UD2.1 Introduccion GRAFCET PDF

Sistemas Secuenciales Programables Francisco Arráez Hernández Tema 2: GRAFCET GRAFICO SECUENCIAL El GRAFCET facilita el diseño y la estructuración de los programas, pero a costa de un mayor número de líneas o segmentos de programación. Con el GRAFCET es posible obtener secuencias “blinda...

Sistemas Secuenciales Programables Francisco Arráez Hernández Tema 2: GRAFCET GRAFICO SECUENCIAL El GRAFCET facilita el diseño y la estructuración de los programas, pero a costa de un mayor número de líneas o segmentos de programación. Con el GRAFCET es posible obtener secuencias “blindadas” de los procesos industriales que hay que automatizar, de tal manera que cuanto mayor sea la complejidad del sistema que hay que controlar, más justificado está su uso Gráfico secuencial Ejemplo Gráfico secuencial Partes de un GRAFCET Ejercicio: Realiza este GRAFCET En FluidSIM Gráfico Secuencial Etapas Representan diferentes estados del proceso secuencial. Se asocian a variables X1, X2….En función del número que estén representadas. Sus números no se pueden repetir mientras la etapa se encuentre en la misma cadena. Etapa inicial Etapa paso 5 Solo es posible tener una única etapa activa, siempre y cuando no se haya establecido una convergencia en etapas simultáneas. Gráfico secuencial Acciones en etapa Las acciones tienen unas etiquetas, en las que se indican las acciones a realizar. Se representa mediante un rectángulo e indica exclusivamente qué acciones están activas en esa etapa. Las demás se sobreentiende que están desactivadas. El orden de la etiqueta en la misma etapa no influye en el comportamiento del programa. Gráfico secuencial Asignación de las acciones - Asignación directa: Es aquella que activa la variable siempre que el flujo del programa esté en la etapa. - Asignación de activación: Asigna el valor lógico de 1 a la variable. (Función SET). - Asignación de desactivación: Asigna el valor lógico de 0 a la variable (Función RESET). - Asignación de un valor a una variable: Carga un valor, en este caso numérico. Gráfico secuencial Asignación de las acciones. Directa Asignación de activación Asignación de desactivación Asignación de un valor variable Gráfico secuencial Tipos de acciones Acción continua: En este caso, la acción se ejecuta siempre que la secuencia se encuentra en la etapa activa y deja de hacerlo cuando se sale de ella Ejemplo: La salida Q3 está activa siempre que el proceso se encuentre en la etapa 8 Gráfico secuencial Acción Condicionada: Se ejecuta siempre que la secuencia se encuentre en las etapas donde está la acción y, además, se cumpla la condición lógica de uno o mas señales. Ejemplo: La salida Q3 se activa siempre que el proceso se encuentre en la etapa 6 y se cumpla que las dos señales S1 y S2 están activadas a la vez Gráfico secuencial Acción Condicionada con retardo a la conexión: Ejemplo: La salida Q3 se activa a los 3 segundos de que la secuencia llegue a la etapa X7 Gráfico secuencial Acción Condicionada con retardo a la desconexión: Ejemplo: La salida Q7 se activa a los 3 segundos de que la secuencia se encuentra en la etapa X9 y está activa la señal S4. Un a vez que esta última pasa de 1 a 0, se inicia la temporización hasta que Q7 se desactiva. Gráfico secuencial Acción Condicionada con un límite de tiempo Ejemplo: La salida Q6 se activa al entrar en la etapa X8 y permanece así durante 3 segundos. En el funcionamiento inverso al retardo a la conexión. Gráfico secuencial Acciones por flancos Solamente se ejecutan cuando se entra o se sale de la etapa en la que se encuentra la acción. Son acciones asociadas a detectores de flanco. El flanco positivo es para detectar cuando se entra en la etapa y el flanco negativo para hacerlo cuando se sale. Gráfico secuencial Acción por asignación de un valor variable. Este tipo de acciones son especialmente útiles para activar o desactivar señales mediante funciones SET y RESET, así como asignar valores numéricos a las variables. Gráfico secuencial Asignación por eventos La acción es verdadera si se cumple que la etapa está activa y que se produce un evento en la señal de la condición. Esta acción se representa de forma similar a la acción condicionada, en la que la línea vertical tiene forma de banderola. Gráfico secuencial Transiciones. Una transición es una condición que permite el paso de una etapa a otra. Se representa con una línea horizontal en forma de cruz sobre la línea de dirección que une 2 etapas. Para que una transición sea receptiva debe estar activada la etapa que le precede, es decir, la que está por encima de ella. Gráfico secuencial Condiciones lógicas de transiciones En las transiciones se puede representar los indicadores de las señales o sus combinaciones lógicas, si es que existen, tanto de forma textual como de forma gráfica. Gráfico secuencial Transiciones temporizadas En ocasiones las transiciones necesitan ser receptivas a señales temporizadas, de forma que sea posible medir el tiempo necesario para flanquearlas (o pasarlas). Ejemplo: Si lo que se desea es controlar el tiempo de paso de una etapa a otra: Tiempo / Etapa anterior: por ejemplo: 4s / X3 (El paso de la etapa 3 a la 4 se realiza trascurridos 4s) Gráfico secuencial Ejemplo Si el tiempo de paso entre etapas está condicionado a la acción sobre una señal: Tiempo / señal: por ejemplo: 4s / Pulsador (El pulsador debe estar acciona- do durante 4s para pasar de etapa) Gráfico secuencial Operaciones de comparación: == Igual que >= Mayor o igual que Mayor que < Menor que Transición en función del valor de una variable. Permite establecer condiciones de paso entre etapas dependiendo del valor almacenado de la variable. Utilizando operaciones de comparación. Sintaxis del Gráfico secuencial La lectura de la secuencia debe realizarse de arriba abajo. Hay que utilizar indicaciones de dirección, en formato de flecha, para representar el retorno de flujo del programa hacia etapas superiores. Sin embargo, no es necesario realizar esta representación hacia abajo, salvo que pueda generar errores de interpretación. Nunca se podrá representar dos etapas o dos transiciones consecutivas. La lectura del flujo del programa debe realizarse siempre “etapa-transición-etapa-transición” Sintaxis del Gráfico secuencial Se debe representar al menos, una etapa inicial. Aunque esté permitida la representación de transiciones en horizontal, siempre que sea posible se deben representar en vertical siguiendo el flujo del programa. El número de etapas debe ser unívoco o, lo que es lo mismo, no puede haber 2 etapas con el mismo número salvo cuando se utilicen GRAFCET parciales a modo de subrutina. La numeración de etapas no necesariamente tiene que ser consecutiva: no obstante, se aconseja que sea así, dentro de lo posible, para su mejor entendimiento e implementación. Sintaxis del Gráfico secuencial Tipos de Grafcet. Secuencia Secuencias Secuencias Única Operacionales Simultáneas Sintaxis del Gráfico secuencial Secuencia única: Es un conjunto de etapas y transiciones conectadas en cascada y sin bifurcaciones. En este caso, la evolución de la secuencia solamente sigue un camino. Es una forma sencilla de representar un proceso, pero también la más incompleta, ya que cualquier proceso industrial requerirá la toma de decisiones para saltar o retornar a estados. Sintaxis del Gráfico secuencial Secuencias opcionales. En este tipo de Grafcet la secuencia puede optar por seguir dos o más caminos. Se denomina divergencia en O a la parte del GRAFCET en la que se bifurca la secuencia y, por el contrario, convergencia en O a la parte donde confluyen de nuevo. Sintaxis del Gráfico secuencial Secuencias simultáneas se ejecutan dos o más caminos al mismo tiempo. Las secuencias simultáneas siempre parten de una transición de origen y convergen en otra de destino. (Línea doble horizontal). Se denomina “DIVERGENCIA Y” (AND). Este grafcet no evoluciona hasta la secuencia principal, si no ha finalizado todos los caminos opcionales. Sintaxis del Gráfico secuencial Otras formas de representación: Saltos y retornos Se basan en el concepto de secuencias opcionales y se utilizan para direccionar el flujo del programa a una etapa anterior, en el caso de los retornos, o una posterior, en el caso de los saltos. Sintaxis del Gráfico secuencial Bucles de conexión o METAS: Los saltos y retornos entre etapas se pueden representar mediante marcas de conexión, también denominadas METAS. Su uso simplifica los gráficos secuenciales, los hace más claros y legibles y, por lo tanto, más fáciles de implementar. Las llamadas se representan con flechas cuya dirección indica el flujo de la secuencia. Las etiquetas indican los nombres de las variables de las etapas desde las que se llega o desde las que procede. La siguiente figura muestra un mismo GRAFCET de tres maneras diferentes en el que los saltos se representan con o sin METAS. Sintaxis del Gráfico secuencial Bucles de conexión o METAS: Sintaxis del Gráfico secuencial Actividad 1: Dibuja un GRAFCET con FLUIDSIM de 15 etapas con los siguientes saltos y retornos: - Saltos de Etapas 3, 4 y 5 a la 12 con S1 - Saltos de las etapas 3, 6, 7 a la etapa 14 con S2·S3 - Retornos de la etapa 2 desde las etapas 12, 13 y 14 con S4+S5 Estructuración del GRAFCET Un GRAFCET se puede estructurar por niveles, organizando jerárquicamente las cadenas parciales, que se llaman desde otras cadenas de nivel superior. Se recurre a lo siguiente: - GRAFCET parciales o expansiones - Etapas macro (Macroetapas) - Etapas incluyentes - Acciones de llamada a GRAFCET parciales Estructuración del GRAFCET Los símbolos relacionados con estos conceptos son: GRAFCET parciales o expansiones Son GRAFCET que dependen de otro GRAFCET (Maestro o Global) Los GRAFCET parciales se identifican con la letra G seguida de un numero de orden. La numeración de las etapas de estas cadenas pueden coincidir con las de otros GRAFCET pero en la misma no puede haber 2 etapas con el mismo numero. Macroetapas Es una forma gráfica de estructurar las secuencias por bloques funcionales. Es una forma de “aligerar” el GRAFCET Las estapas macro se representan con 2 líneas paralelas horizontales y se identifican con la letra M seguida de un numero (M1, M2, M3…) La expansión se representa mediante una cadena separada del GRAFCET principal, y estas dispondrán de una etapa de entrada E y otra de salida S que se representaran con esas letras seguidas de un numero. Si la macro etapa es M, las entradas y salidas serán E2 y S2 Macroetapas - No es posible salir de la macroetapa hasta que no se finalice la secuencia asociada. - Las macroetapas no son reutilizables. Una misma macro no se puede usar dos veces en el mismo programa. Etapas incluyentes Son etapas asociadas a GRAFCET parciales. A diferencia de las macroetapas, no se dispone de una etapa de entrada y de salida. Las características de las etapas incluyentes son: - Se pueden abandonar en cualquier momento, interrumpiendo de esa manera la ejecución del GRAFCET parcial que se llama desde ella. En este sentido, se trata de una etapa estándar y, si la transición o transiciones que permiten salir de ella se flanquea, la etapa se desactiva. - Al igual que las macroetapas, las incluyentes no son reutilizables. Etapas incluyentes - Los GRAFCET parciales asociados a ellas pueden tener secuencias con bucle cíclico o de tipo abierto con etapa fuente y etapa pozo. - Las etapas incluyentes pueden ser también de tipo inicial. - La etapa por la que se comienza la cadena parcial debe marcarse con un asterisco (*) - El GRAFCET parcial asociado deja de ejecutarse con un birt de la ultima etapa del mismo, usado en una transición que permite la salida de la etapa incluyente.  Ejemplo Macroetapa y Etapa Incluyente Las láminas de chapa se insertan manualmente. Cuando se acciona el pulsador de marcha, si el detector inductivo detecta que hay chapa en la base, el cilindro fijador baja para presionar la chapa. Cuando se acciona el final de carrera S4, el cilindro doblador baja hasta tocar S6. Una vez que la chapa ha sido doblada, ambos cilindros suben al mismo tiempo hasta que cada uno alcanza su correspondiente final de carrera (S3 y S5)  Ejemplo Macroetapa y Etapa Incluyente Anular: Estando la máquina en marcha, si se acciona el pulsador S_Anular, los dos cilindros deben recogerse hasta alcanzar la parte superior. Los movimientos deben hacerse de forma independiente. Primero debe subir el doblador y luego el fijador. Todo el tiempo que se esté realizando esta operación se debe señalizar con la lampara intermitente.  Ejemplo Macroetapa y Etapa Incluyente Arranque en caliente: Se se ejecuta el programa después de un arranque en caliente, la lampara debe ponerse intermitente. En esta situación se debe accionar el pulsador de marcha para que ambos cilindros suban hasta la posición de reposo (la de la figura), de la misma forma que se ha descrito en el proceso Anular  Ejemplo Macroetapa y Etapa Incluyente Solución: Para el proceso de arranque en caliente o Homing se ha optado por usar una macroetapa, ya que no es necesario salir de ella antes de que finalice. Para la secuencia principal se ha usado una etapa incluyente, de la cual se puede salir mediante el pulsador S_Anular, aunque no haya finalizado el GRAFCET asociado.