Accueil |

Grafcet

Le GRAFCET (acronyme de « GRAphe Fonctionnel de Commande Etapes/Transitions ») est un mode de représentation et d'analyse d'un automatisme, particulièrement bien adapté aux systèmes à  évolution séquentielles, c'est-à -dire décomposable en étapes.

Le GRAFCET représente donc graphiquement le fonctionnement d'un automatisme par un ensemble :

Sommaire
1 Mode de représentation
2 Séquence unique et séquences multiples
3 Les règles d'évolution du grafcet
4 Nature des actions
5 Nature des réceptivités
6 Synchronisation et couplage de séquences
7 Principales définitions concernant le GRAFCET

Mode de représentation

Le mode de représentation qui est normalisé (Norme NF C03190 de l'UTE) est le suivant :

  1. Une étape est représentée par un carré repéré par un numéro identificateur. Une étape active peut être désignée par un point au dessous du numéro. Les actions associées, sont indiquées de façon littérale ou symbolique, dans un rectangle relié à  la partie droite. Une étape initiale est représentée par un carré doublé. (En bleu, fig. ci-contre)
  2. Une liaison orientée est représentée par un ligne, parcourue par défaut de haut en bas ou de gauche à  droite. Dans le cas contraire, on utilise des flèches. On évite les croisements. (En noir, fig. ci- contre)
  3. Une transition entre deux étapes est représentée par une barre perpendiculaire aux liaisons orientées qui la relient aux étapes précedente(s) et suivante(s). Une transition indique la possibilité d'évolution entre étapes. à€ chaque transition est associé une réceptivité inscrite à  droite de la barre de transition. Une réceptivité est une condition logique qui permet de distinguer parmi toutes les combinaisons d'informations disponibles celle qui est susceptible de faire passer le système aux étapes suivantes. (En rouge, fig. ci-contre)

Séquence unique et séquences multiples

1. Séquence unique: un automatisme est décrit par un grafcet à  séquence unique lorsqu'il peut être représenté par un ensemble de plusieurs étapes formant une suite dont le déroulement s'effectue toujours dans le même ordre. (Le grafcet ci-dessus en est un exemple)

2. Séquences multiples simultanées: lorsque le franchissement d'une transition conduit à  activer plusieurs étapes, les séquences issue de ces étapes sont dites séquences simultanées. Les séquences simultanées débutent toujours sur une réceptivité unique et se terminent toujours une réceptivité unique . En effet, les différentes séquences "démarrent" en même temps puis évoluent ensuite indépendamment les unes des autres. Ce n'est donc que lorsque toutes les étapes finales de ces séquences sont actives simultanément (ce qui se produit souvent après attente réciproque) que l'évolution peut se poursuivre par le franchissement simultané d'une même transition. Le début et la fin des séquences simultanées sont représentés par 2 traits parallèles (en rouge, fig.ci-contre), qui ne constituent pas des entités spécifiques du grafcet, mais qui doivent être compris comme l'élargissement de l'entrée ou de la sortie de la transition. (On parle parfois de "divergence" et de "convergence en ET" pour cette représentation.)

3. Séquences multiples exclusives: lorsque, à  partir d'une étape, on peut effectuer un choix entre plusieurs séquences possibles conditionné par plusieurs réceptivités exclusives, on a affaire à  une sélection de séquences ou aiguillage. Pour une meilleure lisibilité, les différentes séquences possibles sont instalées sous un trait horizontal (en rouge fig. ci-contre) qui represente l'élargissement de la la sortie de l'étape, et se retouvent par un trait analogue représentant l'entrée de l'étape à  nouveau commune. D'un façon analogue au double trait vu ci-dessus, on parle de "divergence" et de "convergence en OU" pour cette représentation.


Deux cas particuliers de sélection de séquences se rencontrent fréquemment dans la plupart des automatismes séquentiels. Ce sont le saut d'étape et la reprise de séquence.

  1. Le saut d'étape permet de sauter un cartain nombre d'étapes si une condition logique est réalisée. (En fait, c'est le cas général, avec une branche vide)
  2. La reprise de séquence permet de répéter une même séquence jusqu'à  ce que la réceptivité de fin de séquence soit vraie.

Si les receptivités ne sont pas excusives (par exemple si c12 et c13 peuvent être vraies au même moment) la suite est indéterminée, le grafcet est fautif.


Les règles d'évolution du grafcet

Règles de syntaxe

L'alternance étape-transition doit être respectée. Deux étapes ne doivent jamais être reliées directement. Deux transitions ne doivent jamais être reliées directement.

Règle d'évolution

  1. L'initialisation: Une situation initiale est caractérisée par le fait q'un certain nombre d'étapes sont actives au début du fonctionnement. Ces étapes sont repérées sur le grafcet par un double carré.
  2. Le franchissement d'une transition: une transition est soit validée soit non validée. Elle est validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes sont actives. Elles ne peuvent être franchie:
    1. que lorsqu'elle est validée
    2. et que la réceptivité associé est vrai.
  3. L'évolution des étapes actives: le franchissement d'une transition entraine l'activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes.
  4. Evolution simultannées: plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.

Nature des actions

Le critère de classification des actionsles plus utilisées, et la durée de l'action comparativement à  la durée de l'étape.

  1. Action continue: l'action se poursuit tant que l'étape à  laquelle elle est associée est active. Cela se traduit par le diagramme temporel suivant:
  2. Action conditionnelle: l'action est éxecutée si, en plus de l'activité de l'étape à  laquelle elle est associée, une condition logique spécifiée doit être réalisée. Ces actions conditionnelles sont particulièrement importante car elles permettent, dans une étape, de réaliser un combinatoire local en vue, par exemple, de faire intervenir simplement les conditions de sécurité.
  3. Action retardée: cette action est un cas particulier d'action conditionnelle dans laquelle le temps intervient comme condition logique. L'indication de temps s'éffectue par la notation: t/Xi/q qui spécifie par Xi l'étape i prise en compte comme origine des temps et par q sa durée.
  4. action de comptage d'un temps: c'est une action lié à  la précédente. Elle délenche une temporisation qui conditionne une action retardée.
  5. Action fugitive: c'est une action de durée infiniment courte (d'un point de vue de la partie opérative) mais suffisamment longue pour pouvoir effectuer des actions ponctuelles sur la partie commande telles que des positionnements de variables internes, des préselections de compteurs, ... . Action fugitive à  l'activation ou à  la désactivation d'une étape:
  6. Action maintenue pendant l'activation de plusieurs étapes: pour maintenir la continuité d'une action devant se prolongerpendant l'activité de plusieurs étapes, il est possible:

Nature des réceptivités

  1. Réceptivité sur niveau: ce sont des conditions logiques actives sur niveau haut ou sur niveau bas.
  2. Réceptivité sur front: cette réceptivité est conditionnée par le changement d'état d'une variable, c'est-à -dire par l'apparition d'un front montant a ↑ ou d'un front descendant a ↓ .
  3. Réceptivité temporelle: elle est constitué par la constatation d'une durée écoulée depuis le début de l'activation d'une étape.

Synchronisation et couplage de séquences

  1. activation simultanée de 2 étapes: 5 et 8 sont activées simultanément:
  2. attente d'évènements: les étapes 25 et 23 sont des étapes d'attente réciproque. Lorsqu'elles sont actives en même temps et que T2=1 on passe à  l'étape 26:
  3. interdiction d'évènements: si certaines actions d'une séquence sont interdites lorsque d'autres actions d'une autre séquence simultannée ont lieu, il faut faire dépendre le franchissement des transitions de la 1ere séquence des états actifs des étapes de la 2eme séquence. L'étape 3 ne peut être activée si les étapes 6 ou 7 sont actives.
  4. séquences répétées ou sous programme: lorsqu'une même séquence est utilisée plusieurs fois dans un cycle, on peut éviter de la répéter en la remplaçant par un rectangle avec double traits verticaux à  l'intérieur duquel sont notées l'étape d'entrée et l'étape de sorite.

Principales définitions concernant le GRAFCET