OLG / Lycée Clemenceau / Nantes

Transcription

III - REPRESENTATION PAR GRAFCET – NORMALISATION – PRINCIPES DE BASE
III-1 Bref historique
•
1977 : Premier rapport de l’AFCET (Association Française pour la Cybernétique Économique et
Technique) présentant le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commandes Étapes Transitions)
• 1982 : Norme française NF C03-190
• 1988 : Norme internationale CEI 60848
• 2002 : Norme internationale CEI 60848 seconde édition.
Cette dernière norme est au programme des classes préparatoires scientifiques depuis septembre 2003 en
première année et septembre 2004 en seconde année. Elle officialise et homogénéise des pratiques
menées depuis 1988, rend plus claires et simplifie certaines notions et surtout apporte des outils nouveaux
en termes de structuration.
III-2 Premières définitions
Voir cours et exercices de première année si nécessaire
Le langage GRACET - en majuscules - est un langage graphique défini à partir :
•
d’un ensemble d’éléments graphiques (étapes, transitions, liaisons orientées) appelé structure ;
•
d’une interprétation toujours indiquée à droite de la structure, associant des réceptivités aux transitions
et éventuellement des actions aux étapes ;
(la structure et l’interprétation réalisent un grafcet - en minuscules)
• de six règles (de syntaxe et d’évolution) définissant le comportement dans le temps décrit par le grafcet.
Exemple partiel :
12
A
étape
action
e
A
transition
réceptivité
13
e
f
Système
fin temporisation
liaison
14
Incrémenter le compteur
f
Les entrées du systèmes figurent en réceptivité, mais les réceptivités ne sont pas nécessairement toutes
des entrées du système, il peut s’agir de variables internes (activité d’une étape, état d’un compteur, fin
d’une temporisation, etc.).
Les sorties du système figurent en actions, mais toutes les actions ne sont pas nécessairement des sorties
du système, il peut s’agir d’élaborations de variables internes (incrémentation d’un compteur, etc.).
Ceci doit être mis en relation
avec la structure d’un système
entrées
Système
combinatoire
séquentiel :
réceptivités
sorties
actions
mémoire
de l'état des
variables
Système séquentiel
On distingue alors deux types d’événements pouvant conduire à une évolution du système. Les évènements
d’entrée qui sont caractérisés par le changement de valeur d’une ou plusieurs variables d’entrée du
système. Les évènements internes qui sont caractérisés par un événement d’entrée associé à la situation de
la partie séquentielle du système.
III-3 Éléments graphiques
III-3-1 Les étapes
Une étape caractérise un état d’une partie ou de la totalité du système.
À chaque étape est associé un caractère alphanumérique i (le plus souvent un numéro) et une variable
binaire Xi telle que :
Xi = 1 si l’étape i est active
Xi = 0 si l’étape i est inactive.
Ainsi la notion d’étape est équivalente à la notion de mémoire. L’ensemble des étapes actives à un instant
donné définit la situation du système à cet instant.
22
a
Une étape se représente par un carré dans lequel est inscrit le caractère alphanumérique i.
23
Remarque : Si on veut indiquer une situation du grafcet, les étapes actives à l’instant considéré
b
sont marquées d’un point noir. On peut aussi indiquer qu’une étape vient d’être désactivée à
24
l’aide d’un point blanc.
III-3-2 Les liaisons orientées et les transitions
Une liaison indique la possibilité d’évolution entre deux étapes. Elle se
22
représente par un trait, orienté implicitement de haut en bas. Si le sens de
lecture est inversé, il doit être indiqué par une flèche.
a
23
b
Une transition indique une condition d’évolution entre des étapes. Cette
évolution s’accomplit par le franchissement de la transition, toujours du haut
24
vers le bas. Toute liaison ne doit comporter qu’une seule transition qui se
représente par un petit trait perpendiculaire à la liaison.
a
NB : des lignes obliques peuvent aussi être utilisées pour les liaisons lorsqu’elles apportent de la clarté.
f
Les transitions peuvent alors définir
g
37
• des divergences et des convergences en OU :
6
b
a
52
• des divergences et des convergences en ET :
d
k
3
III-3-3 Règle de syntaxe
L’alternance étape-transition et transition étape doit toujours être respectée, quelle que soit la séquence
parcourue.
Ainsi deux étapes ne doivent jamais être reliées directement : elles doivent être séparées par une transition.
De même, deux transitions ne doivent jamais être reliées directement : elles doivent être séparées par une
étape :
50
12
22
21
37
d
13
48
38
3
51
III-3-4 Renvois
Lorsqu’un grafcet est de taille trop importante ou inscrit sur plusieurs feuilles, on utilise des renvois :
f
g
f
g
(10)
6
(10)
Depuis étape 6
Depuis transition 10
7
a
ou :
6
b
Vers étape 7
a
7
b
Vers transition 10
Remarque : la numérotation des transitions, sinon facultative, est ici obligatoire.
Attention au bon respect de la règle de syntaxe.
III-4 Les cinq règles d’évolution
III-4-1 Règle n°1 : situation initiale
La situation initiale, choisie par le concepteur, est la situation à l’instant initial.
La situation initiale est donc décrite par l’ensemble des étapes actives à l’instant initial. L’instant initial est
généralement celui de la mise en fonctionnement de la partie commande. Mais il se peut qu’il soit modifié
par une autre partie commande dite hiérarchiquement supérieure. Voir paragraphe V.
10
Une étape active à l’instant initial se représente par un double carré :
Tout grafcet comporte au moins une étape initiale, sauf dans le cas particulier de transitions sources. Voir
paragraphe III-9.
III-4-2 Règle n°2 : franchissement d’une transition
Une transition est dite validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à cette
transition sont actives. Le franchissement d’une transition se produit :
• lorsque la transition est validée,
• et que la réceptivité associée à cette transition est vraie.
1
1
a = 0 ou 1
1
a=0
a=1
2
2
2
Si 1 n’est pas
active la transition
n’est pas validée.
L’activation de 1
valide la transition.
Le franchissement
n’a pas lieu si a = 0.
À l’instant où a
passe à 1 le
franchissement se
produit.
III-4-3 Règle n°3 : évolution des étapes actives
Le franchissement d’une transition entraîne simultanément l’activation de toutes les étapes immédiatement
suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes.
Cette règle complète la règle n°2, tout particulièrement lorsqu’il existe un retard au franchissement :
X1
1
X1
1
a
a
2
a
a
2
X2
Hypothèse de franchissement instantané
X2
Retard au franchissement
Exercice rapide : tracer l’évolution de l’activité de l’étape 2 dans le cas d’un retard au franchissement.
X1
NB1 :
Cette
considération
est
a
X2
à
rapprocher du câblage type à partir de
&
bascules RS rappelé ci-contre. Voir
S
Q
S
&
R
R
partie II.
Q
Dans les systèmes séquentiels rencontrés dans le cadre de ce cours, les franchissements pourront être
considérés comme instantanés, sauf mention contraire explicite.
III-4-4 Règle n°4 : évolution simultanées
d
Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.
e
3
3
4
4
X3
d=1
5
d=1
e=1
6
5
7
e=1
6
7
X4
X5
X6
Exercice rapide : à partir de la situation indiquée sur le grafcet de gauche,
indiquer sur le grafcet de droite quelle est la situation dès que l’étape 4 est
X7
active et traduire ce comportement sur le chronogramme.
III-4-5 Règle n°5 : activation et désactivation simultanées
Si au cours du fonctionnement une
41
41
étape active est simultanément
a=0
activée et désactivée, alors elle
reste active.

Exercice
a=1
42
rapide :
tracer
le
42
X22
22
chronogramme d’évolution de la
e
séquence ci-contre à partir de la
situation indiquée et suite à deux
impulsions
successives
de
e
23
la
e
réceptivité e.
X23
24
X24
e
III-5 Les réceptivités associées aux transitions
III-5-1 Indication
Une réceptivité s’indique au regard de la transition à laquelle elle est associée, toujours à droite. Voir tous
les exemples précédents. Elle peut être écrite sous forme littérale ou sous forme d’une équation booléenne.
III-5-2 La réceptivité toujours vraie
3
1
Elle s’indique par « 1 ».
Ici l’étape 3 aura nécessairement
une durée nulle.
4
III-5-3 Les fronts montant et descendants
Le front montant de a (noté ↑a) n’est vrai (=1) qu’à l’instant où la variable a passe de la valeur 0 à la valeur
1. Le front descendant de a (noté ↓a) n’est vrai (=1) qu’à l’instant où la variable a passe de la valeur 1 à la
valeur 0.
Ces fronts peuvent être associés à d’autres variables : ↑a + b, ou ↑(a+b) par exemple.
III-5-4 Les réceptivités dépendant du temps (ou temporisations)
La notation générale est t1/variable/t2.
Cela signifie que la réceptivité est n’est vraie (=1) qu’après un temps
1
t1 depuis le front montant de la variable indiquée (appelée variable
3s/a/7s
temporisée) et redevient fausse (=0) après un temps t2 depuis son
2
front descendant.
La variable temporisée doit donc rester vraie au moins pendant un
X1
temps t1 pour que la réceptivité puisse être vraie. Cela peut être une
variable interne (généralement l’activité d’une étape) ou une variable
a
d’entrée.
3s/a/7s
L’utilisation la plus courante se faisant avec t2=0 (la réceptivité
devient fausse dès la désactivation de la variable temporisée)
X2
l’indication de t2=0 est alors omise dans ce cas.
Par exemple ci-contre, la durée de l’étape 7 est de 4s. Mais l’étape temporisée peut aussi
7
4s/X7
ne pas être une étape juste amont. Dans ce cas, il faut bien veiller à ce sa durée
d’activité soit supérieure à la temporisation.
8
III-6 Les actions associées aux étapes
III-6-1 Indication
Une action s’indique dans un rectangle au regard de l’étape à laquelle
6
elle est associée, toujours à droite. Si plusieurs actions sont associées
Ouvrir vanne
Allumer voyant
a
à une même étape, plusieurs rectangles sont accolés. Le libellé de
7
l’action peut être littéral ou symbolique.
L’absence d’action traduit une étape d’attente.
Action C
8
Exemple classique d’application des étapes d’attente à
la
synchronisation
lors
de
la
convergence
k
d’un
parallélisme structural :
10
Action A
20
Fin A
Action B
Fin B
11
21
1
III-6-2 Actions continues et actions mémorisées
Une action continue est exécutée tant que l’étape à laquelle elle est associée est active et que sa condition
d’assignation est vraie. Voir ci-dessous la définition de la condition d’assignation.
Une action mémorisée est effectuée sur un événement qui doit être spécifié. Ces actions particulières seront
développées plus loin (paragraphe IV). Dans ce paragraphe III, toutes les actions sont supposées continues.
III-6-3 Condition d’assignation
e
1
a
Action
Une condition d’assignation est une proposition logique entre
f
différentes variables d’entrées ou internes qui conditionne l’exécution
de l’action continue associée. Elle s’indique comme ci-contre où
2
l’action est exécutée lorsque l’étape 1 est active et la condition a est
vraie. Bien entendu une condition ne peut pas comporter de fronts de
variable car sinon la durée de l’action est nulle, elle ne serait donc pas
exécutée.
L’absence d’indication de condition d’assignation signifie que celle-ci
est toujours vraie (comme sur les exemples précédents).
Exercice rapide : traduire la séquence précédente en n’utilisant que
des conditions d’assignations toujours vraies.
3s/a/7s
Une condition d’assignation peut dépendre du temps, en utilisant les
3
mêmes concepts et notations que pour les temporisations.
Action
Ceci permet de définir deux actions particulières, l’action retardée et l’action limitée dans le temps :
3s/X5
Action retardée :
5
Action
L’action ne débute que 3s après l’activation de l’étape 5.
7s/X2
Action limitée :
2
Action
L’action ne dure que pendant 7s suite à l’activation de l’étape 2.
Remarque, cette dernière représentation est strictement équivalente à :
2
Action
7s/X2
III-7 Les commentaires
Des commentaires peuvent être placés sur un grafcet : il sont alors indiqués entre guillemets.
III-8 Notion de point de vue
Selon le point de vue adopté le grafcet peut différer. On peut retenir trois point de vue usuels :
• Le point de vue système (ou fonctionnel) qui décrit les entrées et les sorties en termes fonctionnels
(généralement ceux d’un utilisateur du système).
• Le point de vue partie commande qui décrit les entrées et les sorties de la partie commande nécessaires
à l’obtention du fonctionnement décrit.
• Le point de vue partie opérative qui est en quelque sorte un point de vue intermédiaire entre les deux
précédents en décrivant les actions des effecteurs et les informations des capteurs.
Le choix du point de vue peut impliquer des modifications structurelles du grafcet, par exemple des
absences de commande pour le retour en position stable d’effecteurs monostables.
x
Exercice rapide : Soit le système pneumatique ci-contre.
M
D’un point de vue fonctionnel (ou système), il permet de
réaliser les actions « déplacer la masse M selon +x » ou
V-
V+
« déplacer la masse M selon –x ».
Compléter le tableau ci-dessous pour décrire ces actions
a
selon un point de vue PO et selon un point de vue PC.
Point de vue fonctionnel
Déplacer M selon + x
Déplacer M selon - x
Point de vue PO
Point de vue PC
III-9 Quelques structures courantes
Les pages qui suivent présentent des structures usuelles, qu’il convient de savoir interpréter rapidement.
Elles sont extraites du manuel « Automatismes et automatique, JY Fabert, Ed. Ellipses 2003 ». Cet ouvrage
est assez complet (et je vous en conseille la lecture), mais présente l’inconvénient d’avoir été écrit juste
avant le changement de norme (CEI 60848, première édition). Les extraits qui suivent ont néanmoins été
sélectionnés parmi les points d’intersection (nombreux, heureusement !) entre les deux normes.
Ces structures permettent de décrire bon nombre des problèmes de GRAFCET qui peuvent être rencontrés
dans les sujets de concours des grandes écoles. Il convient de bien les maîtriser avant de poursuivre la
lecture de ce polycopié de cours. On apportera une attention toute particulière à la notion de macroétape.
Les paragraphes IV et V qui suivent introduisent des notions plus complexes qui seront utiles dans un
second temps : les actions mémorisées (IV) et la hiérarchisation par forçage ou encapsulation (V).
IV - ACTIONS MÉMORISÉES
IV-1 Définition
Action continue (rappel) :
X4
4
Action
On rappelle qu’une action continue est exécutée
Action
tant que l’étape à laquelle elle est associée est
active
et
que
son
éventuelle
c
condition
X6
d’assignation est vraie.
6
Action
c
Action mémorisée :
Action
Une action mémorisée a pour but d’affecter une valeur à une variable.
Cette affectation se fait sur un événement instantané précis, qu’il convient de spécifier, appelé condition
d’affectation.
Ensuite, la valeur de cette variable reste inchangée tant qu’un nouvel événement (spécifié lors d’une autre
étape du grafcet) ne la modifie pas.
IV-2 Libellé
Une action mémorisée doit donc posséder un libellé indiquant comment la variable de sortie est affectée.
Celui-ci s’indique de la manière suivante : variable := valeur affectée.
Classiquement on peut citer :
A :=1 pour affecter la valeur 1 à la variable A.
C :=C+1 pour incrémenter le compteur C.
Important : à la situation initiale du grafcet, toutes les actions mémorisées se voient affecter la valeur 0.
IV-3 Condition d’affectation
La
condition
d’affectation
est
l’événement
à
l’occurrence duquel l’affectation a lieu.
4
4
A :=1
A :=1
Les évènements les plus classiques sont l’activation
ou la désactivation de l’étape. L’action mémorisée
est alors indiquée comme ci-contre, respectivement
X4
X4
A
A
par une flèche vers le haut ou vers le bas.
L’affectation est ensuite maintenue tant qu’une
nouvelle action mémorisée ne vient pas la modifier.
↑c
L’action peut aussi avoir lieu sur un événement,
indiqué par un drapeau, dans le même esprit qu’une
4
A :=1
condition d’assignation pour une action continue.
Par contre, cette condition d’affectation doit, bien
entendu, obligatoirement être un front. On rappelle
X4
X4
c
c
A
A
qu’à l’inverse, une condition d’assignation d’une
action continue doit être de durée nécessairement
non nulle afin que l’action puisse avoir lieu.
Si,
lors
de
l’événement
l’activation
de
l’étape
d’affectation
ne
se
associée,
produit
pas,
l’affectation n’a pas lieu.
Remarque, pour information : la norme prévoit aussi la possibilité d’une action
mémorisée au franchissement d’une transition, indiquée comme ci-contre. Dans la
4
très grande majorité des cas, il existe toujours une action à l’activation de la ou des
étapes suivantes, ou à la désactivation de la ou des étapes précédentes, qui soit
équivalente. Les rares cas très particuliers où une action au franchissement n’est
5
A :=1
pas traduisible autrement sortent du cadre de ce cours.
IV-4 Bistabilité et monostabilité
Lors de la rédaction d’un grafcet du point de vue PC, l’opportunité d’utilisation d’actions mémorisées pour la
commande d’actionneurs monostables mérite d’être soulignée. Considérons les deux exemples ci-dessous :
La chaîne d’action obtenue par association d’un vérin double effet
et d’un distributeur 4/2 à double commande électromagnétique est
V-
V+
bistable. La commande a pilote le déplacement V+ de la tige et la
commande b le déplacement V-. Une fois la tige sortie ou rentrée,
a
b
ces commandes n’ont pas besoin d’être maintenues, le système
étant stable dans ces deux situations.
Par contre la chaîne d’action obtenue par association d’un vérin
V-
V+
simple effet à rappel par ressort et d’un distributeur 3/2 également
à rappel par ressort est monostable. La commande a pilote le
a
déplacement V+ et doit être maintenue pour maintenir la tige
sortie. L’absence de commande assure le retour V- de la tige.
Il vient que les grafcets de commande d’une séquence de fonctionnement alterné de ces deux systèmes ne
seront pas identiques d’un point de vue PC.
Associé à des capteurs de fin de
10
course fournissant les variables tige
tige rentrée
commande a
tige sortie
tige sortie
sortie et tige rentrée, le grafcet du
système bistable sera alors réalisé à
V-
11
l’aide de deux actions continues, l’une
10s/X11
commandant a, l’autre b.
12
Par exemple, ci-contre, la tige reste
V+
a
b
commande b
tige rentrée
entièrement sortie 10 secondes, puis
son mouvement de rentrée est piloté.
Pour
obtenir
identique
un
avec
10
fonctionnement
le
commande a
tige rentrée
tige sortie
tige sortie
système
monostable, il est nécessaire de
11
V-
commande a
V+
répéter l’action continue commandant
10s/X11
a pendant l’étape d’attente. Par contre
aucune action n’est associée à l’étape
a
12
associée à la rentrée.
tige rentrée
10
Répéter ainsi la commande a tant que la tige doit demeurer
sortie peut être avantageusement remplacé par l’utilisation
commande a :=1
tige sortie
11
d’actions mémorisées.
10s/X11
Cette écriture peut n’être que formelle ou effectivement
12
réalisée matériellement par l’utilisation d’un composant de
mémorisation (ci-dessous une bascule RS) :
commande a :=0
tige rentrée
tige sortie
tige rentrée
X10
X12
S
Q
R
Automate
a
IV-5 Evolution fugace
Dans certains cas, la durée d’activation d’une d’étape peut être nulle : on dit alors que l’évolution est fugace
et que l’étape est instable.
Une action continue associée à une étape instable n’est pas prise en compte, par contre une action
mémorisée affectée à l’activation ou à la désactivation d’une étape instable est prise en compte.
Exemple 1 :
X20
20
20
a=0
Action
21
a
a=1
Action
21
X21
b=1
22
b=1
b
22
c=0
c=0
X22
À partir de la situation où la réceptivité b est déjà à la valeur 1
Action
alors que l’étape 20 est active, a prend la valeur 1. Il s’ensuit
une évolution fugace, l’étape 21 étant instable. L’action
continue n’est pas réalisée.
Exemple 2 :
X20
20
20
a=1
a=0
21
Action :=1
a
Action :=1
21
X21
b=1
b=1
22
b
22
c=0
c=0
X22
À partir de la situation où la réceptivité b est déjà à la valeur 1
Action
alors que l’étape 20 est active, a prend la valeur 1. Il s’ensuit
une évolution fugace, l’étape 21 étant instable. L’action est
mémorisée sur l’impulsion de X21.
Réceptivité toujours vraie :
36
Il vient donc qu’une réceptivité toujours vraie peut être associée à une
transition suivant une étape à laquelle est associée une action
a
C :=1
37
mémorisée, mais jamais si l’action est continue.
1
V - STRUCTURATION
V-1 Partition d’un grafcet
La complexité des systèmes rend nécessaire la réalisation de grafcets multigraphes. Cette structuration peut
se limiter à un simple découpage (tâches, macro-étapes) ou à une hiérarchisation par forçage ou par
encapsulation. Si nécessaire les différents graphes peuvent être nommés.
V-2 Tâche et macro-étape
Ces notions ont déjà été définies au paragraphe III.
V-2-1 Tâche
V-2-2 Macro-étape
10
X4+X6
4
« Tâche G10 »
13
11
M4
1
1
a
a
E6
E4
3
3
11
X13
e
5
14
12
5
e
e
1
12
b
6
f
« Tâche G10 »
S4
S6
M6
13
X13
f
f
b
1
X5+X7
7
7
G10
Une tâche ne correspond pas à un élément
Une macro-étape permet la description progressive du
comportant des nouveautés structurelles. Il
général au particulier en n’exprimant dans le graphe
s’agit d’un graphe comportant au moins une
principal que la fonction à remplir, sans se soucier des
étape initiale (ou une transition source)
détails qui sont définis dans son expansion. Cette
connecté au graphe principal par des
structuration obéit aux règles syntaxiques strictes rappelées
variables d’étapes (ici X4, X5 et X13). Ainsi
ci-dessus. Ainsi, une macro-étape est une représentation
une tâche peut être appelée plusieurs
unique qui ne peut pas être rappelée. Son expansion doit
fois par le graphe principal. Voir III.
simplement pouvoir s’inscrire en lieu et place de la macro-
Conceptuellement, elle s’apparente à la
étape dans le graphe principal.
notion de sous-programme en informatique.
À ce titre, l’expansion n’est pas un graphe complet (ne
Pour faciliter la lecture, mais ce n’est pas
contient pas nécessairement une étape initiale) et la macro-
une obligation, la tâche peut être nommée
étape n’est pas une étape : la transition qui la suit n’est pas
(ici G10) et rappelée en commentaire dans
validée tant que l’étape de sortie de l’expansion n’est pas
le graphe principal au regard de la (ou des)
active, ce qui autorise (sans que ce soit une obligation) une
étape(s) d’appel.
réceptivité toujours vraie après une macro-étape.
V-3 Structuration hiérarchique par forçage
V-3-1 Définitions et écritures
Associé à l’activité d’une étape d’un grafcet partiel dit alors hiérarchiquement supérieur (ou maître), un ordre
de forçage est un ordre interne qui permet d’imposer une situation à un grafcet dit hiérarchiquement inférieur
(ou esclave). Cet ordre s’inscrit dans un double rectangle. On distingue :
• Le forçage à la situation initiale :
Tant que l’étape 3 du grafcet maître est active, le grafcet esclave G10
3
G10{INIT}
3
G10{2,35,4}
3
G10{*}
3
G10{ }
est forcé dans la situation où seules ses étapes initiales sont actives.
• Le forçage dans une situation quelconque :
est forcé dans la situation où seules ses étapes 2,35 et 4 sont actives.
• Le forçage dans la situation courante ou figeage :
est forcé dans la situation où il se trouvait à l’activation de l’étape 3.
• Le forçage dans la situation vide ou désactivation :
est désactivé : aucune de ses étapes n’est active.
Le forçage est prioritaire sur les règles d’évolution qui ne s’appliquent plus pour le grafcet esclave tant qu’il
est forcé : il ne peut plus évoluer tant que dure l’ordre de forçage, c’est-à-dire tant que l’étape associée du
grafcet maître est active.
Remarque :
La hiérarchisation par forçage existait déjà dans la norme précédente, mais avec une syntaxe légèrement
différente, sans le double rectangle mais avec l’indication F/G10(…).
V-3-2 Exemple : gestion d’un bouton d’arrêt d’urgence
10
À chaque instant, un opérateur peut
1
appuyer sur le bouton ARU pour stopper
a
ARU
11
l’évolution du grafcet G1 et le désactiver.
La
libération
de
ARU
relance
alors
2
b
ARU
l’activation du grafcet G1 à son étape
initiale.
G1{ }
3
12
G1{INIT}
f
X10
G1
V-4 Structuration hiérarchique par encapsulation
V-4-1 Définitions et écritures
Une étape encapsulante est indiquée comme ci-contre. Cela signifie que cette étape contient un
6
ensemble d’étapes encapsulées dans une ou plusieurs encapsulations. Elle possède toutes les
propriétés d’une étape, mais aucune action ne peut lui être associée.
n° de l’étape encapsulante
lien d’activation
Son encapsulation est un graphe partiel représenté comme ci-
6
contre, entouré d’un cadre qui porte, en haut le numéro de
l’étape encapsulante, en bas son nom. Les étapes actives à
*
l’activation de l’étape encapsulante sont indiquées (à gauche)
13
d
par un *, appelé lien d’activation.
14
L’activation de l’étape encapsulante (ici 6) a pour conséquence
e
l’activation de toutes les étapes encapsulées affectées d’un lien
15
d’activation (ici 13). Tant que l’étape encapsulante est active,
f
les règles d’évolution s’appliquent à l’encapsulation qui évolue
donc. La désactivation de l’étape encapsulante provoque la
Gencap
désactivation de l’encapsulation, quelle que soit sa situation.
nom de l’encapsulation
Une même étape encapsulante peut contenir plusieurs encapsulations et une encpasulation peut contenir
elle même des étapes encapsulantes. On peut ainsi obtenir des structures complexes imbriquées :
24
6
6
m
6
*
22
13
n
10
a
d
14
*
j
23
20
k
b
e
24
15
G3
c
f
G1
*
G2
Interprétation :
L’activation de l’étape encapsulante 6 provoque l’activation des étapes 13 et 23 des graphes G1 et G2.
L’activation de l’étape encapsulante 24 provoque l’activation de l’étape 10 du graphe G3.
La désactivation de l’étape encapsulante 24 provoque la désactivation de toutes les étapes du graphe G3.
La désactivation de l’étape encapsulante 6 provoque la désactivation de toutes les étapes des graphes G1
et G2, ainsi que, si l’étape encapsulante 24 était alors activée, celle de toutes les étapes du graphe G3.
V-4-2 Cas des étapes encapsulantes initiales
Si une étape encapsulante participe à la situation initiale, elle est représentée comme ci-contre.
1
Alors dans chacune de ses encapsulations, l’une au moins des étapes encapsulées est
également initiale.
1
Dans les cas simples, les étapes encapsulées initiales sont affectées du lien
d’activation. L’interprétation se fait alors comme précédemment. Par
*
10
exemple ci-contre (graphe G1), à l’instant initial les étapes 1 et 10 sont
d
actives (à la fois parce que 10 est initiale et parce qu’elle est affectée du lien
20
d’activation). Puis lors de l’évolution du graphe principal à chaque éventuelle
nouvelle activation de l’étape 1, l’étape 10 est à nouveau réactivée
e
puisqu’elle est affectée du lien d’activation.
30
f
Mais il est également possible que le lien d’activation soit affecté à une
étape autre qu’une étape initiale de l’encapsulation, c’est le cas du second
G1
exemple (graphe G2). À l’instant initial, les étapes 1 et 10 sont actives (parce
que 10 est initiale). L’étape 30 n’est pas activée à cet instant, parce que la
1
variable X1 ne présente pas de front montant à l’instant initial. Puis, lors de
10
l’évolution du graphe principal, à chaque éventuelle activation de l’étape 1,
d
c’est cette fois l’étape 30 et non l’étape 10 qui est activée puisque c’est elle,
et non 10, qui est affectée du lien d’activation.
20
e
V-4-3 Exemple : gestion d’un bouton d’arrêt d’urgence
*
Le fonctionnement précédemment obtenu (V-3-2) à l’aide de deux ordres de
30
f
forçage peut être obtenu par une encapsulation :
G2
1
1
ARU
*
10
a
2
11
L’encapsulation introduite par la nouvelle
ARU
b
version de la norme CEI 60848 vient donc
concurrencer le forçage qui ne disparaît
12
pas pour autant. Le choix appartient donc
f
au concepteur.
G1
Dans le cadre restreint de la préparation aux concours de la filière PSI, le forçage doit être maîtrisé par les candidats en lecture comme
en écriture, alors que l’encapsulation ne peut leur être proposée qu’uniquement à la lecture.
V-4-4 Étapes possédant les mêmes numéros
Afin d’éviter d’avoir rapidement des nombres très grands dans les réalisations industrielles complexes, la
norme autorise, dans une structure par encapsulations successives, à ce que plusieurs étapes
d’encapsulations différentes aient le même numéro.
Alors la variable d’activation d’une étape devra porter le chemin d’accès : par exemple X1/X11 est la variable
d’activation de l’étape 11 de l’encapsulation de l’étape 1. Cette même variable peut aussi être notée
X1/G1{11}.
Toutefois dans des grafcets relativement simples, il est recommandé de ne jamais utiliser deux fois le même
numéro d’étape pour éviter toute difficulté de lecture ou lever toute ambiguïté.
V-5 Exemple de synthèse : grafcet global d’un poste d’usinage
D’après le sujet d’Automatique et Informatique Industrielle de l’Agrégation de Mécanique, session 2003.
Le poste MÉTÉOR est un poste de travail mis au point pour l’usinage de culasses de moteurs automobiles.
On trouvera page suivante deux grafcet de commande de ce poste, l’un utilisant l’encapsulation, l’autre des
ordres de forçage. On vérifiera à titre d’exercice l’équivalence des deux représentations.