le gemma. notions avancés en grafcet: coordination n grafcet de conduite n grafcet esclaves
TRANSCRIPT
LE GEMMA
Notions avancés en Grafcet: Coordination
GRAFCET de conduite GRAFCET esclaves 110
X 19
10
X 110
10
X 110
10
X 112
20
X 112
TâcheT10
TâcheT20
111
r111
112
Appeltâche T10
Appeltâche T20
19
X 29
29GRAFCETde conduite
Notions avancés en Grafcet: Le figeage
Lorsqu’un Grafcet est figé aucune transition ne peut être franchise. Il reste donc à l’étape active lorsque l’ordre de figeage a été donné.
L’ordre de figeage doit obligatoirement venir d’un Grafcet de niveau supérieur. Un Grafcet ne peut se figer lui même. Si le Grafcet est une sous routine, il ne peut
figer le Grafcet qui l’a appelé.
Notions avancés en Grafcet: Le figeage
EXEMPLE:
Si lorsque G2 est à l’étape X21 et que l’étape X5 de G1 est activé alors G2 est figé à X21 tant et aussi longtemps que X5 est active.
a
5
6
x
y
20
21
22
GRAFCET de niveau supérieur G1
GRAFCET figé G2
F/G2:(*)
B+
A+
Notions avancés en Grafcet: Le figeage
L’implantation en diagramme échelle se fait avec les transitions. G2 (transition)
X20 x
X21 y
X22 z
.
.
.
X5
X5
X5
.
.
.
y21
y22
y23
Notions avancés en Grafcet: Le figeage
Remarque importanteRemarque importante: le fait de bloquer toutes les transitions n’implique pas l’arrêt des actions. Si l’on veut bloquer les actions il faut aussi ajouter les contacts suivants:
G2 (actions)
X21
X22
.
.
.
X5
X5
.
.
.
A+
B+
Notions avancés en Grafcet: Le forçage
Lorsqu’un Grafcet est forcé aucune transition ne peut être franchise. De plus, il est forcé de rester à une étape déterminée.
L’ordre de forçage doit obligatoirement venir d’un Grafcet de niveau supérieur. Un Grafcet ne peut se forcer lui même. Si le Grafcet est une sous routine, il ne peut
forcer le Grafcet qui l’a appelé.
Notions avancés en Grafcet: Le forçage
EXEMPLE:
Lorsque l’étape X5 de G1 est activé le Grafcet G2 est forcé à X21 (peu importe l’étape active) tant et aussi longtemps que X5 est active.
a
5
6
x
y
20
21
22GRAFCET de
niveau supérieur G1
GRAFCET forcé G2
F/G2:(21)
21
Notions avancés en Grafcet: Le forçage
L’implantation en diagramme échelle se fait avec les étapes. G2 (étapes)
X20y20
.
.
.
X20 y21
X21y21
X21 y22
y22 X22...
X5
X5
X5
Le GEMMA Guide d'Étude des Modes de
Marches et d'Arrêts
Inventé en France (1981) par AFCET
Pourquoi: Besoin d'un vocabulaire commun
et précis Besoin d'une approche guidée
GEMMA
A1 <Arrêtdans l'état
initial>
F2 <Marche depréparation>
F2 <Marche depréparation>
A1 <Arrêtdemandé>
dcy
Préchauffage
Moulage
m
afc
t
Utilité du GEMMA Permet le recensement et la
description des différents états du système, de la mise en route à la production normale
Précise les procédures à mettre en oeuvre après analyse d'une anomalie ou d'un défaut de fonctionnement
GEMMA
A1 <Arrêtdans l'état
initial>
F2 <Marche depréparation>
F2 <Marche depréparation>
A1 <Arrêtdemandé>
dcy
Préchauffage
Moulage
m
afc
t
Feuille de GEMMA
Concept #1 du GEMMA « Les procédures de marches et
d’arrêts ainsi que les procédures en défaillances sont vus par une Partie Commande en ordre de marche. » Ils concernent le système entier (P.O. +
P.C.) autonome
Concept #1 du GEMMA Hypothèses:
La Partie Commande est en ordre de marche avec tous ses organes alimentés
La Partie Opérative peut être dans un état quelconque (en marche, hors-énergie, ...)
Cela entraîne une première division de la feuille du GEMMA
PC en Énergie
PC
ho
rs É
ner
gie
Concept #1 du GEMMA
Cela entraîne une première division de la feuille du GEMMA
Partiecommande
hors énergie
Partie commande enénergie
P.C. en énergie
P.C. hors énergie
A F
D
Procéduresrelatives à la
PartieCommande
Partie commandeactive
P.C. active
P.C. hors énergieou P.C. inactive ou
défaut P.C.
A F
D
Général
Automate
Concept #1 du GEMMA
Concept #2 du GEMMA
Le critère PRODUCTION « Le but d’un système automatisé, c’est de
produire une valeur ajoutée : Produit entrant PRODUCTION Produit sortant avec valeur ajouté. »
La production, c'est: Modification des produits Manutention Stockage, ...
Concept #2 du GEMMA Cela entraîne une seconde division de la
feuille du GEMMA
En PRODUCTION
Hors PRODUCTION
Concept #3 du GEMMA Il y a 3 grandes familles de modes de
marches et d'arrêts La famille F:
Procédures de fonctionnement La famille A:
Procédures d'arrêts La famille D:
Procédures de défaillances
Concept #3 du GEMMA Cela entraîne une troisième division de la
feuille du GEMMA
Fonctionnement
Arrêt
Défaillance
Concept #3 du GEMMA Cela entraîne une troisième division de la
feuille du GEMMA
A Procédures d'arrêt (et deremise en route)
Remise enroute
A5, A6, A7
Arrêt
A1, A2, A3, A4
Mise en sécurité ou maintient de ladisponibilité sur défaillance
D1, D2, D3
D Procédures en défaillancede la P.O.
F Procédures defonctionnement
Mise en ou horsservice
Fonctionnementnormal
F1, F2, F3
Essais etvérification
F4, F5, F6
Les rectangles états Chaque mode de marche et d'arrêt est
désigné par un rectangle état
Préchauffage de la tête de scellage à250 °C
F2 < Marche de préparation >
symboled'appartenance
désignation du mode(vocabulaire général)
Place réservée à la description de cequi se passe dans ce mode(appellation maison)
Les rectangles états Un rectangle état appartient à l'une ou l'autre des
3 familles et est situé dans ou hors de la zone de production
Préchauffage de la tête de scellage à250 °C
F2 < Marche de préparation >
symboled'appartenance
désignation du mode(vocabulaire général)
Place réservée à la description de cequi se passe dans ce mode(appellation maison)
Les rectangles états Il y a 16 rectangles au total :
6 dans la famille F 7 dans la famille A 3 dans la famille D
Famille A: Procédures d'arrêt On retrouve ici tous les modes ou états qui
conduisent à un arrêt du système pour des raisons EXTÉRIEURES Fin de la journée de travail Manque de matière
ARRÊT NORMAL
Rectangles états: zone A.
Rectangles états zone A A1 - Arrêt dans l'état initial
Obligatoire dans tout GEMMA Étape initiale du GRAFCET de niveau 2
1
2
dcy
VA
3
a1
VA
4
b1
VB
VB
5
a0
b0
Rectangle A1du GEMMA
Rectangles états zone A A2 - Arrêt demandé en fin de cycle
État transitoire vers l'état A1 Mémorisation de la demande d'arrêt Le cycle en cours doit se terminer pour
retour aux conditions initiales
ARRÊT
Rectangles états zone A A3 - Arrêt demandé dans un état déterminé
Transitoire vers l'état A4
ARRÊT
Rectangles états zone A A4 - Arrêt obtenu
L'automatisme est arrêté dans un état autre que l'état initial
L’arrêt peut se faire: En fin de cycle; En fin de séquence; En fin d’étape (figeage).
Rectangles états zone A A5 - Préparation de remise en route après
défaillance Comprend généralement:
dégagement, nettoyage,... Opérations souvent manuelles:
Intervention de l'opérateur
Rectangles états zone A
A6 - Mise en état initial de la partie opérative Séquences permettant de remplir
les conditions de l'état initial L’initialisation peut être:
Manuelle, par action sur chaque actionneur;
Automatique, par une séquence pré-établie (bouton d’initialisation).
INIT.
Rectangles états zone A A7 - Mise de la partie opérative dans un état
déterminé Séquences permettant de remplir les
conditions d'un état autre que l'état initial Généralement de façon manuelle
Man Auto
Famille F:Procédures de fonctionnement On retrouve ici tous les modes ou états qui
sont indispensables à l'obtention de la valeur ajoutée
On ne produit pas dans tous les modes de cette famille: Modes préparatoires: Modes de réglages et de test:
Rectangles états zone F
Rectangles états zone F F1 - Production normale
Obligatoire dans tout GEMMA GRAFCET de base
1
2
dcy
VA
3
a1
VA
4
b1
VB
VB
5
a0
b0
Rectangle F1du GEMMA
Rectangles états zone F F2 - Marche de préparation
Préchauffage Remplissage Ou toute opération de préparation
essentielle à la production.
Rectangles états zone F F3 - Marche de clôture
Vidage Nettoyage Ou toute opération assurant une remise en
condition initiale de l’automatisme.
Rectangles états zone F F4 - Marche de vérification dans le désordre
Mouvements séparés Fonctions séparées Mode dit “Manuel”
Man Auto
Ext. V1
Ret. V1
Rectangles états zone F F5 - Marche de vérification dans l'ordre
Test de cycle ou de partie de cycle de production à la cadence désirée
Types de marche: Étape par Étape; Cycle par Cycle; Séquence par Séquence; Poste par Poste.
Mode « semi-automatique »
Man Auto½Auto
Rectangles états zone F F6 - Marche de test
Étalonnage et réglage de l'automatisme
Famille D:Procédures de défaillance
If anything can go wrong, it will !!!(Murphy’s law)
On retrouve ici tous les états conduisant à (ou traduisant) un arrêt du système pour des raisons INTÉRIEURES Arrêts d'urgence Défaillance de la partie opérative
Rectangles états zone D
Rectangles états zone D D1 - Arrêt d'urgence
Arrêt immédiat Dégagements Procédures limitant les dégâts
Rectangles états zone D D2 - Diagnostic et/ou traitement de la
défaillance Examen et réparation Intervention humaine
Rectangles états zone D D3 - Production tout de même
Production dégradée Production forcée Utilisation d'opérateurs non-prévus
Mise en oeuvre du GEMMA Utilisation du GEMMA pour l'étude d'une
machine de production automatisée
Pratique courante: Sélection des modes de marches et
d'arrêts de façon non méthodique
Approche souhaitable
Étude du processus d'actionET définition du cycle de
productionGRAFCET de niveau 1
Définition de la P.O. et descapteurs ET établissementdu GRAFCET opérationnel
de base
GRAFCET de niveau 2
Approche souhaitable
Sélection des modes demarches et d'arrêts avec
mise en évidence desliaisons entre ces modes
GEMMA
Approche souhaitable
Définition à l'aide du GEMMAdes conditions d'évolution
entre les états de marches etd'arrêts
GEMMA Pupitre de commandeGRAFCET complet
Approche souhaitable
Choix d'une technologie decommande:
électrique, électronique oupneumatique, câblée ou programmée...
GUIDESTECHNOLOGIQUES
Conception du schéma ou duprogramme de commandedans la technologie choisie
Sélection des modes de marche et d'arrêts
Envisager tous les rectangles états proposés par le GEMMA: Si il est retenu, y inscrire un
texte clair expliquant ce qui est attendu
Sinon, le marquer d'un X
Sélection des modes demarches et d'arrêts avec
mise en évidence desliaisons entre ces modes
Arrêt d'urgenceD1
Fermer la valve D.Figeage de l'automatisme.
Arrêt demandé en fin de cycleA2
Sélection des modes de marche et d'arrêts
Rechercher les évolutions d'un état à l'autre Si l'évolution est retenue, la mettre
en gras
Sélection des modes demarches et d'arrêts avec
mise en évidence desliaisons entre ces modes
Sélection des modes de marche et d'arrêts
Les états A1 et F1 sont obligatoires On les prends comme points de départ
Trouver les évolutions possibles: Lors du passage de A1 à F1, faut-il passer
par F2 ? Lors d'un arrêt, faut-il retourner vers A1 (via
A2) ou vers A4 (via A3) Quels cas de défaillance envisager ?
Sélection des modes demarches et d'arrêts avec
mise en évidence desliaisons entre ces modes
Sélection des modes de marche et d'arrêts
Sélection des modes demarches et d'arrêts avec
mise en évidence desliaisons entre ces modes
Conditions d'évolution entre les états
Évaluer les conditions pour chaque évolution retenue Permet de concevoir le pupitre de
commande Entraîne l'ajout de capteurs sur la
machine Permet de compléter le GRAFCET
Définition à l'aide du GEMMAdes conditions d'évolution
entre les états de marches etd'arrêts
Conditions d'évolution entre les états
Type de passage d'un état à l'autre Avec condition d'évolution
Inscrire clairement cette condition sur le GEMMA
Définition à l'aide du GEMMAdes conditions d'évolution
entre les états de marches etd'arrêts
Conditions d'évolution entre les états
Type de passage d'un état à l'autre Sans condition explicite
Lorsque la condition est évidente (ex.: fin de cycle)
Lorsqu'elle dépend de l'intervenant
• Intervention humaine
Définition à l'aide du GEMMAdes conditions d'évolution
entre les états de marches etd'arrêts
Conséquences de l'utilisation du GEMMA Pupitre de commande, capteurs
supplémentaires et GRAFCET complet sont mieux conçus
La machine est mieux conçue, donc sa réalisation et sa mise en route seront moins pénible
Conséquences de l'utilisation du GEMMA Le GEMMA suivra la machine (comme le
GRAFCET) servant aux dépannages ou aux modifications
Exemple de GEMMA types
GEMMA minimal d’une machine semi-automatique
A1 < Arrêt dans état initial >
F1 < Production normale >
DCY.ci
Exemple de GEMMA types
GEMMA minimal d’une machine automatique
A1 < Arrêt dans état initial >
F1 < Production normale >
AUTO.DCY.ci
A2< Arrêt demandé en finde cycle > ACY
Exemple de GEMMA types
GEMMA d’une machine automatique ou semi-automatique exigeant une marche de préparation
A1 < Arrêt dans état initial >
F1 < Production normale >
AUTO.DCY.ci
A2< Arrêt demandé en finde cycle > ACY+/AUTO
F2 < Marches de préparation >
Préchauffage à300 °C
T>=300 °C
Chauffage à 300 °Cmaintenu
Exemple de GEMMA types
GEMMA d’une machine exigeant une marche de préparation et une marche de clôture
A1 < Arrêt dans état initial >
F1 < Production normale >
AUTO.DCY.VIDE.ci
A2< Arrêt demandé en finde cycle > ACY
F2 < Marches de préparation >
Remplir le convoyeur
PLEIN
F3 < Marches de clôture >
Vider le convoyeur
VIDER
AUTO.DCY.PLEIN.ci
VIDE
Sans vider le convoyeur
Le convoyeur peut êtrevide ou plein en état initial
Exemple de GEMMA types
GEMMA avec marches de préparation et de clôture et un arrêt dans un état autre qu’initial
A1 < Arrêt dans état initial >
F1 < Production normale >
AUTO.DCY.ci
A3< Arrêt demandé dansun état déterminé > PAUSE
F2 < Marches de préparation >
Remplir le convoyeur
PLEIN
F3 < Marches de clôture >
Vider le convoyeur
VIDER
VIDE
A4 < Arrêt obtenu >
AUTO.DCY
Le convoyeur estobligatoirement vide
Arrêt avec le convoyeurplein
Finir le cycle en cours
Exemple de GEMMA types
GEMMA d’une machine avec arrêt d’urgence
A1 < Arrêt dans état initial >
F1 < Production normale >
AUTO.DCY.ci
A2< Arrêt demandé en finde cycle > ACY
D1 < Arrêt d'urgence >
AU
Depuis tout état
A5< Préparation pour remiseen route après défaillance >
A6 < Mise P.O. en état initial >
/AU
ci
Exemple de GEMMA types
GEMMA avec arrêt d’urgence et remise en route à l’état ou la machine était lors de l’arrêt d’urgence
A1 < Arrêt dans état initial >
F1 < Production normale >
AUTO.DCY.ci
A2< Arrêt demandé en finde cycle > ACY
D1 < Arrêt d'urgence >AU
Depuis tout état
A5< Préparation pour remiseen route après défaillance >
A7< Mise P.O. dans l'étatdéterminé >
/AU
état obtenu A4 < Arrêt obtenu >AUTO.DCY
Exemple de traduction d'un Grafcet "enrichi" en diagramme échelle
EXEMPLE : Les Grafcet suivants représentent le fonctionnement d ’une machine ayant un mode d’arrêt d ’urgence et un mode de test.
X1
X2
X3
X4
A
B
C
DCY
aa
bb
cc
Fonctionnement normal
X100
X101 E F/G1: ( *)
AU
Arrêt d'urgence
AU
X200
X201 F/G1: (X1)
TEST
Mode de test prioritaire
A B C
t1 t2 t3
TEST
Grafcet de fonctionnement normal
Transition F.N .
X1 DCY X101 Y01
X2 aa X101 Y02
X3 bb X101 Y03
X4 cc X101 Y04
Etapes F.N .
X01Y04
X01 Y01
X201
X02Y01
X02 Y02
X201
X03Y02
X03 Y03
X201
X04Y03
X04 Y04
X201
Grafcet d’arrêt d’urgence
Transition A .U
X100 AU Y100
X101 AU Y101
X100Y101
X100 Y100
X101Y100
X101 Y101
Étape A .U
Grafcet de test
Transition TEST
X200 TEST Y200
X201 TEST Y201
X200Y201
X200 Y200
X201Y200
X201 Y201
Étape TEST
Actions du Grafcet
ActionAX02
X201 t1
BX03
X201 t2
CX04
X201 t3