PIH L09 AUTO

REPUBLIQUE DU CAMEROUN
Paix –Travail –Patrie
REPUBLIC OF CAMEROON
Peace - Work – Fatherland
MINISTERE DES ENSEIGNEMENTS SECONDAIRES
DELEGATION REGIONALE POUR DE L’OUEST
INSPECTION REGIONALE DE PEDAGOGIE CHARGEE DES TI
INSPECTION REGIONALE D’ELECTROTECHNIQUE
MINISTRY OF SECONDARY EDUCATION
WEST REGIONAL DELEGATION
REGIONAL INSPECTORATE OF PEDAGOGY IN CHARGE OF IE
REGIONAL INSPECTORATE FOR ELECTROTECHNICS
Établissement : LT DE MAGBA
Année Scolaire : 2021/2022
Nom et prénom du professeur : NGOMBA MINTO’O Loïc
Numéro de La Leçon : 02
Qualification : PLET-ELECTROTECHNIQUE
Durée de La Leçon : 2H
Niveau/Classe : Première IH
Discipline : AUTOMATISME
LEÇON 09 : GENERALITES SUR LE GRAFCET
Connaissances Pré-Requises :
Compétences :
Vocabulaire nouveau (lexique)
Références bibliographiques
NGOMBA MINTO’O Loïc_PLETP ET
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LEÇON 02 : GRAFCET - RAPPELS ET COMPLEMENTS
Activité : Soit à commander la mise en marche et l'arrêt d'un moteur de perceuse, il faut :
•
•
•
•
Appuyer sur le bouton poussoir «𝑎» marche ; le moteur tourne.
Relâcher le bouton poussoir «𝑎», le moteur continue à tourner.
Si l'on appuie sur le bouton «𝑏», le moteur s'arrête.
Si l'on relâche le bouton «𝑏», le moteur reste arrêté.
𝑎
𝑏
𝑀
Établir la table de vérité correspondante
Quelles remarques faites-vous ?
1)
Définition
Avec l’évolution des automatismes qu’ils soient électriques, pneumatiques ou électroniques, on a été
conduit à utiliser les méthodes d’étude de la logique binaire.
Les schémas étudiés jusqu'à présent font partie de la logique combinatoire, c’est-à-dire que pour une
des combinaisons d’entrées correspond un seul état de sorti qui est toujours le même. Dans un système
combinatoire, une même action sur une entrée entraine le même résultat sur la sortie.
Dans un système séquentiel, la correspondance entre l’ensemble des combinaisons d’entrées et l’état
des sorties peut être variable. Dans un système séquentiel on tient compte non seulement de la combinaison
des variables d’entrées, mais aussi de leur succession.
Pour éviter les risques de malentendus entre le rédacteur du cahier des charges et le concepteur de
l’automatisme, L’AFCET (Association Française pour la Cybernétique Économique et Technique) a créé le
GRAFCET (Graphe Fonctionnel de Commande Étape Transition).
Le GRAFCET est un outil graphique de description du cahier des charges d’un automatisme utilisable
au niveau 1 et 2 (fonctionnel et technologique).
Le fonctionnement d’un système automatique peut être représenté graphiquement par un ensemble :
•
•
•
D’étapes auxquelles sont associées des transitions ;
Des transitions auxquelles sont associées des réceptivités ;
Des liaisons orientées entre les étapes et les transitions, et des transitions aux étapes.
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2
LEÇON 02 : GRAFCET - RAPPELS ET COMPLEMENTS
2)
Constituants graphiques du GRAFCET
2.1.
Les étapes
Une étape correspond à une situation élémentaire ayant un comportement stable. Pendant une étape,
les organes de commande et les capteurs ne changent pas d’état.
Une étape peut être soit active, soit inactive mais pas entre les deux.
Les étapes qui sont actives quand le système est au repos sont appelées étapes initiales. On les repère
en doublant les côtés des symboles d'étapes correspondants.
2.2.
Les transitions
Une transition indique la possibilité d’évolution d’une étape à l’étape suivante.
À chaque transition on associe une ou des conditions logiques qui traduisent la notion de réceptivité.
Quand toutes les étapes précédent une transition sont actives, cette transition est dite validée.
Remarque : On a toujours une seule transition entre 2 étapes, une seule étape entre 2 transitions.
2.3.
Les liaisons orientées
Les liaisons indiquent les voies d’évolution du GRAFCET. Dans le cas général, les liaisons qui se font
du haut vers le bas ne comportent pas de flèche. Dans les autres, cas il faut utiliser des flèches.
g
2.4.
Les actions associées à une étape
On précise pour chaque étape, à l’intérieur d’un rectangle, les actions à effectuer lorsque l’étape est
active. Une action est représentée par un rectangle qui est relié horizontalement à l’étape (carré)
correspondante. La description de l’action varie en fonction du niveau (1 et 2) de représentation du
GRAFCET. Les actions peuvent être de natures diverses, le rectangle peut avoir des dimensions
quelconques et comporter plusieurs actions.
A
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B
C
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LEÇON 02 : GRAFCET - RAPPELS ET COMPLEMENTS
On peut citer :
• L’action continu est un ordre qui dure tant que l’étape à laquelle elle est associée reste active.
•
L’action conditionnelle est un ordre dont l’exécution à lieu à une étape donnée et qui est en plus
soumise à la réalisation d’une condition logique. Il est à noter qu’au GRAFCET de niveau 1,
l’action littérale serait écrite sous la forme : « action si condition ». Par exemple : « Éjecter au
rebut si pièce défectueuse ».
•
L’action temporisée ou retardée est un cas particulier d'action conditionnelle où le temps intervient
comme condition logique.
•
L’action impulsionnelle ou de durée limitée a le même principe que l’action temporisée, sauf
que cette fois-ci, l’action est active pendant la durée d’une impulsion générée par le
temporisateur.
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LEÇON 02 : GRAFCET - RAPPELS ET COMPLEMENTS
2.5.
Réceptivité associée à une transition
C'est une équation logique qui définit la condition de passage d'une étape à la suivante quand la
transition associée est validée.
La réceptivité est une fonction combinatoire d’informations telle que :
• États des capteurs ;
• Action de bouton poussoir par l’opérateur ;
• Action d’un temporisateur, d’un compteur ;
• État actif ou inactif d’autre étape.
Les réceptivités sont de plusieurs types :
•
•
Réceptivité à niveau : C’est une réceptivité faisant intervenir une condition logique (Ex : 𝑎𝑏̅𝑐).
•
Réceptivité toujours vraie : C’est une réceptivité dont la valeur logique est toujours 1. On
représente la réceptivité par la condition logique « =1 ». La transition associée à cette réceptivité
est toujours franchie dès sa validation.
•
Réceptivité temporisée : C’est une réceptivité faisant intervenir le temps comme condition
particulière. Elle implique l’utilisation d’un temporisateur. Elle peut être retardée ou à durée
limitée.
Réceptivité impulsionnelle : C’est une réceptivité faisant intervenir un changement d’étape sur une
transition. On note 𝒓 ↑ pour un front montant ou 𝒓 ↓ pour un front descendant.
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LEÇON 02 : GRAFCET - RAPPELS ET COMPLEMENTS
3)
•
Structure d’un GRAFCET
GRAFCET à séquence simple
C’est le GRAFCET le plus simple, Elle se compose d’une succession d’étapes linéaires.
•
GRAFCET avec sélection de séquences ou Aiguillage en OU
Lorsque l’automatisme doit avoir un comportement qui peut changer en fonction de l’état de certains
capteurs, on parle alors de sélection de séquences. Il existe trois types de sélection de séquences :
Séquences exclusives
Les séquences exclusives permettent de choisir entre deux séries d’étapes
celle qui sera exécutée. En fonction de l’état des capteurs « X » et « Y », le
GRAFCET ci-contre passera de l’étape 2 à l’étape 3 ou à l’étape 6
respectivement. Une seule séquence est donc choisie, ce qui explique le terme de
« séquences exclusives ». Les valeurs logiques « X » et « Y » doivent être
mutuellement exclusives
Saut d’étapes
Le saut d’étape sert à permettre l’exécution ou non (on parle alors de saut) d’une
série d’étapes. Dans l’exemple montré ci-contre, les étapes 3, 4, 5 et 6 sont exécutés si
« Y » est activé. Si « X » est activé, on saute ces quatre étapes en passant de l’étape 2 à
l’étape 7. Il faut que les variables logiques « X » et « Y » soient mutuellement exclusives.
Reprises d’étape
La reprise d’étape permet de reprendre ou non une série d’étapes à plusieurs
reprises. Dans l’exemple montré ci-contre, les étapes 3, 4, 5 et 6 ne seront faites qu’une
seule fois si la variable « Y » est active lors de l’étape 6. Si la variable « X » est active à
l’étape 6, l’automatisme reprendra les étapes 3, 4, 5 et 6. Il faut que les variables logiques
« X » et « Y » soient mutuellement exclusives.
Il est important de noter que les réceptivités mutuellement exclusives ne doivent jamais être vraies en
même temps.
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LEÇON 02 : GRAFCET - RAPPELS ET COMPLEMENTS
•
GRAFCET avec Séquences Simultanées ou Aiguillage en ET
Lorsque l’automatisme est en mesure de faire certaines opérations simultanément
(par exemple, remplir une bouteille et en boucher une autre), il est possible d’utiliser le
parallélisme structural pour faire des séquences simultanées. Dans l’exemple montré
ci-contre, lorsque l’étape 2 est active et que la réceptivité « z » est vraie, les deux
séquences démarrent en même temps. Donc les étapes 3, et 7 s’activent en même temps.
Ensuite, chaque séquence évolue de façon indépendante à son propre rythme. Pour
passer à l’étape qui suit les séquences simultanées, il faut que les dernières étapes de
toutes les séquences soient actives et que la réceptivité commune soit vraie. Donc on
passera à l’étape 10, si les étapes 6 et 9 sont actives et que la réceptivité v20.v30 est
vraie.
Dans certaines applications, il est très fortement recommandé de terminer chaque séquence avec une
étape d’attente. L’ajout d’une étape d’attente évite certains problèmes à la sortie d’une séquence simultanée,
puisque lors de l’étape d’attente il ne se produit pas d’action.
•
Macro – étape
La macro-étape est le résumé de la représentation d’un ensemble
d’étapes et de transitions afin de ne pas surcharger le Grafcet. Les détails de
réalisations sont décrits par un autre diagramme appelé « expansion macroétape » qui est marquée par une étape d’entrée notée E et une de sortie notée S
;
Remarque :
- Il ne peut y avoir d’action associée à une macro – étape.
- Une macro-étape ne suit donc pas les règles d’évolution des étapes.
- Une expansion ou une macro-étape ne peut pas se retrouver plusieurs fois dans une description.
- Une expansion n’est pas un grafcet, mais une partie d’un grafcet, elle ne peut donc être bouclée.
- La macro étape est repérée par deux barres horizontales dans le rectangle des actions.
•
Sous-programme
Un sous-programme (tâche) est un petit programme détaillant
plusieurs actions et peut être appelé à plusieurs reprises dans un
même GRAFCET. Son principe est basé sur celui de la macro-étape
; Cependant, contrairement à la macro-étape le sous-programme
doit avoir un fonctionnement cyclique (former une boucle
fermée). Illustrons le fonctionnement du sous-programme par
l’exemple suivant :
Au départ, les étapes initiales (0 et 10) du GRAFCET principal et du GRAFCET de tâche sont actives.
L’activation de l’étape 2 du GRAFCET principal provoque dans l’ordre le démarrage du GRAFCET de tâche
(activation de l’étape 11), le déroulement de ce GRAFCET jusqu’ à l’étape de synchronisation 13, l’évolution
vers l’étape 3 du GRAFCET principal, si l’étape 13 est active (X13=1).
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LEÇON 02 : GRAFCET - RAPPELS ET COMPLEMENTS
Règles d’évolution d’un GRAFCET
4)
Règle 1 : Initialisation
La situation initiale d'un GRAFCET caractérise le comportement initial de la Partie Commande (PC)
vis-à-vis de la Partie Opérative (PO) et correspond aux étapes actives au début du fonctionnement de la PC.
En situation initiale, l'étape 0 est active. Le système effectue les actions correspondant à cette étape.
Dans ce cas il ne fait rien.
Remarque : Les étapes initiales sont repérées sur un GRAFCET en doublant les côtés des symboles d'étapes
correspondants. Souvent les étapes initiales sont des étapes d'attente (elles n'ont pas d'action associée) car
sinon les commandes qui seraient dans ces étapes resteraient activent tout le temps que le système serait au
repos.
Règle 2 : Franchissement d'une transition
L'évolution de la situation d'un GRAFCET, qui correspond au franchissement d'une transition, ne peut
se produire :
•
•
Lorsque cette transition est validée ;
Lorsque la réceptivité associée à cette transition est vraie.
Lorsque ces deux conditions d'évolution sont réunies, la transition devient franchissable et est alors
obligatoirement franchie.
Règle 3 : Évolution des étapes actives
Le franchissement d'une transition provoque simultanément :
•
•
La désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à cette transition ;
L'activation de toutes les étapes immédiatement suivantes reliées à cette transition.
Règle 4 : Évolution simultanées
Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.
Règle 5 : Activation et désactivation simultanées
Si au cours du fonctionnement, une même étape doit être désactivée et activée simultanément, elle
reste activée.
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