SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Facultad de Informática y Electrónica PROFESOR: ING. PAULINA VÉLEZ, MSc. 6TO SEMESTRE Ingeniería en Sistemas - 6to
GRAFCET El término GRAFCET es el acrónimo de
Graph Fonctionnel de Commande Etape-Transition (en español, grafo funcional de control etapa-transición
Graphe du groupe AFCET (gráfico del grupo AFCET).
Surge en Francia en 1977 como iniciativa de algunos fabricantes de autómatas (Telemecanique, Aper y otros) junto con los organismos oficiales AFCET (Asociación Francesa para la Cibernética, Economía y Técnica) y ADEPA (Agencia Nacional para el Desarrollo de la Producción Automatizada.
GRAFCET El término GRAFCET es el acrónimo de
Graph Fonctionnel de Commande Etape-Transition (en español, grafo funcional de control etapa-transición
Graphe du groupe AFCET (gráfico del grupo AFCET).
Surge en Francia en 1977 como iniciativa de algunos fabricantes de autómatas (Telemecanique, Aper y otros) junto con los organismos oficiales AFCET (Asociación Francesa para la Cibernética, Economía y Técnica) y ADEPA (Agencia Nacional para el Desarrollo de la Producción Automatizada.
GRAFCET CAUSA
EFECTO
Eventos de Entrada
Acciones Deseadas (salidas)
En este contexto, se denomina PARTE SECUENCIAL del sistema la que se circunscribe a las relaciones entre variables entrada y salida de tipo booleano.
GRAFCET Norma IEC 60848:2002
Norma IEC 608048 Norma IEC 61131-3 (1ª edición en 1993)
Un lenguaje que permite modelar el comportamiento de la parte secuencial de un sistema automatizado Define 5 lenguajes de programación enfocados a los autómatas programables industriales. Uno de ellos está directamente inspirado en el lenguaje GRAFCET y lo denomina SFC (DIAGRAMA FUNCIONAL SECUENCIAL, del inglés Sequential Function Chart).
A diferencia del GRAFCET, la realización de una especificación SFC es un programa (gráfico) implementable en un autómata programable.
GRAFCET Símbolos Gráficos
GRAFCET
Símbolos Gráficos
GRAFCET Símbolos Gráficos
GRAFCET
Símbolos Gráficos
Representación de GRAFCET
ETAPAS, TRANSICIONES Y ARCOS ETAPAS •
Un grafcet está formado por una sucesión de etapas (steps en la terminología sajona) y transiciones conectados entre sí por arcos orientados. Cada etapa puede tener asociada una o varias acciones a realizar sobre el proceso. Las etapas se representan cono un cuadrado y un número (o a veces símbolo con un subíndice numérico) que indica su posición que las identifica de manera unívoca en el diagrama.
ETAPAS, TRANSICIONES Y ARCOS TRANSICIONES Una transición representa la condición por la que el sistema evoluciona de las etapas que la preceden a las etapas que la suceden. Se dibuja como una barra horizontal que corta transversalmente al enlace entre las etapas denominado arco. Toda transición lleva una condición asociada denominada receptividad , resultado de la evaluación de una única fórmula lógica booleana (resultado 0 o 1). Cuando se verifica la receptividad se dice que la transición es receptiva (o franqueable).
ETAPAS, TRANSICIONES Y ARCOS ARCOS Los arcos vinculan etapas con transiciones, pero nunca etapas con etapas o transiciones con Son transiciones. enlaces orientados que definen una relación de orden entre etapas y transiciones.
ACCIONES Una etapa puede llevar asociada desde cero a un número indeterminado de acciones. Una etapa sin acciones se denomina E T A P A D E E S P E R A (en inglés wait step). Se emplea para representar una ausencia de evolución mientras que la transición que sucede a la etapa no sea receptiva. Múltiples acciones asociadas se ejecutan de manera concurrente cuando la etapa está activa. Desde el punto de vista del comportamiento del sistema, la acción asociada a una etapa se denomina acción continua y su comportamiento dura lo que dura la actividad de la epata.
ACCIONES
También es posible (y muy frecuente) condicionar la realización de la acción continua a la verificación de una fórmula booleana. Este tipo de acciones se denominan condicionadas.
SÍMBOLOS NORMALIZADOS DE ACCIONES EN DIAGRAMAS SFC La especificación GRAFCET ya recogía otro vínculo acción-etapa denominado acción memorizada. Frente a las acciones continuas, las acciones memorizadas se vinculan a la propia evolución del GRAFCET (activación/desactivación de etapas, franqueamiento de transiciones etc.) y duran hasta que exista una orden de desactivación. En lo relativo a relaciones acción-etapa, la norma IEC 61131-3 (diagramas SFC) formaliza ésta y otras ideas de una manera rigurosa y los elementos clave se describen en esta sección.
SÍMBOLOS NORMALIZADOS DE ACCIONES EN DIAGRAMAS SFC
3
1 Campo calificador (del inglés qualifier) y describe el tipo de vínculo entre la etapa y la acción asociada 2
Campo nombre donde se escribe el comportamiento de la acción
Booleano y se denomina campo indicador (indicator field en inglés). Permite, opcionalmente, especificar variables booleanas adicionales que pueden activarse para indicar eventos 4
El campo 4 se usa para describir acciones complejas.
RELACIONES ETAPA ACCIÓN (L): La acción comienza un cierto tiempo después de la activación de la etapa A c ci o n es r et a r d a d a s
RELACIONES ETAPA ACCIÓN en tiempo (D): La acción termina tras un cierto tiempo de la activación de la etapa, aunque ésta siga activa. A c ci o n es l i m i t a d a s
RELACIONES ETAPA ACCIÓN (P): La acción dura el ciclo de operación de la activación de la etapa. Se emplea para acciones de control endógenas. A c ci o n es i m p u l si o n a l e s
RELACIONES ETAPA ACCIÓN Acciones memorizadas
(S): La acción se enclava tras la activación de la etapa y perdura tras su desactivación. Será necesario una etapa posterior para desenclavarla.
s o t s i v 3 e r 1 p 3 s 1 e 1 n 6 o i C c E c I a a e m d r s o e r N a o l d a n e c i f i l a C
NIVELES DE DIAGRAMAS GRAFCET En función del nivel de abstracción que se represente se pueden distinguir los siguientes tipos de diagramas GRAFCET: 1 Descriptivo
2 Tecnológico
3 Detalle
Normalmente en la realización de un automatismo existen diferentes fases que van desde el análisis económico de viabilidad pasando por su diseño, su implementación (por ejemplo como programa ejecutable en un PLC), para finalizar con una fase de verificación offline mediante simulación y su puesta en marcha en el proceso real previa fase de pruebas. Es claro que en las fases previas a la implementación los niveles de detalle del automatismo que se requieren conocer en la toma de decisiones son diferentes.
EJEMPLOS Representaciones equivalentes de una acción condicionada
Ejemplos de acciones asociadas a etapas en la especificación SFC
EJEMPLOS Acción memorizada representada como concurrencia
EJEMPLOS Ejemplos de calificadores combinados
Al activarse la etapa 2 se memoriza el encendido de la luz pero no se ejecuta hasta que ha pasado un tiempo de medio segundo. La luz se encenderá a pesar de que antes del tiempo de retardo la etapa 2 se desactive. Solamente la luz se mantendrá apagada si, antes del medio segundo, se activa una etapa con acción asociada "Luminaria OFF".
En el caso del calificador DS, al activarse la etapa 2 comienza el retardo de 3 segundos. Ahora la acción todavía no se ha memorizado por lo que si la etapa 2 deja de estar activa en ese tiempo, la luz nunca se encenderá.
EJEMPLOS Ejemplos de acciones temporizadas con Grafcet Se recomienda su uso para diagramas que no sean de detalle
Representa una condición sobre una acción continua que depende del tiempo. La acción se ejecuta si estando la etapa asociada activa pasa un tiempo t1 tras un flanco de subida de la variable lógica var. La desactivación se produce bien porque la etapa activa cambia de estado, bien porque pasa un tiempo t2 tras un flanco de bajada de
Es una acción de ejecución retardada un tiempo t1 tras la activación de la etapa t1. La notación equivale al calificador D en las acciones SFC.
Representa una acción limitada un tiempo t1 tras la activación de la etapa y equivale al calificador L en las acciones SFC. La notación se comprende mejor si se sabe que el operador de temporización en GRAFCET es del tipo retardo a la conexión.
EJEMPLOS Evolución de un diagrama para cada estructura lógica
EJEMPLOS Sintaxis INCORRECTAS de estructuras Y
EJEMPLOS La divergencia O presenta un problema: La indeterminación que se produce cuando las receptividades que la componen se verifican simultáneamente. La prioridad en una convergencia O (la selección exclusiva de una de sus ramas) no es un elemento estructural del GRAFCET y debe resolverse. Puede ser por incompatibilidad del propio sistema físico o por exclusión lógica. En este segundo caso debe modelarse en el diagrama.
La transición con receptividad c3 se franquea en caso de ser receptivas c2 y c3
No se franquea ninguna transición.
EJEMPLOS Prioridad en la estructura O Para el caso de descripciones de detalle, la norma SFC (IEC 61131-3) admite el símbolo * para expresar prioridad sobre la barra O. Existen dos posibles sintaxis:
Se prioriza la receptividad c3 frente a c2
La prioridad es de izquierda a derecha en el dibujo, por lo que tiene prioridad c2.
Símbolo * en solitario: Representa prioridad de los diferentes arcos de izquierda a derecha tal y como aparecen en el dibujo. Símbolo * acompañado de un número en cada arco O que indica la prioridad.
