Apostila Instrumentacao Grafcet
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IST / DEEC / SSC
LEEC 4 ano 2001-2002 / MEEC
Automao Automao de de Processos Industriais Processos IndustriaisGRAFCET GRAFCET (Sequential Function Chart) (Sequential Function Chart)http://www.isr.ist.utl.pt/~pjcro/api0102.html Docente: Paulo Jorge Oliveira
e-mail: [email protected] Tel: 21 8418053 ou 2053 (interno)
API
P. Oliveira
Pg. 1
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Automao de Processos Industriais
Programa da Cadeira: Programa da Cadeira:
Cap. 3 - Linguagens de Programao de PLCs [2 semanas] ... Cap. 4 - GRAFCET (Sequential Function Chart) [2 semanas] A norma GRAFCET. Elementos constituntes da linguagem. Tcnicas de modelao utilizando GRAFCET. ... Cap. 5 CAD/CAM e Mquinas CNC [1 semana]API
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Cap. 4 - GRAFCET
Linguagens de programao de PLCs Linguagens de programao de PLCs (IEC 1131-3) (IEC 1131-3) Ladder DiagramIf %I1.0 THEN %Q2.1 := TRUE ELSE %Q2.2 := FALSE END_IF
Structured Text
Instruction ListLD AND ANDN OR ST %M12 %I1.0 %I1.1 %M10 %Q2.0
Sequential Function Chart GRAFCET1(1) m
2(2) b
Direita 3(3) p
Carrega 4(2) a
Esquerda
API
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Cap. 4 - GRAFCET
Alguns ponteiros acerca de GRAFCETs (SFCs) Alguns ponteiros acerca de GRAFCETs (SFCs)
Resenha histrica: http://www.ecsi.org/ecsi/Doc/OtherDoc/SLDL/PDF/caspi.pdf http://www.lurpa.ens-cachan.fr/grafcet/groupe/gen_g7_uk/geng7.html Tutorial:
http://asi.insa-rouen.fr/~amadisa/grafcet_homepage/tutorial/index.html http://www-ipst.u-strasbg.fr/pat/autom/grafce_t.htm
Simulador: Bibliografia:
http://asi.insa-rouen.fr/~amadisa/grafcet_homepage/grafcet.html http://www.automationstudio.com (Fazer download e seguir projectos)
* Programao de Autmatos, Mtodo GRAFCET, Jos Novais, Fundao Calouste Gulbenkian * Petri Nets and GRAFCET: Tools for Modelling Discrete Event Systems R. DAVID, H. ALLA, New York : PRENTICE HALL Editions, 1992 * Norme Franaise NF C 03-190 + R1 : Diagramme fonctionnel "GRAFCET" pour la description des systmes logiques de commande
Homepage:API
http://www.lurpa.ens-cachan.fr/grafcet/
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Cap. 4 - GRAFCET
Resenha Histrica Resenha Histrica GRAFCET
1975 Deciso do grupo de trabalho "Logical Systems" da AFCET (Association Franaise de Cyberntique Economique et Technique) da criao de um comit para a standardizao da representao de sistemas lgicos e de automao.
1977 Definio do GRAFCET (Graphe Fonctionnel de Commande Etape-Transition).
1979 Divulgao e adopo em escolas, como rea de investigao e como metodologia de implementao de solues de automao na indstria.
1988 - GRAFCET tornou-se num standard internacional denominado "Sequential Function Chart, pela I.E.C.
API
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Pg. 5
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Elementos Bsicos Constituntes Etapas (steps)Inactiva Activa Inicial 3 2 1
LigaesArco dirigido
TransiesSimples Joint Fork Joint e fork(1)
R1
(2)
R2
(3)
R3
(3)
R3
Podem associar-se aces s etapas.
A cada transio pode associar-se uma funo lgica de receptividade.
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Elementos Bsicos Constituntes Ligaes orientadas (arcos)Em um GRAFCET:(1)
1R1
Um arco pode ligar etapas a transies. Um arco pode ligar transies a etapas. Uma etapa pode no ter nenhuma transio de entrada (fonte); Uma etapa pode no ter nenhuma transio de sada (sorvedouro). O mesmo se passa para as transies. API
2 .(2)
3
.4(3) R3
Action A
R2
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Estado de um GRAFCET
O conjunto de marcaes de um GRAFCET constitu o estado. Questo: Como evolui o estado de um GRAFCET?
1(1) R1
2 .(2)
3
Action A 4(3) R3
R2
.
API
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Evoluo do estado: Regra 1: Estado inicial Regra 2: Transposio de uma transio
Caracteriza-se pelas etapas activas no incio de operao (pelo menos uma).
Uma transio est permitida (ou activa) quando todas as etapas ligadas na sua entrada esto a condio (funo de receptividade) que lhe est associada verdadeira.
activas (caso contrrio est inactiva). Uma transio s pode ser transposta se est activa e se
Regra 3: Evoluo das etapas activasactivao de todas as etapas que lhe sucedem.
A transposio de uma transio leva desactivao de todas as etapas que a precedem e
Regra 4: Simultanidade da transposio de transiesTodas as transies activas so transpostas simultaneamente.
Regra 5: Activao e desactivao simultnea de uma etapa Neste caso a activao prioritria.
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Evoluo do estado:Regra 2a:Todas as transies activas so transpostas imediatamente.
Regra 4:Transies simultaneamente activas so transpostas simultaneamente.
Exemplo 1
Exemplo 2
Exemplo 3
1 . .(1) a (2)
2 . .a (3) b
5 . .(4) b (5)
8c
. .3 . 4 . 6
.
7
.
9 .
10 .
API
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Divergncia em OU:
Convergncia em OU:
Se a etapa 1 est activa e se a Verdade, ento desactiva-se etapa 1 e activa-se etapa 2, (a etapa 3 mantm o estado). Se a e b verdadeiros estando a etapa 1 activa, ento desactiva-se a etapa 1 e activam-se as etapas 2 e 3 (qualquer que seja o estado de 3 anterior).
Se a etapa 1 est activa e se a verdade (e b falsa), ento activa-se a etapa 3 e desactiva-se etapa 2, (a etapa 3 mantm o estado).
Se as etapas 1 e 2 esto activas e se a e b so verdade, ento desactivam-se as etapas 1 e 2 e activa-se a etapa 3.
Divergence em E:
Convergncia em E:
Se a etapa 1 est activa et se a verdade, ento desactiva-se a etapa 1 e activam-se as etapas 2 e 3. API
Se s a etapa 1 est activa e a verdade, nada muda. Se as etapas 1 e 2 esto activas e se a e b so verdade, ento desactiva-se as etapas 1 e 2 e activa-se a etapa 3.
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET
Exemplo de evoluo do estado de um GRAFCET:
1 . . .(1) R1
2 . .(2)
3 . . 4 . .(3) R3
Action A
R2
(Aco ao nvel. Tambm podem ser aces transico)
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Problema de modelao:
1 .
2 .
t1 3
t2
4
Dadas 4 etapas (1 a 4) e 2 transies (t1 e t2) escrever o troo de GRAFCET que resolva o seguinte problema: Quando as etapas 1 e 2 esto activas:
se t1 fr verdadeira, activar a etapa 3 (e desactivar as etapas 1 e 2);
se t2 fr verdadeira, activar a etapa 4 (e desactivar as etapas 1 e 2); caso contrrio tudo se mantm.API
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GRAFCET GRAFCET Outro problema de modelao:
1 . t1
2 .
t2
3
4
Dadas 4 etapas (1 a 4) e 2 transies (t1 e t2) escrever o troo de GRAFCET que resolva o seguinte problema: quando a etapa 1 est activa e t1 fr verdadeira, ou quando a etapa 2 est activa e t2 fr verdadeira activar as etapas 3 e 4.API
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Evoluo do estado de um GRAFCET: Conflitos:
Existem quando a validao de mais do que uma transio depende de uma mesma
etapa ou se vrias funes de receptividade podem tornar-se verdadeiras ao mesmo tempo.1(1) a (2) ba (1) a
1(2) b (1)
1a b (2) ab (3)
ab
2
3
2
3
2Trs hipteses mutuamente exclusivas Transio 1 prioritria
3
API
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GRAFCET GRAFCET Exemplo de modelao de um sistema de controlo1(1) m
m aesquerda carrega
2bdireita
Direita(2) b
3p(3) p
Carrega 4(4) a
Esquerda
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Exemplo de modelao de um sistema de controlo
* Tapete A, com sensor a que detecta se existe pea;
* Tapete B, com sensor b que detecta se existe pea;
* Manipulador sobre base linear com dois comandos D e G, para a direita e esquerda, respectivamente. Sensores a e b que detectam quando este se encontra sobre o tapeta A e B, respectivamente.
* Pina com comando para agarrar a pea PP, e sensor que detecta o fim de curso (fpp). Para pousar a pea recebe o comando DP e tem dois sensores de fim-de-curso fv+, em cima e fv- em baixo.
* Efector para empurrar as peas com os comandos P+ e P-, e com dois sensores de fim-de-curso fp+ e fp-.
* O tapete de sada est sempre em movimento
*Os tapetes A e B so comandados por automatismos a montante, independentes do trabalho desta clula.
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GRAFCET GRAFCET
Soluo:
Para garantir a alternncia de prioridades modificar a condio assinalada por (*)
Significado: pegar em pea em y, se existir pea em a e se b no fr prioritria; caso contrrio continuar, parando em b.
Alm disso, para implementar as prioridades juntar o seguinte GRAFCET:
API
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GRAFCET GRAFCETSoluo com melhoramentos:
a) Aps depositar uma pea, procurar a seguinte
b) Optimizar o local de repouso do manipulador de forma a poupar tempo soluo bvia y.
API
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GRAFCET GRAFCET Exemplo de modelao de um sistema de controlo Sensores: m b1, h1, b2 e h2 Actuadores: V1 , V 2 , W 1 e W 2h1 b1 W1 V1 m
reservatrio
V2
h2
b2
W2
API
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GRAFCET GRAFCET Exemplo de modelao de um sistema de controlo1(1) m
45 V2h2
7(1) m
2 V1h1 (4) (2)
3 W1b'1 (5) (3)
6b'2
2W2 7(3) (2) h1
V1(4)
5
V2 3b'1
h2
4(6) =1
W1(5)
6
W2
b'2
API
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GRAFCET GRAFCET Exemplo de modelao de um sistema de controlo1 4(1') m.X7 (1'') m.X4
7 5(4) h2
(1)
m
2 V1h1 (2)
V2(2)
2h1
V1(4)
5
V2 34 W1 se b1 67
h2
3(3) b'1
W1(5)
6b'2
W2
W2 se b2(6) b'1 . b'2
API
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Eventos e propriedades a = a a . a = a a . a = a (a . b) = a . b + b . a (a . b) . (a . c) = (a . b . c) a . a = 0 a . a = 0 a . a = a
a . a = 0
(a + b) = a . b + b + a
em geral, se os eventos a e b so independentes a . b = 0API
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GRAFCET GRAFCET Outros mecanismos auxiliaresE10 15 V2h2 (1)
m
2h1
V1 16 M10 3b'1
5
V2
h2
Macro-etapas
W1 4
6
W2
b'2
7
17API
V1
=1
S8
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GRAFCET GRAFCET Outros mecanismos auxiliares
Pseudo Macro-etapas Macro Aces Forar aces Trancar aces Mascarar aces
API
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GRAFCET GRAFCET Implementao em DOLOG80
O estado de cada etapa armazenado numa memria auxiliar. No arranque fazer: AM128 SLMx ... AM128 SLMy (etapas iniciais) RLM128 Por resultado de Rk em M100 AM1 AM2 AM100 SLM3 AM1 AM2 AM100 SLM4 AM3 AM4 RLM1 AM3 AM4 RLM21(k)
2
Rk
3
4
API
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GRAFCET GRAFCET Implementao no TSX3722Etapas
API
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GRAFCET GRAFCET Implementao no TSX3722Macro etapas
API
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET
API
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Implementao no TSX3722Arcos
API
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Informao associada com etapas e com o GRAFCET:
API
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Informao associada com etapas e com o GRAFCET (cont.):
E informao associada com transies? No faz sentido estado ou actividade.API
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GRAFCET GRAFCET General structure:
Caractersticas:
API
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GRAFCET GRAFCET Editor: 8 pginas Pginas 0 a 7 154 clulas (14*11)
Caractersticas:
API
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GRAFCET GRAFCET Divergncias OU(e Convergncias)
Caractersticas:
API
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Divergncias E(e Convergncias)
Caractersticas:
API
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GRAFCET GRAFCET Conectores
API
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Regras para divergncias e convergncias:OU E
API
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GRAFCET GRAFCET Programao de Aces
API
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GRAFCET GRAFCET Programao de AcesExemplo de ordenao de execuo de aces:
Exemplo de Activao/desactivao:
Exemplo de aco em contnuo:
API
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GRAFCET GRAFCET Estrutura da seco de GRAFCET
LD, IL, ST
GRAFCET
LD, IL, ST
API
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Inicializao da seco de GRAFCET
API
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Pg. 42
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Cap. 4 - GRAFCET
GRAFCET GRAFCET Reset da seco de GRAFCET
API
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