Automatismes Séquentiels: Étude de Cas PDF

Cours Automatismes séquentiels: Etude de cas 1  Plan du cours Chapitre 1: Rappel sur :  Les règles d’évolution du GRAFCET ;  Les différents points de vue d’un GRAFCET ; Chapitre 2: GRAFCET – Notions avancées...

Cours Automatismes séquentiels: Etude de cas 1  Plan du cours Chapitre 1: Rappel sur :  Les règles d’évolution du GRAFCET ;  Les différents points de vue d’un GRAFCET ; Chapitre 2: GRAFCET – Notions avancées :  GRAFCET sous-programme ;  GRAFCET de tâche ;  Macro-étape et son expansion ;  Forçage et figeage de situations Chapitre 3: Le GEMMA :  Structuration du graphe GEMMA ;  Les différents états du GEMMA ;  Démarche de mise en œuvre du GEMMA ; Chapitre 4: Etude de cas:  Etude de cas N°1 : Machine de conditionnement – Poste de bouchage  Etude de cas N°2 : Navette de produits fabriqués  Etude de cas N°3 : Chaine d’embouteillage  Etude de cas N°4 : Exercice de synthèse – Chaine de traitement de surface Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 2  Rappels sur les automatismes séquentiels : Système Automatisé de Production Système Automatisé de Production (SAP):  Système autonome de création de valeur ajoutée.  Sous des impératifs de sécurité, productivité, adaptabilité… Système Automatisé de Production Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 3  Rappels sur les automatismes séquentiels : Objectifs de l’automatisation  Conférer une valeur ajoutée à un ensemble de produits et matériaux bruts pour obtenir un produit fini.  Réduire l’intervention humaine.  Eliminer des tâches répétitives.  Augmenter la sécurité.  Accroître la productivité.  Economiser les matières premières et l’énergie.  Superviser les installations et les machines (en vérifiant l’état de fonctionnement de la machine) afin de prévenir la nécessité d’une maintenance (corrective ou préventive). Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 4  Rappels sur les automatismes séquentiels : Exemples des systèmes automatisés Industrie agroalimentaire Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 5  Rappels sur les automatismes séquentiels : Exemples des systèmes automatisés Industrie automobile Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 6  Rappels sur les automatismes séquentiels : Exemples des systèmes automatisés Chaines de tri et de distribution Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 7  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 8  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé 4 fonctions d’automatismes 4 familles de constituants d’automatisme ACQUISITION DE DONNÉES CAPTEURS TOR, ANALOGIQUES, NUMÉRIQUES TRAITEMENT DES DONNÉES API ET/OU LOGIQUE CABLÉE PRÉACTIONNEURS, ACTIONNEURS ET EFFECTEURS COMMANDE DE PUISSANCE DIALOGUE / COMMUNICATION CARTES RÉSEAUX, PROTOCOLE DE COMMUNICATION Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 9  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 10  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 11  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé Partie opérative  Les actionneurs (vérins, moteurs…) qui ont  Les pré-actionneurs (distributeurs, pour rôle d’exécuter ces ordres. Ils transforment contacteurs..), lesquels reçoivent des l’énergie d’entrée disponible (électrique, ordres de la partie commande qui pneumatique, hydraulique…) en une énergie servent de relais de puissance entre la utilisable ( thermique, mécanique…..) commande et les actionneurs. Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 12  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé Partie opérative Les capteurs DÉTECTEURS DE NIVEAU Codeur incrémental (Compteur) Capteur de niveau Détecteur de fin de course DÉTECTEURS DE PROXIMITÉ OPTIQUES  Critère de choix d’un capteur : Utilisation: Détecteur de  Ambiance industrielle. position, fin de course, Détection de présence  Poussiéreuse, humide, explosive… d’objets solides  Nature de la détection Symbole  Nombre de cycle de manœuvre  Famille technologique  Référence et caractéristiques spécifiques… Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 13  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé Partie commande Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 14  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé Partie commande Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 15  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé Partie commande Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 16  Rappels sur les automatismes séquentiels : Structure d’un système automatisé Partie Relation ou Dialogue Panneaux de commande : voyants, indicateurs, poussoirs, sélecteurs……. Postes de supervision Interface Homme Machine Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 17  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande des étapes et Transitions) est l'outil de représentation graphique d'un cahier des charges. 1) Grafcet de niveau 1 ou grafcet de point de vue partie système Ce diagramme ne tient compte que du fonctionnement de la machine, sans prendre en compte la technologie qui sera utilisée lors de la réalisation. Il décrit dans un langage commun l’évolution du système mouvement par mouvement. Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 18  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande des étapes et Transitions) est l'outil de représentation graphique d'un cahier des charges. 2) Grafcet de point de vue partie opérative (grafcet niveau II) Ce diagramme prend en compte la technologie des capteurs et actionneurs dont on se servira lors de la réalisation. Il décrit de manière séquentielle le comportement attendu de la partie commande (transitions), pour obtenir les effets souhaités de la partie opérative (étapes) Exemple vérin simple et double effet Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 19  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande des étapes et Transitions) est l'outil de représentation graphique d'un cahier des charges. 2) Grafcet de point de vue partie commande (grafcet niveau III) Pour la rédaction de ce grafcet, le concepteur doit avoir terminé l’étude du système. Celui-ci servira donc plus à la programmation (si automate) et au dépannage. On utilisera un langage propre aux récepteurs et actionneurs (ex: %Q0.0 pour la mise en route d’un moteur). Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 20  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Transition Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 21  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 22  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 23  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 24  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Grafcet à séquence unique Grafcet à séquences simultanées Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 25  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Grafcet à reprise de séquence Grafcet à choix de séquences Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 26  Rappels sur les automatismes séquentiels : Rappels sur le grafcet Grafcet à saut d’étapes Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 27  Rappels sur les automatismes séquentiels : Exemple d’application: Ascenseur 3 niveaux 1) Déterminer les entrées et les sorties de la partie commande 2) Réaliser le grafcet du fonctionnement de ce système Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 28  Rappels sur les automatismes séquentiels : Le Grafcet: Outil de Modélisation Les différents types d’actions et de réceptivités d’un Grafcet Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 29  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types d’actions: Action continue X9 9 1 X10 0 10 X11 Action A A temps 11 Action continue = Action qui dure tant que l'étape est active équation logique : A = X10 Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 30  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types d’actions: Action conditionnelle Ecriture usuelle Condition Logique 9 1 X9 cond 0 10 A 10 A si cond X10 X11 11 11 cond Ecriture normalisée CEI A 10 C A si cond temps 11 Définition  Action qui dure tant que l’étape est active et que la condition logique est vraie  équation logique : A = cond * X10 Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 31  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types d’actions: Action temporisée ou retardée Condition de temporisation X 9 9 T1/X10/5s 1 X10 10 A T1 = 5s 0 T1 Action de temporisation 5 sec 5 sec 11 A temps notation utilisée: Tj/Xi/q. i :le numéro de l’étape qui comporte l’action de temporisation et q est la durée écoulée depuis l’activation de l’étape i. j est le numéro du compteur utilisé Ecriture normalisée CEI A 10 D D = 5s 11 Définition  L’action A est retardée de T secondes (5s) à partir du début de l’étape active (X10)  Equation logique : A = T1/X10/5s. X10 Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 32  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types d’actions: Action impulsionnelle ou à durée limitée Condition de temporisation 9 X9 T1/X10/5s 1 X10 10 A T1 = 5s 0 Action de temporisation 5 sec 5 sec 11 A temps Ecriture normalisée CEI A 10 L L= 5s 11 Définition  L’action A ne dure que T secondes (5s) à partir du début de l’étape active (X10)  Equation logique : A = T1/X10/5s. X10 Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 33  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types d’actions: Action maintenue X9 9 X10 10 A X11 X12 11 A X13 temps A 12 A 13 Définition  L’action A dure tant qu’au moins une des étapes à laquelle elle est associée est active  Equation logique : A = X10+ X11+X12 Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 34  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types d’actions: Action maintenue mémorisée X9 9 Notation de mise à 1 X10 10 A=1 X11 X12 11 X13 temps 12 A Notation de mise à 0 13 A=0 Définition  L’action mémorisée A reste maintenue lorsque l’ étape qui l’a commandée vient à être désactivée (étape X10). Elle serait désactivée à l’étape ou une demande de mise à 0 est faite (étape X13)  Equation logique : SET(A) = X10; RESET(A) =X13 Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 35  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types d’actions: Action manuelle 9 10 ″mise en position manuelle de la pièce ″ 11 Définition  L’action manuelle A correspond à une intervention de l'opérateur. Elle ne peut être considérée comme une action associée à une étape Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 36  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types d’actions: Exemple1 Question: Trouver l’équation logique générale de l’action A 10 A Réponse: A = X10 + X20.C + X30.T1/X30/3s + X40.T2/X40/10s C 20 A T1/X30/3s 30 A T = 3s T2/X40/10s 40 A T = 10s Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 37  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types d’actions: Exemple2 Question: Donner le chronogramme des différentes actions du Grafcet suivant et donner l’équation logique de chacune des actions: 10 Monter X10 X11 11 descendre X12 Monter monter 12 Descendre temps Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 38  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types de réceptivités: Réceptivité à niveau ♦ Réceptivité faisant intervenir une condition logique 9 réceptivité (a+b).c 10 Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 39  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types de réceptivités: Réceptivité toujours vraie ♦Réceptivité dont la valeur logique est toujours 1 9 réceptivité =1 10 Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 40  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types de réceptivités: Réceptivité temporisée ♦ Réceptivité faisant intervenir le temps comme condition 9 A T4=3s X9 3 sec Tempo T4 (T4/X9/3s) A 10 X10 temps L’action A dure tant que le temps de la temporisation T4 sur la transition n’est pas écoulé. Transition passante 3 secondes après le début de l'activité de l'étape 9. Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 41  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types de réceptivités: Réceptivité temporisée ♦ Réceptivité faisant intervenir le temps comme condition 9 A T4=3s X9 3 sec Tempo T4 (T4/X9/3s).m m 10 A temps X10 Transition passante 3 secondes depuis le début de l'activité de l'étape 9 et si m est vraie. Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 42  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types de réceptivités: Réceptivité impulsionnelle 1 prise en compte des événements: front montant et front descendant Front montant de a Front descendant de a a a) Front montant On appelle front montant de la variable binaire a, la variable, notée ↑a, qui prend la valeur 1 à l’instant du passage de 0 à 1 de la variable a. b) Front descendant On appelle front descendant de la variable binaire a, la variable, notée ↓a, qui prend la valeur 1 à l’instant du passage de 1 à 0 de la variable a. Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 43  Rappels sur les automatismes séquentiels : Types de réceptivités: Réceptivité impulsionnelle L'utilisation d'un front montant ou descendant permet d'utiliser la même variable pour activer en séquence les différentes tâches d'un grafcet. Ici le bouton BPtel permet l'évolution d'une étape à l'autre sur la transition de l'état bas vers l'état haut. BPtel Etape 1 X1 Etape 2 X2 Etape 3 X3 Automatismes séquentiels EMSI 03/11/2024 44