Cahier de Charger Automat Corrige Ouchada Abdelhadi [PDF]

Zitiervorschau

Cahier des charges 1 :

Fonctionnement :  Un chariot se déplace sur un rail et permet, en se positionnant audessus d'une cuve, de nettoyer des pièces contenues dans un panier en les trempant dans un bac de dégraissage.  Cycle détaillé :  •  Quand le chariot est en haut à gauche et que l'on appuie sur le bouton de départ du cycle (dcy), le chariot va au-dessus du bac de dégraissage.  •  Le panier descend alors dans ce bac où on le laisse 30 secondes.  •  Après cette attente, le panier remonte.  •  Après cela, le chariot va jusqu'à l'extrême droite où il sera déchargé. •  Quand le déchargement est terminé, le système revient dans sa position de départ.  Remarque :  Le chargement et le déchargement du panier s'effectuent manuellement. 1

Le contrôle du fait que le panier est déchargé sera donc validé par un bouton poussoir d.  Donner :  1.  Le grafcet point de vue système.  2.  Le grafcet point de vue Partie Opérative.  3.  Le grafcet point de Partie commande Rappel:  Un automatisme est représenté par un GRAFCET linéaire lorsqu'il peut être décrit par un ensemble de plusieurs étapes formant une suite dont le déroulement s'effectue toujours dans le même ordre.   BAIN DE DÉGRAISSAGE  Le grafcet point de vue système

Le grafcet point de vue Partie Opérative  :

2

 

Le grafcet point de Partie commande

3

4

Cahier des charges 2 : Grafcet avec choix de séquences : aiguillage en OU TRI DE PIÈCES

Cycle de fonctionnement :  -  Quand le système est en fonctionnement (bouton bistable m à 1) le tapis apporte une pièce.  -  Quand la pièce est contre le poussoir 2, on a 2 possibilités :  -  Si la pièce est pyramidale, le poussoir 1 la pousse dans le bac 1.  -  Si la pièce est prismatique, le poussoir 2 se recule et le tapis fait tomber la pièce dans le bac 2.  Remarque : On ne tiendra pas compte du fonctionnement du tapis pour les GRAFCET point de vue PO et PC.  Les capteurs utilisés sont les suivants :  - poussoir 4 et 2 rentrés : a0 et b0  -  poussoir 1 et 2 sortis : a1 et b1  -  pièce pyramidale contre le poussoir 2 : t  -  pièce prismatique contre le poussoir 2 : p  5

-  pièce tombée dans le bac 2 : b2  Donner :  1.  Le grafcet point de vue système  2.  Le grafcet point de vue Partie Opérative  3.  Le grafcet point de vue Partie Commande  ***************************/solution/******************************** Grafcet avec choix de séquences : aiguillage en OU  Rappel :  Un automatisme est représenté par un grafcet avec choix de séquences lorsque son fonctionnement peut utiliser plusieurs séquences au choix.  Ce choix peut se faire à partir d'informations venant du système luimême ou sur ordre de l'opérateur.  1) Divergence en OU 

L'étape 2 est active.  Les transitions (1) et (2) sont donc validées.  Quand r = 1 il y a 2 possibilités :  - Si m = 1 l'étape 3 est activée et l'étape 10 reste inactive.  - Si m = 0 l'étape 10 est activée et l'étape 3 reste inactive.  Quand l'une des étapes 3 et 10 est active l'étape 2 est désactivée.  2) Convergence en OU 

6

- si l'étape 8 est active la transition (3) est validée.  Quand a0 = 1 la réceptivité associée à (3) est vraie.  L'étape 20 devient active et l'étape 8 est  désactivée.  - si l'étape 15 est active la transition (4) est validée.  Quand p0 = 1 la réceptivité associée à (4) est vraie.  L'étape 20 devient active et l'étape 15 est  désactivée

TRI DE PIECES  Grafcet point de vue système  :

7

 Grafcet point de vue Partie Opérative  :

Grafcet point de vue Partie Commande :

8

9

Grafcet à séquences simultanées : aiguillage en ET    MACHINE SPÉCIALE D'USINAGE  Cahier des charges 

Cycle de fonctionnement :  Si on appuie sur le bouton de départ cycle (dcy) quand les têtes d'usinages sont en position arrière, que  les vérins d'éjection et de serrage sont reculés et qu'une pièce est présente, le système serre la pièce.  On effectue alors simultanément les deux usinages.  - le fraisage : la fraise avance en vitesse lente puis recule en vitesse rapide.  - le lamage :   . le grain d'alésage avance en vitesse lente.  . une fois en fin de lamage on attend 1 seconde pour avoir un fond plat.  . le retour s'effectue alors en vitesse rapide.  Après cela la pièce est desserrée puis éjectée par le vérin E.  Remarques :  10

-  Pour des raisons de simplicité, on ne tiendra pas  compte du fonctionnement des moteurs de  broches d'usinages.  -  Les vérins A, F et S sont des vérins double effet commandés par des distributeurs bistables.  -  Le vérin E est un vérin double effet commandé par un distributeur monostable.  -  Les capteurs de contrôle des mouvements sont :  . a0 et a1 pour le vérin d'alésage.  . e0 et e1 pour le vérin d'éjection.  . f0 et f1 pour le vérin de fraisage.  . s0 et s1 pour le vérin de serrage.  -  Le capteur de présence pièce fonctionne comme suit :  . p = 1 : il y a une pièce dans le montage.  . p = 0 : il n'y a pas de pièce dans le montage.  Donner :  1.  Le grafcet point de vue système  2.  Le grafcet point de vue Partie Opérative  3.  Le grafcet point de vue Partie Commande 

Rappel :  Un automatisme est représenté par un grafcet à séquences simultanées lorsque son  fonctionnement utilise simultanément plusieurs séquences de ce grafcet.  1) Divergence en ET

11

Si l'étape 2 est active et que m = 1 alors les étapes 3 et 10 sont activées tandis que l'étape 2 est désactivée.  2) Convergence en ET

Si les étapes 8 et 15 sont actives et que a = 1 alors l'étape 20 est activée tandis que les étapes 8 et  15 sont désactivées.  Remarques:  - Si une seule des étapes 8 ou 15 est active, même si a = 1 l'étape 20 n'est pas activée.  - Souvent pour ne rien commander pendant qu'une séquence attend la fin de l'autre, les étapes 8 et  15 sont des étapes d'attente (pas d'action associée). La réceptivité est 12

alors remplacée par = 1  (réceptivité toujours vraie)

MACHINE SPECIALE D'USINAGE  Solution:  Grafcet point de vue système

Grafcet point de vue Partie Opérative :

13

14

Grafcet point de vue Partie Commande  :

15

Soit l’écluse représentée au dessous.

On considère le cas où une péniche se présente en amont.  Le batelier doit appuyer un bouton sur le quai (Bouton amont) pour pouvoir passer de l’amont au bief (partie centrale)  Une fois que le batelier aura appuyé sur ce bouton, la porte 2 va se fermer (si elle est déjà fermée, comme sur la figure, alors tant mieux, cette étape sera plus vite terminée !)  Puis la vanne 1 va s’ouvrir jusqu’à ce que le niveau d’eau du bief atteigne le niveau haut. Ensuite la vanne va se fermer et la porte 1 va s’ouvrir.  Ensuite, le batelier a 15 minutes pour faire avancer sa péniche. Au bout de 15 minutes, la porte 1 se ferme puis la vanne 2 s’ouvre pour faire passer le niveau du bief jusqu’au niveau bas. C’est terminé, la porte 2 ne se ferme pas (la porte 2 se ferme si une péniche arrive en amont, comme indiqué plus haut) 1. On prendra pour étape initiale le cas où la porte 1 est fermée, la porte 2 ouverte, le bief au niveau bas. Faites le Grafcet du système. Important : On 16

ne connait rien de la technologie des éléments. Donc vous ferez un grafcet point de vue partie opérative (c'est-à-dire que vous écrivez des actions comme ‘Ouvrir Vanne 1’ et pas des codes comme OV1, de plus, faites comme si vous aviez tous les capteurs nécessaires : vanne 1 ouverte, vanne 1 fermée…) Pour la temporisation, utilisez la notation normalisée. 

On prévoit un second bouton (Bouton aval) qui permet d’obtenir le parcours inverse (aval vers amont) 2. Modifiez votre grafcet de façon à ce qu’il permette le parcours dans les deux sens.

Questions de cours :

1-  Pour les deux cas à gauche, le petit carré noir indique qu’une étape est active.  Reproduisez  ces  morceaux de  grafcet  en  indiquant  les  étapes actives  à  l’instant  suivant,  en supposant que a=b=1 et c=0.   2-   Le cas de droite pose un problème.Comment le résoudre ?   3-Le  grafcet  du  bas  contient  6 erreurs.  Trouvez-les  en  précisant

17

bien  à  chaque  fois  quelle  est l’erreur  (ne  vous  contentez  pas d’entourer l’endroit où vous penser que se trouve une erreur)

18

19

Je vais essayer d’expliquer un peu comment on peut voir les choses. Dans le problème 1 on cherche à effectuer les transferts suivants : 

Vous pouvez voir qu’à la fin, l’écluse est laissée dans la même position que la position initiale.  Dans le problème 2 c’est un peu plus compliqué puisqu’il faut envisager deux sens. C'est-à-dire que les bateaux peuvent monter ou descendre. Une solution simpliste consisterait à faire les choses ainsi :

 La

seule différence entre les deux situations vient du sens du bateau. Pour ce qui est de l’écluse les étapes sont exactement les mêmes : En prenant cette solution on n’a presque pas à modifier le grafcet (en effet, c’est le grafcet de l’écluse que l’on fait !)  Cependant, on peut trouver un peu étrange, dans le cas du bas, de baisser le niveau du bief  après le passage du bateau. ça ne sert à rien, sinon à ramener l’écluse en position initiale. Si  on veut éviter cette action inutile  on se retrouve dans une situation plus complexe avec 4  configuration de départ possible : D’abord, soit on commence avec un bief bas, soit on commence avec un bief haut. Ensuite, soit le bateau va vers l’aval, soit il va vers l’amont. 

20

Pour être plus précis, nous avons deux situations initiales possibles : Bief haut ou bas. Dans chacune de ces situations, il peut arriver deux événements différents : Bateau va vers l’amont ou vers l’aval. Cela induit 4 comportements possibles.

Comme vous le voyez on a deux situations symétriques. Celle du haut allant de 0 à 12 correspond au problème 1. Celle du bas correspond au problème exactement inverse d’un bateau allant vers l’aval et rencontrant le bief haut.  On peut voir qu’il se rajoute à cela des croisements : Avec le bief bas et un bateau qui arrive en aval, cela correspond à passer directement à l’étape 6’. De même dans l’autre sens.  Comme en grafcet on ne peut pas donner des numéros avec des ’, il suffit de numéroter en bas de 20 à 32.  De plus, à l’initialisation, l’écluse sera soit en 0 soit en 0’, elle ne peut pas physiquement être dans les deux à la fois. Il faut donc choisir l’étape initiale 21

entre 0 et 0’. Je choisis arbitrairement 0. Cela signifie que lors de l’initialisation du système, il faudra veiller à ce que le bief soit au niveau bas et la porte 2 ouverte. 

22

Questions de cours 

1. Premier grafcet inchangé (pour franchir la faudrait que 12 soit active)  2. Le deuxième grafcet met en œuvre une divergence en OU qui n’est pas faite pour provoquer une activation simultanée : On devrait faire 14 ou 15 mais pas les deux. Il faut donc mettre une priorité par exemple on rend le14 prioritaire sur le 15 en modifiant la réceptivité vers 15.  3.Il manque une étape initiale ; la transition du haut n’a pas de réceptivité ; l’action conditionnelle devrait faire apparaître un C ; il n’y a pas de transition entre 7 et 5 ; le numéro 5 est utilisé 2 fois ; il manque une flèche ascendante

23

Exercice corrigé du Grafcet - Un monte charge

Un monte charge, programmé pour desservir régulièrement les trois niveaux d'une société, se trouve à la mise sous tension au niveau 1, les portes ouvertes. L'opérateur lance le cycle en appuyant sur un bouton de départ cycle Dcy. Il y a alors, au bout d'un temps T0 de 5s, la fermeture des portes, la montée de la cabine jusqu'au niveau 2 puis l'ouverture des portes. Il y séjourne pendant un temps T1 de 5mn. Enfin il monte au niveau 3, y reste pendant un temps T2 de 5mn avant de redescendre au niveau 1 en position initiale  PRESENTATION DU MONTE CHARGE :

24

 Désignation des préactionneurs :   OU : ouverture des portes FER : fermeture des portes KMH : contacteur moteur déplacement vers le haut KMB : contacteur moteur déplacement vers le bas P1 : niveau 1 P2 : niveau 2 P3 : niveau 3 Dcy : départ du cycle PO : portes ouvertes PF : portes fermées i- Chercher le GRAFCET de spécifications fonctionnelles correspondant à ce fonctionnement en prenant soin de respecter les règles d'évolutions. ii- Chercher le GRAFCET de spécifications technologiques. La corrigée d'exercice du Grafcet - Un monte charge 1) Chercher le GRAFCET de spécifications fonctionnelles correspondant à ce fonctionnement en prenant soin de respecter les règles d'évolutions. GRAFCET FONCTIONNEL :

25

2) Chercher le GRAFCET de spécifications technologiques.  GRAFCET TECHNOLOGIQUE :

26

27

Exercice corrigé sur Grafcet Un processus chimique Considérons un processus chimique simple qui combine deux réactifs pour produire le résultat final. Il pourrait fonctionner en versant d'abord suffisamment d'un réactif dans un récipient pour atteindre un niveau particulier, puis en versant suffisamment de deuxième réactif jusqu'à ce qu'un second niveau soit atteint (tout en mélangeant les deux réactifs), puis en versant le produit.

La séquence d'opérations souhaitée est la suivante: 1) Lorsque vous appuyez sur le bouton de démarrage, V1 doit être ouvert jusqu'à ce que le niveau L1 soit atteint. 2) Lorsque L1 est atteint, le mélangeur doit commencer à mélanger et simultanément V2 doit être ouvert. 3) Lorsque L2 est atteint, le mélangeur doit s'arrêter, V3 devrait être ouvert jusqu'à ce que le niveau du réservoir passe sous L0. 4) Si après 10 minutes le niveau du réservoir n'est pas sous L0, une alarme est déclenchée. Le bouton "acquitter" arrête l'alarme et permet de redémarrer le processus de contrôle.

28

Exercice corrigé sur Grafcet fonctionnement parallèle branchement ET branchement ET (fonctionnement parallèle) Cahier des charges : après appui sur départ cycle « dcy », les chariots partent pour un aller-retour. Un nouveau départ cycle ne peut se faire que si les deux chariots sont à gauche.

29

CH1, CH2 : chariot 1, 2 g : capteur « position gauche » d : capteur « position droite » G : action « aller à gauche » D : action « aller à droite »

30

31

32

33

34

35

Présentation de l'installation:  Un malaxeur N reçoit des produits A et B, dosés par un dispositif de pesage dans la trémie C et des briquettes solubles amenées une par une par un tapis. L'installation décrite ci dessous permet de réaliser un mélange comportant ces trois produits. (voir image)  Déroulement du cycle:  Le cycle débute par: le pesage des produits, et silmutanément l'amenée des briquettes, de la façon suivante:  - Dosage du produit A (230kg), puis dosage du produit B (120kg) suivi de la vidange de la trémie C dans le malaxeur N.  - Amenée de deux briquettes (le détecteur optique DO est à l'état logique 1 lorsqu'une briquette est face à lui). Le moteur MT entraine le tapis d'amenée des briquettes. L'arrivée des briquettes sur le tapis est aléatoire.  Le cylce se termine par la rotation du malaxeur N et son pivotement final (moteur MP) après 3 minutes de malaxage. La rotation de malaxeur est maintenue pendant la vidange.  Remarque:  Le dispositif de pesage fourni une information numérique à l'automate. La variable associée est appelée "Masse".  Le test de cette information se représente de la sorte dans le grafcet : [Masse = Valeur] avec valeur = masse en kg.  Lorsque la trémie C est vide, le test [Masse = 0] est vrai.  Le vérin de la trappe de vidange est simple effet, le distributeur qui le commande est dy type 3/2 monostable à commande électrique. Lorsque la tige du vérin est sortie la trappe est fermée.  Les vannes VA et VB sont fermées en l'absence d'ordre de commande.  Tableau des entrées sorties automate:  Voir image  Travail demandé:  1) Réaliser le circuit pneumatique de la trappe, sans détailler l'alimentation pneumatique.  2) Réaliser le grafect (vous utiliserez les symboles) point de vue commande décrivant le fonctionnement du système. vous ferez débuter votre grafcet à l'étape 10. Le cycle démarre si l'étape %X1 (d'un autre grafcet, appelé grafcet de conduite, hors étude) est active, et si la machine est en condition initiale.  3) Réaliser le schéma des sorties automate pour l'ensemble du système. Toutes les bobines, électrovannes, ... sont alimentées en 24V alternatif. Les entrées automate, et l'alimentation automate ne sont pas ç représenter.  Aide:  Lorsque la sortie Q0 est active, le contact entre CO et O est fermé. Idem pour toutes les sorties.  36

Pour réaliser le schéma, vous pouvez découper les images de la carte des sorties de l'automate, et de l'alimentation alternative, ci-dessous et les coller sur votre feuille. (voir image)  Réponses  1) Je n'ai aucune idée à quoi resemble un circuit pneumatique, nous a avons jamais fait en cours. J'aurais besoin d'aide.  2) Voir image. Je pense avoir commis des erreurs.  3) De même que pour la 1), aucune idée.  Merci d'avance pour votre aide. 

37

38

*

39

Perceuse automatique. Elle réalise un perçage et revient en position initiale. Elle est mise en mouvement par deux moteurs, l'un pour la broche et l'autre pour la montée ou la descente du foret. Les positions extrêmes sont déterminées par deux capteurs de position. L'ordre de départ est donné par un bouton poussoir.

2 .Perceuse automatique – Première version – Lorsque la pièce à usiner est en place, l'opérateur lance le cycle par action sur BP. La broche se met en rotation. La machine descend jusqu'à Cb puis remonte pour s'arrêter en Ch.

40

3 .Perceuse automatique – Deuxième version – Le fonctionnement général est identique au précédent mais on a ajouté un contact Cm. Sur action du BP marche, la broche tourne et elle descend à grande vitesse (GV) jusqu'à Cm, ensuite elle poursuit sa course à petite vitesse (PV). Elle remonte à grande vitesse. Remarquez le comportement de l'automatisme vis à vis du capteur Cm

4 .Perceuse automatique – Troisième version – La perceuse est modifiée pour usiner deux sortes de pièces, des grandes et des petites. Ces deux sortes ne diffèrent que par leur hauteur. Les pièces hautes appuient sur le capteur Cg mais pas les basses. Pour les pièces basses, le fonctionnement est identique au précédent.

41

Pour les pièces hautes, le mouvement de la broche se fait toujours à petite vitesse. La descente s'arrête en Cp puis la broche remonte. Nous abordons ici la structure de choix de séquence. Pour de raisons pratiques je suis obligé d'utiliser des abréviations au lieu des textes complets comme dans les exemples précédents. MB Marche broche DBGV Descente Broche Grande Vitesse DBPV Descente Broche Petite Vitesse MBGVMontée Broche Grande Vitesse MBPVMontée Broche Petite Vitesse

42

5 .Perceuse automatique – Quatrième version – L'automatisme doit commander deux perceuses dont le fonctionnement est identique au précédent. Nous abordons la structure de séquences simultanées. Nous abordons également la notion de sous-programme. Le graphisme fait la distinction entre la structure de choix de séquence et la structure de séquences simultanées. On constate également un graphique particulier pour les étapes « sous-programme » Un sous-programme est une partie de programme écrite une seule fois et utilisée plusieurs fois c'est une notion très utile pour alléger l'écriture d'un programme. Le Grafcet G4, décrit ci-dessous, est exécuté simultanément deux fois. L'ordre de départ est donné par l'action sur le BP. On remarque deux choses importantes : –la présence des étapes 32 et 42, dites étapes de synchronisation. Elles sont nécessaires pour respecter les règles d'évolution du Grafcet. De cette manière la branche la plus rapide attend l'autre afin que le fonctionnement se poursuive sur l'arc unique du bas. –La transition t1 est la transition toujours vraie. Son rôle est de respecter les règles d'évolution. Dès que les étapes 32 et 42 sont actives, l'étape 1 est activée ce qui désactive 32 et 42

43

6 .Description du sous-programme

44

Le Grafcet G4 est très proche du Grafcet G3, il a été adapté. On remarque que le BP ne figure plus car il a été déporté dans le Grafcet principal, toujours pour le respect des règles d'évolution.

Remplissage de bidons D’après J.C. Bossy, P. Brard, P. Faugère, and C. Merlaud. Le GRAFCET : sa pratique et ses applications. Casteilla, Paris, 1995. Un tapis avance pas à pas et transporte des bidons vides qui seront remplis et ensuite bouchés à des postes de travail différents (voir figure ci-dessous). L’approvisionnement en bidons n’est pas régulier et certains bidons peuvent manquer de temps à autre. La distance entre les bidons présents est fixée par des taquets situés sur le tapis et distants d’un pas. Un dispositif permet à chacun des deux postes décrits, de détecter la présence ou l’absence d’un bidon. Le Grafcet de cette installation est donné par le graphe cidessous. La réceptivité toujours vraie (= 1) qui suit les étapes d’attente 5 et 8 permet de synchroniser les opérations effectuées aux deux postes.

45

46

1- Chaîne de remplissage-bouchage Un tapis avance pas à pas et transporte des bidons vides qui seront d’abord remplis puis ensuite bouchés à des postes de travail différents. L’approvisionnement en bidons n’est pas régulier et certains bidons peuvent manquer de temps à autre. La distance entre les bidons présents est fixée par des taquets situés sur le tapis et distants d’un pas Un dispositif permet à chacun des postes décrits de détecter la présence ou l’absence d’un bidon. .

47

48

49

50

51

52

53

54

55

Exemple corrigé : Tri de caisse

Un dispositif automatique destiné à trier des caisses de deux tailles différentes se compose d’un tapis amenant les caisses, de trois poussoirs et de deux tapis d’évacuation. Le poussoir P1 pousse les petites caisses devant le poussoir P2 qui à son tour les transfère sur le tapis 2, alors que les grandes caisses sont poussées devant le poussoir P3, ce dernier les évacuant sur le tapis 3. Pour effectuer la sélection des caisses, un dispositif de détection placé devant le poussoir P1 permet de reconnaître sans ambiguïté le type de caisse qui se présente. (a=1 si petite caisse b=1si grande caisse) Les modes de marche à considérer sont les suivants: • marche automatique • initialisation automatique de la partie opérative • marche manuelle: des boutons de commande manuelle doivent permettre de démarrer le cycle aller/retour de chaque poussoir Pi • arrêt d'urgence

56

On peut, à partir de ce GEMMA faire un GRAFCET pilotant les différents modes de marche:

La première branche de ce GRAFCET décrit les états: arrêt dans état initial, fonctionnement normal, arrêt demandé en fin de cycle. La deuxième branche concerne l'initialisation automatique de la partie opérative. La troisième branche commande la marche manuelle. L'arrêt d'urgence pouvant intervenir dans n'importe quel état de la machine, on utilise un GRAFCET indépendant: une transition source conduit à une étape d'initialisation de tous les autres GRAFCET par forçage (l'utilisation d'une transition source simplifie la solution, mais si l'automate utilisé ne l'accepte pas, on peut ajouter une étape initiale et reboucler sur cette étape). Le cycle automatique est décrit par le GRAFCET ci-dessous. Le cycle est exécuté lorsque le grafcet principal est dans l'étape marche automatique (étape X2). L'étape X10 donne l'information fin de cycle au GRAFCET principal 57

La marche manuelle est décrite par le GRAFCET ci-dessous. Les commandes manuelles sont autorisées lorsque le GRAFCET principal est dans l'étape marche manuelle (étape X4).

L'intérêt du GEMMA est d'imposer une décomposition de la commande, ce qui permet de modifier certains modes de marche sans reconcevoir l'ensemble des GRAFCET. Par exemple si on souhaite lors de l'arrêt d'urgence, introduire un cycle de dégagement reculant tous les poussoirs, il suffit d'ajouter le GRAFCET ci-dessous, sans modifier les autres.

58

Exercice priorité Une navette transporte un par un les produits fabriqués par 3 lignes de fabrication indépendantes vers un tapis roulant d'évacuation selon le schéma ci-dessous :

59

60

Pour ne pas donner priorité toujours à la même ligne en cas de conflit on peut faire tourner les priorités en ajoutant un GRAFCET des priorités:

les conditions de choix u1, u2, u3 sont alors données par: u1= a1.(X16+X17./a2./a3+X18./a3) u2= a2.(X17+X18./a3./a1+X16./a1) u3= a3.(X18+X16./a1./a2+X17./a2)

Exercice : Travail à la chaîne Soit une chaîne de remplissage de bidons d'huile. Un tapis roulant se déplaçant par saccades, s'arrêtant à chaque nouvel appui de la came sur le capteur finav est alimenté manuellement sur le poste marqué entrée (de temps en temps il manque des bidons). Trois postes sont prévus : remplissage (R), bouchage (B) et enfoncement (E).

Un seul capteur ("entrée") détecte la présence d'un bidon en début de chaîne. On désire faire les 3 opérations simultanément, sauf s'il n'y a pas de bidon sous le poste. Il n'est pas nécessaire de rajouter des capteurs. On suppose que le tapis est vide lors de l'initialisation.

61

Cette méthode utilise au mieux le séquencement du Grafcet, on peut maintenant rajouter des capteurs, mais qui n'auront pour fonction que de vérifier le bon fonctionnement du système. Dans tous les cas similaires, on utilisera cette démarche.

62

Exercice : ressource (ou sémaphore) Deux wagonnets alimentent le skip de déchargement d’un haut-fourneau en empruntant une voie commune.

Le cycle correspondant à un chariot est le suivant : -dès que l’opérateur donne l’ordre de " départ cycle " (Dcy), le wagonnet considéré effectue automatiquement son chargement et démarre au signal fin de chargement (Fc). -le wagonnet se dirige ensuite vers la partie commune où il s’arrête à une position d’attente si la voie commune est occupée, sinon il faut positionner l’aiguillage sur la position correcte et le chariot continue ; -arrivé à la position de déchargement automatique, il attend le temps nécessaire avant de retourner à la position initiale (attente 10s). -chaque déchargement de wagonnet est comptabilisé en vue d’une gestion journalière. En utilisant les capteurs et les actions suivantes:

63

on peut donner par exemple le GRAFCET ci-dessous qui se décompose en: -un GRAFCET pour la voie A -un GRAFCET pour la voie B -un GRAFCET pour déterminer si la voie est libre La voie commune est une ressource physique que les 2 utilisateurs ne peuvent pas utiliser en même temps. Dans les problèmes de ce type la disponibilité de la ressource commune ne peut pas être détectée par un capteur, mais uniquement par l'état du GRAFCET.

64

65

66

67

68

Transfert avec descendeur Un dispositif de transfert se compose d’un charriot muni d’une pince pouvant monter ou descendre.  Dès qu'une pièce se présente sur un tapis A ou sur un tapis B, le charriot va automatiquement la chercher pour la déposer sur le descenseur. Cette pièce est alors descendue et ensuite transférée sur le tapis d’évacuation C au moyen d’un pousseur.

69

70

71

72

73

74

75

76

1 - priorité

Soit un chariot se déplaçant sur deux rails (action D vers la droite, G vers la gauche). Il comporte une pince pouvant prendre une pièce (PP, fin quand fpp) s'il se trouve sur le tapis A (capteur y) et qu'une pièce est présente (capteur a) (idem en z si b). Puis il retourne en x, pose la pièce (action DP, fin quand fdp) sur le plateaux supposé en position haute (fv+). Celui-ci descend (V-, jusqu'à fv-), un second vérin pousse la pièce (P+, fin quand fp+), puis le pousseur recule en fp-, le plateau remonte en fv+ Le tapis de sortie C est supposé toujours en mouvement. Les tapis A et B sont commandés par des systèmes non traités ici

Effectuer d'abord un Grafcet linéaire comprenant une seule voie d'arrivée A. Puis l'améliorer en prévoyant les retours des actionneurs en temps masqué (attention toutefois de ne pas endommager le pousseur). Puis prévoir deux tapis d'alimentation A et B (en cas de pièces en a ET b, prendre celle en a). Puis prévoir une priorité tournante (en cas de conflit, prendre la voie qui n'a pas été servie la fois précédente) attention, si plusieurs pièces arrivent sur la même voie et aucune sur l'autre, ne pas bloquer le système. Puis modifier la règle de priorité en donnant en cas de conflit la priorité à celui qui n'en a pas profité lors du dernier conflit.

77

priorité voie A, retour V masqué  Pour gérer la priorité tournante, remplacer la réceptivité de la deuxième transition (notée *) par :

qui signifie : arrivé en y avec une pièce en a et soit pas de pièce en b, soit priorité. sinon on continue et quoi qu'il arrive on s'arrête en z (le chariot n'a pas de parachute), en rajoutant un second Grafcet définissant quelle voie est prioritaire :

Rq : Le front montant est là pour des problèmes de simultaneïté, souvent je préfère prendre deux étapes qui représentent bien si l'on prend à droite ou à gauche. 78

Chaque fois qu'une condition séquentielle (dépendant de ce qui s'est passé auparavant) intervient dans une réceptivité, il vaut mieux ne pas compliquer le Grafcet, mais "calculer" cette condition par un petit Grafcet annexe. Améliorations : a) permettre au chariot de rechercher une pièce dès qu'il a posé la précédente : séparer le problème en deux : chariot et partie basse.Prévoir deux Grafcet différents, pouvant évoluer simultanément, mais synchronisés pour le dépose de la pièce (par des Xi ou une ressource) b) faire attendre le chariot en y plutôt qu'en x (pour améliorer le temps de réponse). Pour la partie basse, l'attente se fait plateau en haut, mais ce ne peut pas être l'état initial (il risque de descendre pendant la nuit). Prendre celà en compte :

2 - travail à la chaîne

Soit une chaîne de remplissage de bidons d'huile. Un tapis roulant se déplaçant par saccades (cadencé par un système supposé externe à notre Grafcet, s'arrêtant à chaque nouvel appui de la came sur le capteur av) est alimenté manuellement (de temps en temps il manque des bidons). Trois postes sont prévus : remplissage (R), bouchage (B) et enfoncement (E).

79

Un seul capteur détecte la présence d'un bidon en début de chaîne : pp. On désire faire les 3 opérations simultanément, sauf s'il n'y a pas de bidon sous le poste. S'il vous semble obligatoire de rajouter des capteurs, vous n'avez RIEN compris au Grafcet puisqu'il vous faut un système combinatoire (il vaut mieux alors câbler en combinatoire chaque poste : avance tapis ET présence bidon => effectuer l'action). On suppose que le tapis est vide lors de l'initialisation.

L'étape 1 est constamment active. La dernière transition est appelée "transition puits", mais il était possible de la relier à l'étape 1. En fonctionnement normal, toutes les étapes du Grafcet sont actives. Du point de vue commande, chaque opération comportera plusieurs étapes (R = descendre l'entonnoir, ouvrir le robinet,...) dont une seule sera active à la fois). Chaque activation représente un bidon dans le circuit.  Cette méthode utilise au mieux le séquencement du Grafcet, on peut maintenant rajouter des capteurs, mais qui n'auront pour fonction que de vérifier le bon fonctionnement du système. Dans tous les cas similaires, on utilisera cette 80

démarche : faire le Grafcet pour une pièce seule, puis le modifier pour gérer l'ensemble des pièces, en vérifiant bien que jamais une même étape ne corresponde à 2 pièces, on décompose donc le système en tronçons et on ne laisse entrer dans un tronçon que s'il est libre. Exemples : atelier flexible (on suit la pièce pour chaque opération jusqu'au produit fini), montage (monter 2 pièces ensemble correspond à une convergence en ET : de 2 étapes actives on arrive à 1), chariots filo-guidés (si un tronçon est occupé, essayer de le contourner par une voie libre)...

3 - ressource (ou sémaphore)

u fond du puits de mine n°i, un mineur remplit un chariot X i. Quand il est plein (le chariot), il (le mineur) appuie sur un bouton di. Immédiatement, le chariot se déplace dans la direction Bi jusqu'au poste de déchargement, composé d'un tapis roulant en mouvement continu, et d'un vérin V qui retourne la benne. Si le poste de déchargement est libre, le chariot avance jusqu'au capteur c, est déchargé puis s'en retourne en ai. Si le poste est occupé, il attend son tour en bi. Le poste de déchargement, commun à plusieurs voies, n'est utilisable que par une voie à la fois. On l'appelle une "ressource physique". Traiter le cas de 2 voies (pas nécessairement de la même longueur).

81

Supposer que la ressource est occupée en utilisant le capteur c est IDIOT : et s'il est entre bi et c ? Et si le temps de freinage l'a arrêté juste à côté de c ? Il faut utiliser les facilités séquentielles du Grafcet autant que possible (ne tester un capteur que quand c'est nécessaire). Un capteur ne doit servir que comme condition de passage d'une étape à une autre, mais pas pour vérifier un état du système qui découle du séquencement effectué (par exemple, une transition vérifie la présence d'une pièce, aucune action ne déplace la pièce puis on re-vérifie la présence : Ce n'est sensé que si l'on prévoit dans le Grafcet ce qu'il faut faire si la pièce a disparu). Ici, on utilise donc une étape (la ressource), qui est active quand la ressource physique est disponible. Dès utilisation, on la désactive, pour la réactiver quand on libère la ressource physique. On pouvait également résoudre le problème par des Grafcets séparés (un pour chaque chariot, un pour le déchargement) synchronisés par des Xi. La seule différence est que n'ayant plus de divergence sous l'étape 3, on risque d'oublier de traiter le cas d'arrivée simultanée en b1 et b2, cas arrivant assez rarement pour que l'on ne détecte pas le problème en phase d'essais, mais se produira de temps en temps en fonctionnement réel sans que l'on puisse reproduire le problème lorsqu'un spécialiste sera présent (seule solution : graphe des états accessibles)

82

Un dispositif automatique destiné à trier des caisses de deux tailles différentes, se compose d'un tapis amenant les caisses, de trois poussoirs et de deux tapis d'évacuation suivant la figure ci-contre Cycle de fonctionnement : Le poussoir 1 pousse les petites caisses devant le poussoir 2 qui, à son tour, les transfère sur le tapis d'évacuation 2, alors que les grandes caisses sont poussées devant le poussoir 3, ce dernier les évacuant sur le tapis 3. Pour effectuer la sélection des caisses, un dispositif de détection placé devant le poussoir 1 permet de reconnaître sans ambiguïté le type de caisse qui se présente.

83

Cas 1 : Séquences exclusives Deux chariots H1 et H2 (voir figure ci-dessous) transportent du matériel depuis les points de chargement (C1 et C2) jusqu’au point de déchargement (B). Les variables c1, c2 et b ayant la valeur 1 indiquent la présence d’un chariot en fin de course. Les variables a1 et a2 indiquent la présence d’un chariot au-dessus des capteurs A1 et A2 respectivement. Au départ, les deux chariots sont en C1 et C2. Si le bouton poussoir m1 est enfoncé, pour le chariot H1, un cycle C1,B,C1 commence avec : 1. attente éventuelle sur A1 jusqu’à ce que la zone commune soit libre ; 2. attente en B de 100 secondes pour le déchargement. Le chariot H2 fonctionne de la même façon. L’aiguillage est contrôlé par la variable V : chemin C1-B lorsque V = 1 et chemin C2-B lorsque V = 0.

84

Cas 2 : Deux Grafcets partiels plus synchronisation Ce Grafcet peut aussi se décomposer en deux cycles (Grafcets partiels) avec un Grafcet de synchronisation (voir figure ci-dessous). Les réceptivités entre les étapes 14–15 et

85

24–25 sont des temporisations. Par exemple, t/14/100s est une variable logique valant 0 dans les 100 premières secondes suivant l’activation de l’étape 14 et valant 1 après ce délai. La figure ci-dessous montre le chronogramme de X2 et t/X2/3s.

Exercice  :

: Deux chariot C1 et C2 peuvent se déplacer entre deux postes de travail (a1 et b1 pour c1,a2 et b2 pour C2) repérés par des contacts de fin de course. Le déplacement des chariots est assuré indépendamment par des commandes Gi et Di. Initialement au repos, ils se dirigent simultanément vers le poste de déchargement, à des vitesses qui peuvent varier en fonction du chargement. Un seul chariot, le premier arrivé, peut se voir décharger (action DGTi) par la pince. Un fois l’opération terminée (fdi), le chariot déchargé revient à son poste de départ. L’opération de déchargement du second chariot 86

peut alors débuter. La mise en marche ne peut s’effectuer que lors que les deux chariots sont en position de repos.

Cahier des charges: Un poste de transfert est alimenté à partir d’une goulotte. Le vérin (A) place les pièces à un rythme régulier sur le plateau P. Le rythme est réglé par les étrangleurs placés sur les orifices d’échappement du distributeur à double pilotage (A+ et A-). Le vérin (B) commandé par le distributeur à 87

double pilotage B+,B- pousse la pièce sur le tapis T dès que (A) à repris sa position de repos. Le cycle de travail est démarré par M et s’achève lorsque la goulotte (d0) est vide ou si l’interrupteur K vaut 1.

88

Cahier des charges: Deux bacs se remplissent et se vident de manière similaire, sans avoir forcément le même débit. Par exemple, le bac1 est vide lorsque le niveau est au dessous de b1 (b1=0) et plein lorsque le niveau est au dessus de h1(h1=1). Au départ, les deux bacs sont vides. Sur pression du bouton poussoir m, les deux bacs se remplissent simultanément grâce à l’ouverture des vannes V1 et V2. Dès qu’un bac est plein, le remplissage de celui-ci s’arrête et son contenu se déverse au travers de W1. Lorsqu’il est vide, la vanne se referme. Le remplissage ne peut reprendre que lorsque les deux bacs sont vides.

89

90