structurelle Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 5 karen.godary@lirmm.fr Grafcet fonctionnel / technologique Gestion des simultanéités en fin de convergence Hypothèse sur les capteurs Pb : si une action finie avant l'autre, elle ne peut pas s'arrêter 1 solution, mais avec hypothèse : capteurs à contact maintenus solution la meilleure. Le Grafcet – G7 Dialogue entre grafcets Le Grafcet – G7 Dialogue entre grafcets : Communication dans l'entreprise Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 8 karen.godary@lirmm.fr CF COURS RLI Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 9 karen.godary@lirmm.fr Communications Evolution des architectures d'automatismes : introduction de communications de façon hiérarchique En entreprise : hiérarchie des communications = pyramide CIM (Computer Integrated Manufacturing) Avantages : { Réduction du câblage { Réduction des coûts (câblage, interface PO/PC (interface capteurs)) { Modularité Inconvénients : { Gestion des délais, pertes, contraintes temporelles, répartition des données ⇒problématique des réseaux locaux industriels (RLI) Cf. cours RLI Le Grafcet – G7 Dialogue entre grafcets : Division technologique Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 11 karen.godary@lirmm.fr Réalisation technologique Il est donc souvent nécessaire ou judicieux de diviser la partie commande et/ou la partie opérative : { Application complexe divisée en sous parties de moindre complexité; { Synchronisation et dialogue entre sites réparties géographiquement; { Intégration du concept de CIM avec nécessité d'optimiser les communications entre niveaux. Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 12 karen.godary@lirmm.fr Réalisation technologique Exemple : 2 chariots Le Grafcet – G7 Hiérarchisation de la partie commande Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 14 karen.godary@lirmm.fr Hiérarchisation Exemple : 3 chariots. { Les chariots 1 et 2 se chargent (CPi) à gauche et se déchargent (Dpi) à droite dans le chariot 3; { chariot 1 en 1er { Le chariot 3 se décharge (Dp3) à droite. Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 15 karen.godary@lirmm.fr Hiérarchisation Découpage de la PC : { Gestion des chariots (3 grafcets, un par chariot) { Gestion des synchronisations, mémorisations, ressources. chariot 1 chariot 2 chariot 3 synchro synchro synchro Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 16 karen.godary@lirmm.fr Hiérarchisation Synchronisation et gestion de la ressource chariot 3 : chariot 1 chariot 2 chariot 3 grafcet de synchronisation Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 17 karen.godary@lirmm.fr Hiérarchisation Commande hiérarchisée : Le Grafcet – G7 Implantation Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 19 karen.godary@lirmm.fr Mise en oeuvre La norme définit les symboles et les règles nécessaires à la représentation graphique de ce langage, ainsi que l’interprétation qui en est faite. Les techniques de mise en œuvre (passage d’une spécification GRAFCET à une réalisation câblée et (ou) programmée) ne font pas partie du domaine d’application de cette norme. Rmq : ds le cas des systèmes de commande intégrant un automate programmable, la norme CEI 61131-3 (1993) définie un ensemble de langages de programmation destinés aux automates programmables. Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 20 karen.godary@lirmm.fr Implantation du grafcet Description du comportement du grafcet = règles d'évolution => modèle comportementale. Pour l'implantation, on a besoin d'une formalisation supplémentaire : { Soit algorithme d'évolution { Soit équation booléennes équivalentes (équations logiques) Ces 3 représentations sont équivalentes (même comportement du système vis-à-vis des E/S) Le Grafcet – G7 Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 22 karen.godary@lirmm.fr Algorithme d'évolution Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 23 karen.godary@lirmm.fr Algorithme d'évolution Exemple : Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 24 karen.godary@lirmm.fr Algorithme d'évolution Exemple : Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 25 karen.godary@lirmm.fr Algorithme d'évolution IMPLANTATION INFORMATIQUE : plusieurs façons selon des critères d'optimisation (taille mémoire, tps d'exécution..) Exemple simple : Données Paramètre. ou Propriété Paramètre. ou Propriété Paramètre. ou Propriété Paramètre. ou Propriété Paramètre. ou Propriété Entrée Nom Valeur N° Connex. 1 = vert 0 =rouge Sortie Nom Valeur N° Connex. 1 = vert 0 =rouge Etapes Nom Etat Initiale ? Liste Trans. Amont Liste Trans. Aval Transition Nom Franchissable ? Réceptivité Liste Etapes Amont Liste Etapes Aval Réceptivité Nom Valeur Fonction Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 26 karen.godary@lirmm.fr Algorithme : Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 27 karen.godary@lirmm.fr Algorithme d'évolution Variantes : { Algorithme sans recherche de stabilité : le précédent; (nom : SRS) { Algorithme avec recherche de stabilité (nom : ARS) : de nouvelles entrées ne sont lues que lorsque le grafcet a atteint un état stable. Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 28 karen.godary@lirmm.fr Algorithme d'évolution Intérêt de la recherche de stabilité Exemple : déplacement d'un mobile Fonctionnement : { Déplacements initiaux : H et D { Si atteinte de b avant a : le mobile repart à gauche jusqu'à c { Si atteinte de a avant b, et le bouton poussoir m enclenché : continu d'aller à droite jusqu'à d (ne monte plus) { Si atteinte de a avant b, et m non enclenché : va à droite jusqu'à b, puis revient à gauche jusqu'à c. (1) (4) (2) (3) (5) (7) (6) (8) Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 29 karen.godary@lirmm.fr Algorithme d'évolution Mise en œuvre SANS stabilité : 1) Lecture des entrées 2) Evolution de la situation (franchissement d'1 ou plusieurs transitions simultanées) 3) Exécutions des actions Exemple de scénario d'entrée : capteur m, puis a, puis b rapidement après a Comportement : (situation initiale {1,2} ) { Lecture de m { Evolution {1,2} →{1,4} { Action : H,D { Lecture de ↑a { Evolution {1,4} →{3,4} { Action : D { Lecture de ↑b { Transitions franchissables : n°5 ET n°6 ⇒ simultanément franchies, pas très correct a priori (branches censées être exclusives) { Actions : G et D => confirmation du problème !! Rmq : si b arrive + tard, la transition n°6 sera franchie avant la n°5 => comportement non déterministe, ce qui n'est pas dans l'esprit du Grafcet Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 30 karen.godary@lirmm.fr Algorithme d'évolution Une solution : assurer explicitement l'exclusivité des branches d'une structure de choix, ou éviter les situations instables (difficile, et grafcet souvent limité). Autre solution : Mise en œuvre AVEC stabilité 1) Lecture des entrées 2) Evolution de la situation jusqu'à atteinte d'une situation stable 3) Exécutions des actions Sauf cas particulier, la recherche de stabilité est indispensable à la mise en œuvre correcte d'un grafcet. Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 31 karen.godary@lirmm.fr Algorithme d'évolution Optimisations : { Diminution du nb de transitions à explorer : au lieu d'explorer toutes les transitions, on sélectionne les transitions aval des étapes actives. { Diminution du nb de transitions à explorer : au lieu d'explorer toutes les transitions, on ne sélectionne que les transitions associées aux entrées qui ont changées. { Rmq : ces optimisations sont + ou – efficaces suivants l'implémentation mémoire des données (listes, chaînées ou doublement chaînées, tableaux, etc..) Le Grafcet – G7 Polytech' Montpellier, ERII4 - Cours "Automatismes et SED " 33 karen.godary@lirmm.fr Équations équivalentes Principe : on considère une étape Xp et son environnement. Une étape p est active (Xp vaut 1) si : { elle est activée par l'amont { elle valait déjà 1 et n'est pas désactivée par l'aval ) on esactivati ConditionD uploads/Philosophie/ le-grafcet-g7.pdf