Le GRAFCET est un système de description graphique d'un automatisme, de description d'une série de mouvements répétitifs. Le GRAFCET est l'acronyme de GRAphe Fonctionnel de Commande des Etapes et Transitions.
Le GRAFCET est principalement composé d'une suite d'ETAPES et de TRANSITIONS. Une étape est représenté par un carré et une transition par une une croix. Ces éléments sont reliés par des Liaisons.
Une etape se trouve entre deux transitions, deux étapes ne peuvent pas se suivre
Chaque étape est numéroté, il n'existe qu'un seul numéro par étape.
La première étape à être activée est representé par un douuble carré.
Une étape peut être précédée par plusieurs transitions.
Une étape peut être suivie par plusieurs transitions.
Les étapes sont associées à des actions, chaque étape permet l'activation d'un ou plusieurs actionneurs.
Une transition se trouve entre deux étapes, deux transitions ne peuvent pas se suivre
Une transition est une condition d'évolution entre l'étape qui la précède et l'étape qui la suit.
Une transition peut être précédée par plusieurs étapes.
Une transition peut être suivie par plusieurs étapes.
Une étape peut être active ou au repos, si elle est active alors les actions qui lui sont associées sont actionnées, si elle est au repos, les actions qui lui sont associées sont désactivées.
La première étape à être active est l'étape initiale. Elle est représentée par un double carré. Il peut y avoir plusieurs étapes initiales mais dans certaines conditions que nous verrons plus loin.
L'étape initiale est forcément suivie d'au moins une transition, elle même suivie d'au moins une étape. Pour que cette dernière soit activée, il faut et il suffit que l'étape initiale soit activée et que la transition soit validée.
D'une manière générale l'évolution doit suivre la règle suivante : L'étape précédent la transition doit être active et la transition validée, alors l'étape qui suit la transition devient active.... et ainsi de suite.
Lorsqu'une étape est suivie de plusieurs transitions celles ci ne peuvent être validées en même temps, on parle alors de branches exclusives ou branches en 'OU'.
Pour symboliser une divergence exclusive on dessine une double barre horizontale entre l'étape et les transitions.
Un divergence exclusive est forcément suivie d'une convergence du même type, on symbolise alors la convergence par une double barre horizontale entre les dernières transitions de chaque branche et l'étape qui suit la convergence.
Lorsqu'une transition est suivie de plusieurs étapes celles ci peuvent être actives en même temps, on parle alors de branches simultanées ou branches en 'ET'.
Pour symboliser une divergence simultanée on dessine une barre simple horizontale entre la transition et les étapes.
Un divergence simuultanée est forcément suivie d'une convergence du même type, on symbolise alors la convergence par une barre simple horizontale entre les dernières étapes de chaque branche et la transition qui suit la convergence.
Le GRAFCET de niveau 1 décrit les actions et les transitions de façon littérale, d'une façon générale le GRAFCET de niveau 1 est indépendant de la machine qu'il pilote.
Le GRAFCET de niveau 2 quant à lui, est directement lié à la machine dans laquelle il sera hébergé. Il décrit les actions en termes de sorties d'automates et les transitions en termes d'entrées d'automates ou de capteurs.
Un automate programmable industriel, ou API (en anglais programmable logic controller, PLC), 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 PO côté actionneur) à partir de données d’entrées (capteurs) (partie commande ou PC côté capteur), de consignes et d’un programme informatique, le GRAFCET entre autre.
L'automate industriel est un ordinateur spéciquement conçu pour piloter des machines. Il est le plus souvent conçu dans un esprit de sécurité afin qu'il puisse fonctionner dans des environnements dangeureux, par exemple les milieux explosifs, corosifs ou immergés dans l'eau.
On peut imaginer un automate comme un ordinateur ou le clavier serait remplacé par des capteurs, par exemple des interrupteurs (les entrées) et l'écran par des actionneurs par exemple des petits relais électriques (les sorties). Il y a souvent moins de sorties que de pixels et moins d'entrées que de touches sur le clavier.
L'automate est constitué en entrée de relais qu'il faut alimenter et en sorties de petits relais qui actionnent des contactes.
Les capteurs ou interrupteurs sont cablés sur les entrées de l'automate en série avec une alimentation.
Les actionneurs ou relais sont cablés sur les sorties de l'automate en série avec une alimentation.
L'automate industriel se comporte comme un ordinateur et comprend un programme pour orchestrer les entrées et les sorties selon un processus déterminé. Le programme se contente de vérifier les tensions sur les entrées et alimente les relais en sorties selon un processus déterminé.
Tout comme un ordinateur, l'automate industriel est constitué d'une carte mère, d'un processeur, de mémoire.....
Quelque soit la forme du langage utilisé, graphique comme le GRAFCET ou le LADDER, litéral de haut niveau comme le C, le PASCAL ou l'ADA, l'automate ne comprend vraiment que l'assembleur.
Le choix du langage dépend souvent de la culture de l'entreprise, de l'historique des réalisations ou des compétences du donneur d'ordre.
Il n'y a pas de mauvais ou bon langage, dans cet environnement, en automatisme, il faut savoir s'adapter.
La perceuse deux vitesses permet de monter et descendre le forêt selon plusieurs vitesses, l'une lente et l'autre rapide. Cela peut être intéressant afin de pouvoir s'adapter au matériaux à percer. De la même façon le forêt tourne lui aussi à vitesse lente ou rapide pour s'adapter aussi au matriaux à percer. Les vitesses de rotations du forêt font l'objet d'une attention particulière au point d'être calculées.
L'objet de l'exercice n'est pas de faire varier la vitesse du forêt au pouième pret mais de s'abituer à changer de vitesse en cours de cycle de perçage.
La perceuse est en position haute, dès le 'Départ cycle' elle comence sa descente lente sans faire tourner le forêt. Lorsqu'elle actionne le capteur haut, elle fait tourner le forêt en vitesse rapide. Lorsqu'elle actionne le capteur bas, le forêt ralenti et la perceuse remonte rapidement jusqu'à ce qu'elle actionne le capteur haut. A ce moment elle arrête sa montée ainsi que la rotation du forêt, le cycle est terminé.
Réaliser le GRAFCET et la partie électrotechnique correspondant à ce fonctionnement.
La grue est un engin de chantier souvent utilisée dans le batiment, dans les zones portuaires ou même pour le fret féroviaire. Elle a la capacité de déplacer des charges très lourdes sur de petites distances. Elle peut être montée sur portique, sur un pied ou un véhicule. Dans notre exemple c'est une grue à pied à rayon d'action.
Dans cet exercice nous apprendrons à utiliser le timer afin de laisser le temps aux carristes de monter la charge sur le crochet de la grue.
Dans notre exemple la grue ne tourne pas sur elle même, son rayon d'action est fixe. par contre le crochet lui est mobile en hauteur et longueur et l'objetif est de déplacer des parpaings du bout de la grue vers son centre.
Positionner le crochet de la grue au dessus du tas de parpaings, en position basse attendre 20 secondes que le chargement soit fixé, puis remonter le crochet. En position haute, déplacer le crochet vers le poste de dépose ou se trouve la palette et descendre le crochet jusqu'en bas. A ce moment là attendre encore 20 secondes que le parpaing soit libéré, quand ce dernier est enfin libéré, remonter le crochet puis aller chercher un autre parpaing.
Réaliser le GRAFCET et la partie électrotechnique correspondant à ce fonctionnement.
Les feux de carrefours, en zone rurale, tendent à disparaitre au profit des ronds points. Mais en ville ils sont toujours là et permettent la régulation de la circulation des véhicules. Certains carrefours sont extrèmement complexes compte tenu du nombre de rues qui se croisent. Dans notre exemple seules deux rues se croisent ce qui permet de se familiariser avec le séquencement de processus, sans qu'il soit complexe. Après avoir maitriser la synchronisation de deux GRAFCETs, vous pourrez en ajouter autant que de rues supplémentaires.
Dans cet exercice nous apprendrons à utiliser la synchronisation de GRAFCET.
Mettre toutes les rues au feu rouge, puis lors du départ cycle, faire passer séquenciellement les feux de l'une des rue au feu vert, attendre quelques secondes, puis passer à l'orange, attendre encore quelques secondes avant de repasser les feux au rouge. A ce moment là les feux de l'autre rue doivent suivre exactement le même cycle et cela indéfiniment.
Réaliser le GRAFCET et la partie électrotechnique correspondant à ce fonctionnement.
