Automa'zación  III  

Grafcet  Elías  Herrero  

Introducción  •  El  Grafcet  es  un  método  gráfico  de  modelado  de  sistemas  de  

control  secuenciales    •  Surgio  en  Francia  a  mediados  de  los  años  70,  y  fue  creado  por  una  

agrupación  de  algunos  fabricantes  de  autómatas,  en  concreto  Telemecanique  y  Aper,  junto  con  dos  organismos  oficiales,  AFCET  (Asociación  Francesa  para  la  Ciberné'ca,  Economía  y  Técnica  y  ADEPA  (Agencia  Nacional  para  el  Desarrollo  de  la  Producción  Automa'zada).    

•  Fue  homologado  en  Francia  (NFC),  Alemania  (DIN),  y  con  posterioridad  por  la  Comisión  Electrotecnia  Internacional  (  IEC  848,  en  1998).    

•  Describe  la  evolución  de  un  proceso  que  se  pretende  controlar,  indicando  las  acciones  que  hay  que  realizar  sobre  dicho  proceso  y  que  informaciones  provocan  el  realizar  una  u  otra  acción    

Símbolos  normalizados  

•  Etapas  –  La  evolución  de  un  proceso  representada  mediante  un  gráfico  Grafcet,  

esta  formada  por  una  sucesión  de  etapas  que  representan  cada  uno  de  sus  estados,  llevando  cada  una  de  ellas  asociada  una  o  varias  acciones  a  realizar  sobre  el  proceso.    

–  Las  etapas  se  representan  con  un  cuadro  y  un  número  o  símbolo  con  un  subíndice  numérico  en  su  interior,  en  ambos  casos  el  número  indica  el  orden  que  ocupa  la  etapa  dentro  del  Grafcet    

–  Las  etapas  iniciales,  aquellas  en  las  que  se  posiciona  el  sistema  al  iniciarse  el  proceso,  se  representan  con  un  cuadro  doble.    

Símbolos  asociados  

•  Acción  asociada  – Son  una  o  varias  acciones  a  realizar  sobre  el  proceso,  cuando  la  etapa  de  la  cual  dependen  dichas  acciones  se  encuentra  ac'vada.    

Símbolos  normalizados  •  Las  acciones  se  clasifican  en:  

–  Internas:  Temporizaciones,  contadores,  cálculos  matemá'cos,  etc.  –  Externas:  Se  producen  sobre  el  proceso  a  controlar,  cerrar/abrir  una  

válvula,  etc.  

•  Transiciones  –  Unen  diferentes  etapas  que  se  deben  ejecutar  secuencialmente.  –  La  transición  puede  disponer  de  una  condición  para  que  se  pueda  

ejecutar  

Transiciones  

•  Toda  transición  lleva  asociada  una  condición  – Función  booleana  – Se  le  suele  llamar  recep'vidad  

•  Una  transición  está  validada  si:  – La  etapa  o  etapa  anteriores  están  ac'vadas  

•  Se  produce  el  franqueo  de  la  transición  si:  – La  transición  está  validada  – Y  la  recep'vidad  es  verdadera  

Estructuras  base  

•  Soporta  dos  'pos  de  estructura  secuencial  – Estructura  base:  

•  Secuencialidad  •  Concurrencia  

– Estructura  lógica:  •  Concatenación  de  estructuras  

Estructuras  base  •  De  secuencia  única  

–  Las  etapas  se  ac'van  unas  detrás  de  otras  

•  De  secuencia  paralela  –  Es  un  conjunto  de  estructuras  

que  se  ac'van  por  una  misma  transición  de  forma  simultanea.  

Dos  secuencias  únicas  

Estructura  1  

Transición  que  ac'va  ambas  estructuras  

Estructura  2  

Símbolo  secuencias  paralelas  

Estructuras  lógicas  

•  Divergencia  OR  – Posibilidad  de  tomar  dos  o  más  secuencias  alterna'vas  a  par'r  de  una  en  común.  

•  Convergencia  OR  

Estructuras  lógicas  

•  Divergencia  en  AND  

•  Convergencia  en  AND  

Ejemplo  La  pulsación  de  x1  o  x2  debera  iniciar  el  movimiento  ascendente  del  montacargas  m1  o  m2  respec'vamente.    Sólo  un  montacargas  debe  estar  en  funcionamiento  a  la  vez.      También  inicialmente  se  supone  que  el  accionamiento  simultáneo  de  los  dos  pulsadores  no  puede  ocurrir.    

Ejemplo  Variación:      Se  requiere  un  sólo  pulsador  X  para  iniciar  el  movimiento  de  los  dos  montacargas,  sincronismo  en  el  inicio  del  movimiento  y  la  única  restricción  que  se  impone  es  que  para  cada  ciclo  de  funcionamiento  ambos  montacargas  deben  estar  situados  en  su  posición  inicial  (q  y  r).      Además  se  deja  abierta  la  posibilidad  de  que  los  dos  montacargas  posean  movimientos  con  dis'ntas  velocidades.    

X  and  q  and  rr  

Ejemplo  Variación:    Si  en  el  ejemplo  anterior  se  pretende  que  exista  también  sincronismo  en  el  movimiento  de  descenso  del  montacargas,  para  ello  el  sistema  debe  esperar  a  que  ambos  montacargas  se  encuentren  en  la  posición  (s,  t)  antes  de  iniciar  el  movimiento  de  descenso  simultáneo  hasta  la  situación  inicial  (q,  r).    

Problema  reto  •  Existe  un  pulsador  “B”,  de  inicialización  del  sistema,  con  

objeto  de  que  el  motor  adquiera  una  velocidad  de  giro  de  régimen  permanente,  que  se  ob'ene  accionando  M.  El  taladro  posee  varias  velocidades  en  el  sen'do  longitudinal  del  eje,  léase  bajada  lenta  del  utensilio  del  taladro  BL,  bajada  rápida  BR  y  subida  rápida  SR.    

•  La  pieza  en  la  que  se  va  a  realizar  el  taladro  se  detecta  mediante  un  detector  induc'vo  P,  y  se  sujeta  mediante  dos  sujeciones  accionadas  por  C.  La  tarea  de  realizar  un  taladro  sigue  la  siguiente  secuencia:  primero  se  detecta  la  pieza  mediante  el  detector  induc'vo,  posteriormente  se  pulsa  el  botón  “A”  de  inicio  de  operación  con  lo  que  actúan  las  sujeciones  de  la  pieza  y  al  mismo  'empo  se  inicia  el  descenso  rápido  de  la  broca  “BR”.    

•  Antes  de  empezar  a  realizar  el  taladro  propiamente  dicho  a  la  pieza,  el  detector  “Y”  provoca  el  paso  de  descenso  rápido  de  la  broca  a  descenso  lento  “BL”,  el  cual  se  interrumpe  cuando  se  detecta  el  final  de  carrera  “Z”.  Inmediatamente  se  produce  la  subida  rápida  de  la  broca  hasta  alcanzar  la  posición  de  reposo  “X”.    

Problema  reto  

Calificadores  

Modificación  •  Existe  un  pulsador  “B”,  de  inicialización  del  sistema,  con  objeto  de  

que  el  motor  adquiera  una  velocidad  de  giro  de  régimen  permanente,  que  se  ob'ene  accionando  M.    

•  Para  dar  'empo  a  que  el  motor  adquiera  esa  velocidad,  se  introducirá  una  espera  de  5  segundos.  

•  La  pieza  en  la  que  se  va  a  realizar  el  taladro  se  detecta  mediante  un  detector  induc'vo  P,  y  se  sujeta  mediante  dos  sujeciones  accionadas  por  C.  La  tarea  de  realizar  un  taladro  sigue  la  siguiente  secuencia:  primero  se  detecta  la  pieza  mediante  el  detector  induc'vo,  se  debe  esperar  1  segundo  para  que  actúen  las  sujeciones  de  la  pieza  y  al  mismo  'empo  se  inicia  el  descenso  rápido  de  la  broca  “BR”.    

•  Antes  de  empezar  a  realizar  el  taladro  propiamente  dicho  a  la  pieza,  el  detector  “Y”  provoca  el  paso  de  descenso  rápido  de  la  broca  a  descenso  lento  “BL”,  el  cual  se  interrumpe  cuando  se  detecta  el  final  de  carrera  “Z”.  Inmediatamente  se  produce  la  subida  rápida  de  la  broca  hasta  alcanzar  la  posición  de  reposo  “X”,  donde  la  sujeción  C  se  libera  necesitando  un  impulso  de  al  menos  2  segundos.    

•  El  pulsador  A  lo  u'lizaremos  para  apagar  el  motor  si  no  hay  pieza  presente,  y  si  la  hay  para  comenzar  el  proceso  de  taladro.  

Diagramas  no  seguros  

Diagramas  no  seguros  

Problema  reto  

Tenemos  una  cinta  transportadora  como  la  que  se  ve  en  la  imagen.  En  ella  tenemos  un  motor  (M)  que  hace  ponerse  en  movimiento  la  cinta.  Este  motor  es  controlado  por  un  único  pulsador  (P)  con  la  siguiente  lógica:    -­‐  Si  P  es  pulsado  durante  menos  de  2  segundos,  la  cinta  se  desplazará  durante    10  segundos.  La  cinta  se  puede  parar  inmediatamente  si  se  vuelve  a  pulsar  P.  -­‐  Si  P  es  pulsado  durante  más  de  2  segundos,  la  cinta  se  desplazará  permanentemente,  hasta  que  se  vuelva  a  pulsar  P  durante  más  de  2  segundos.