BTS ATI Au tomatique et Informatique Ind ustrielle

BTS ATI
NOM
COURS / SYNTHESE
TD / TP
PRENOM
TEST / EVALUATION
Automatique et Informatique Industrielle
NOTE D’INFORMATION
GRAFCETS SYNCHRONISES
SOMMAIRE
Page
Titre
2&3
I- JUSTIFICATION DE LA SYNCHRONISATION DES GRAFCETS
3
II- NOTION DE TACHE – APPEL SIMPLE
4
III- NOTION DE TACHE – APPEL EN DEMI POIGNEE DE MAIN
4
III-1 Hiérarchisation des tâches
5
III-2 Synchronisation des tâches
5
IV- MACRO REPRESENTATION
7
V- ENCAPSULATION
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octobre 2014 - aii2_grafcet_hierarchise_cours_prof.doc
1
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NOTE D’INFORMATION
I-
JUSTIFICATION DE LA SYNCHRONISATION DES GRAFCETS
Lorsqu'une machine automatisée est peu complexe (peu d'actionneurs), il est facile de décrire son
fonctionnement à l'aide d'un unique GRAFCET qui regroupera toutes les actions possibles sur cette
machine.
Malheureusement, les contraintes liées à la productivité, à la flexibilité et à l'évolutivité des machines
font que celles-ci sont maintenant constituées de nombreux actionneurs, dont le nombre et la fonction
sont susceptibles d'évoluer au cours du temps de vie de cette machine.
Dans ces conditions. la conception d'un GRAFCET unique de gestion du système, outre la
complexité de son écriture, apparaît comme un frein aux éventuelles extensions et modifications (il
est malaise de modifier un GRAFCET de 100 étapes...)
Prenons un exemple concret de machine automatisée : Machine à usiner les mors doux.
En tournage, pour usiner certaines pièces, on fait appel à des mors de mandrin qui seront usinés en
même temps que la pièce. Ces mors à usage unique sont appelés "mors doux". Ils sont fixés sur le
mandrin à l'aide de deux vis dont les têtes sont noyées dans le mors.
Pour produire ces mors en grande quantité, il est fait appel à une machine automatisée pourvue de
deux unités d'usinage chargées de faire le logement des vis :

Une unité de perçage ;

Une unité de lamage.
Ces deux unités opèrent simultanément chacune sur un trou, puis, après rotation de 180° du portepièce, elles terminent le trou commencé par l'autre unité.
Structure de l'installation (vue en position initiale) :
yP+
yPMoteur
Moteur perçage
perçage
KMP
Axe de
rotation du
porte-pièce
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Moteur lamage
KML
Vérin rotatif
yR- -> bas
yR+ -> haut
yL-
yL+
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DCY . P . p0 . l0 . B
=1
KMP yP+
p1
KML yL+
l1
KML T1
KMP yPp0
t1/X6/2s
KML yLl0
=1
B
H
yR+
yR-
H
B
/P . ACQ
Cette machine est gérée par un GRAFCET unique, ce qui tend à la figer un peu au niveau d'éventuelles
extensions ou modifications.
II-
NOTION DE TACHE – APPEL SIMPLE
Dans un souci de simplification d'écriture des GRAFCET, les actions des divers sous-ensembles d'une
machine seront baptisées « TACHES ››, et chacune se verra dotée de son propre GRAFCET.
Dans cette machine, nous pouvons définir trois tâches :
* Le perçage
* Le lamage
* La rotation du porte-pièce
Il est maintenant possible décrire trois GRAFCET indépendants, un pour chacune des tâches :
DCY . P . p0 . (B + H)
DCY . P . l0 . (B + H)
KMP yP+
B
H
KML yL+
yR+
p1
l1
KMP yP-
p0
H
yRB
KML T1
t1/X6/2s
KML yLl0
Cette approche semble convenir pour le perçage et le lamage (début d'action sur DCY), mais la rotation,
totalement indépendante du reste perturbe gravement le fonctionnement (destruction d'outils).
De plus, même si ce problème peut être résolu facilement, la sécurité n'est pas assurée sur la machine,
car lors d'un appui prolongé sur DCY, le perçage comme le lamage peuvent reprendre un deuxième cycle
(à nouveau destruction d'outils).
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III-
NOTION DE TACHE – APPEL EN DEMI POIGNEE DE MAIN
Pour rendre opérationnels ces 3 GRAFCET, deux méthodes sont envisageables :
III.1. Hiérarchisation des tâches
(Hiérarchisation : fondé sur la hiérarchie. Passer par la voie hiérarchique. - Dr. Pouvoir hiérarchique, exercé dans l’administration
par un supérieur sur les actes de ses subordonnés, et se distinguant de la tutelle administrative.)
Pour résoudre les problèmes inhérents à un fonctionnement désordonné des divers GRAFCET, on fait
appel à un GRAFCET supplémentaire qui a pour rôle de superviser les actions des autres GRAFCET. Ce
GRAFCET, véritable « chef d'orchestre » de la machine prend en charge l'enchaînement des diverses
tâches. Il est souvent appelé « GRAFCET maître » ou « GRAFCET de coordination des tâches ».
Le GRAFCET maître pourra appeler plusieurs fois la même tâche si on le souhaite..
Les étapes de ce grafcet serviront à lancer les divers tâches. Il devra, de plus, être tenu au courant de la
fin d’exécution des tâches lancées.
La représentation utilisée est la suivante :
« Perçage »
« Perçage »
ou
fin de perçage
fin de perçage
Ceci n’est pas une action, mais seulement un commentaire
Dans l'exemple de la machine d'usinage, l'application de ce principe donnera :
Ordre de lancement
de tâche
Perçage
X13
Compte rendu de
fin de tâche
Rotation
porte-pièce
H . X33
B . X33
Accusé
de réception
de fin de tâche
X2
11
X6 . B
31
yR+
H
p1
X6 . H
32
yR-
12
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KMP yPp0
B
33
Fin
KMP yP+
13
Fin
/X2 ou X3
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III.2. Synchronisation des tâches
(Synchronisme : État de ce qui est synchrone ; fait de se produire en même temps.)
Dans certains cas peu complexes, on peut se passer du GRAFCET maître. En ajoutant des étapes et
des transitions spécialement dédiées à la synchronisation des taches des GRAFCET existants, on fait en
sorte que chaque GRAFCET ne fonctionne que lorsque c'est sa tâche qui doit être exécutée, et
seulement à ce moment précis.
Dans l'exemple de la machine d'usinage, l'application de ce principe donnera :
DCY . P . p0 . B . X30 + X32
11
KMP yP+
DCY . P . l0 . B . X30 + X32
p1
12
X13 . X24 . B
KML yL+
21
KMP yP+
p0
32
Fin
t1/X22/2s
13
Fin
/X30
B
34
Fin
/X10 . /X20
KML yL-
23
yR-
33
H
KML T1
22
yR+
31
l1
X13 . X24 . H
ACQ. /P
l0
24
Fin
/X30
IV-
MACRO REPRESENTATION
Lorsque dans un GRAFCET important, la représentation complète de celui-ci peut nuire à la
compréhension, on peut faire appel à des macro-étapes, qui condensent en une seule étape un nombre
N d'étapes concernant une tâche particulière. La macro-étape ne pourra être appelée que par une seule
étape appelante. Le GRAFCET de la macro-étape s’appellera expansion de la macro-étape.
Par exemple, sur la machine d'usinage, l'utilisation de macro-étapes donnerait :
M2
Perçage
E20
KMP yP+
p1
21
KMP yPp0
S20
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V-
ENCAPSULATION
Dans certains cas, il est nécessaire de réaliser des encapsulations.
Il y a encapsulation d'un ensemble d'étapes, dites encapsulées, par une étape, dite encapsulante, si et
seulement si lorsque cette étape encapsulante est active, l'une, au moins, des étapes encapsulées est
active. Le spécificateur peut utiliser l'encapsulation pour structurer de manière hiérarchique un grafcet.
Exemple de fonctionnement :
L'étape encapsulante 67 possède 2 encapsulations.
Ces deux encapsulations sont les grafcets partiels G1 et G2.
L'activation de l'étape 67 provoque l'activation des étapes X3:G1 et X4:G2. La désactivation de l'étape 67
provoque la désactivation de toutes les étapes des grafcets partiels G1 et G2.
On repère une encapsulation par un grafcet partiel entouré d'un cadre où on place en haut, le nom de
l'étape encapsulante (dans notre exemple : 67), en bas le nom du grafcet partiel (dans notre exemple :
G1 et G2). Dans notre exemple on constate qu'il n'y a pas d'étape initiale pour les grafcets partiels.
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