Grafcet Automa Ver 1

Metodologías

GRAFCET - GEMMA Jorge Enrique Meneses Flórez ESPECIALIZACIÓN EN

Desarrollo y explotación de sistemas automáticos de producción

Necesidad de emplear UTILES METODICOS, con un vocabulario preciso y una aproximación sistemática y guiada, donde se reflejen punto por punto los procedimientos a emplear a modo de un “CHECK LIST”. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET / GEMMA ¿OBJETIVOS?

 Conocer y aplicar, metodologías que

permitan el desarrollo de programas de control (automatización) para procesos secuénciales (sistemas de eventos discretos), independientemente de la plataforma hardware del controlador. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET / GEMMA JUSTIFICACION

 La creciente complejidad de los automatismos

industriales, se traduce en una mayor dificultad para definir de una manera clara y sin ambigüedades las especificaciones funcionales a las que debe responder.

 Esta dificultad se ve agravada por la utilización de

un gran número de informaciones de entrada y salida. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET / GEMMA ALTERNATIVAS

Las distintas formas de descripción de un proceso podrían ser clasificadas en distintos grupos …. UNA DESCRIPCIÓN LITERAL ÚNICAMENTE  Resulta larga, incomoda, a veces imprecisa y, a menudo incompleta. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET / GEMMA ALTERNATIVAS

UNA DESCRIPCIÓN LÓGICA (LÓGIGRAMA)  Está casi exclusivamente enfocado a una tecnología determinada, y no es apropiada a la realización mediante programa.

REPRESENTACIÓN POR ORGANIGRAMA  Más general, se adapta bien a las realizaciones mediante programa, pero resulta pobre en el caso de los secuénciales y no muestra los funcionamientos simultáneos, caso de que los haya. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET / GEMMA Y entonces…….?

LA TENDENCIA!!

 Los trabajos realizados en los últimos años, han conducido a representaciones gráficas de las especificaciones funcionales que son totalmente independientes de la realización tecnológica, pudiendo ésta ser:  CABLEADA: módulos neumáticos, relés

electromecánicos o módulos electrónicos  PROGRAMADA: PLC, autómata programable,

computador, microcontrolador o microprocesador. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET / GEMMA LA TENDENCIA

Las nuevas formas de representación grafica se basan en los conceptos de ETAPA - RECEPTIVIDAD  Simplifican en gran medida la síntesis de los automatismos secuénciales, al considerar el hecho de que, entre el gran número de informaciones disponibles, pocas son significativas en un determinado momento.

 Método de Huffmann:  Ecuaciones lógicas de un sistema con el mínimo numero de componentes  Aplicación compleja para sistemas grandes  Automatismo resultante difícil de interpretar y analizar una vez alcanzada la simplificación de las Jorge ecuaciones Enrique Meneses Flórez Automatización Industrial

GRAFCET

Una forma simple e intuitiva de AUTOMATIZAR ! Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET ¿Qué es? 

Es un método gráfico de sintaxis simple, para especificar la automatización industrial de un proceso secuencial. Está compuesto por comandos concisos y poderosos !!.

¿De dónde proviene su nombre? 

Es el acrónimo para: GRAfico

Funcional de Control de Etapas y Transiciones

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET ANTECEDENTES

 P. GIRAUD  Introdujo los conceptos de

receptividad y etapa, fundamentales para la definición del Grafcet.

 KARL ADAM PETRI  A partir de su tesis doctoral introduce

las denominadas redes de Petri (Petri Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET ¿Cómo surge?

 Creado en Francia, en el año 1977, por AFCET: Association Française pour la Cybernétique Economique et Technique ADEPA: Association pour le Développement de Production Automatisée.

Surge ante la necesidad de disponer de un método UNIFICADO de descripción de procesos secuénciales que fuera eficaz, simple e interpretable por técnicos de diferentes campos: El ingeniero que define las necesidades del automatismo. El ingeniero que lo diseña para implementarlo. El técnico de mantenimiento que debe cuidar Jorge Enrique Meneses Flórez Automatización Industrialmodificaciones su funcionalismo o introducir

GRAFCET Características

Este diagrama funcional permite describir los comportamientos del automatismo en relación a las informaciones que recibe, imponiendo un funcionamiento riguroso, evitando de esta forma incoherencias, bloqueos o conflictos en el funcionamiento. En cada nivel de descripción, este diagrama puede ser modificado o corregido, sin necesidad de volver a partes ya estudiadas. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Características

El GRAFCET, complementado con el álgebra de BOOLE, permite algo más que la descripción e interpretación gráfica de procesos. Es una potente, y a la vez flexible, herramienta de diseño, que incorporada como lenguaje de programación, facilita el desarrollo de muchos automatismos.

Tiene unas normas de edición bastante sencillas. Está MUY INDICADO para plantear estructuras secuénciales. Es muy estructurado. Impone una disciplina de programación. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Características

Hay Autómatas Programables que incorporan paquetes de programación en GRAFCET. Es poco práctico para sistemas puramente combinacionales. Es una variante del Diagrama de Transiciones de Estados. Es una simplificación sistematizada de las Redes de Petri. Está normalizado a nivel europeo IEC (CEI) 848. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Tipos  GRAFCET de Nivel 1

-Descripción funcional-

 Se trabaja con las especificaciones funcionales del

automatismo, de forma independiente a la tecnología que lo llevará a la práctica.  Describe las acciones que se deben efectuar y los elementos de control que intervendrán, sin indicar los elementos concretos a utilizar



GRAFCET de Nivel 2 -Descripción tecnológica Deben indicarse todas las especificaciones de los órganos

operativos.  Deben detallarse los elementos tecnológicos que intervendrán.

 GRAFCET de Nivel 3

-Descripción operativa-

Enrique Meneses Flórez Automatización  Deben especificarse todos losIndustrial elementos, conJorgelos

GRAFCET Principios

 Para simbolizar el funcionamiento de un automatismo, el GRAFCET utiliza una sucesión alternada de etapas y transiciones.  A cada etapa le corresponde una o más acciones a ejecutar. Una etapa puede tener varios estados (como se verá más adelante), pero la acción asociada se lleva a cabo solo cuando la etapa está activa.  Cada transición está obligatoriamente asociada con una condición lógica que puede ser verdadera o falsa.

 La evolución de una etapa a otra se puede efectuar solo cuando el franqueo de una transición es validado. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Elementos gráficos de base

Etapas iniciales Etapas normales

Acciones asociadas Acciones asociadas condicionadas Transiciones Líneas de enlace Líneas de reenvío Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Mensajes de Interpretación  Mensajes?… pueden ser:  Textos o Ecuaciones lógicas  Están asociados a las etapas o a las transiciones

para indicar la actividad desarrollada o las relaciones entre variables del sistema que deben cumplirse.

 Dos tipos  Mensajes de ACCION  Mensajes de RECEPTIVIDAD Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Mensajes de Interpretación de ACCION asociados

a cada etapa

Indican la actividad a

desarrollar en la etapa cuando esté ACTIVA de RECEPTIVIDAD

asociados a cada transición Indican las

condiciones lógicas necesarias y suficientes para pasar de cada etapa

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas

Las ETAPAS representan cada uno de los estados del sistema !!  Cada etapa debe corresponder a una situación tal que

las salidas dependan únicamente de las entradas, dicho de otro modo, la relación entre las entradas y las salidas es puramente combinacional. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas  Situación del sistema en la que

todos o parte de los elementos que intervienen en el automatismo permanecen invariantes o estables.  Iniciales

ETAPAS  Normales Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas Iniciales  Una etapa inicial se representa con un doble cuadrado.

 Las etapas iniciales de un sistema se activan al iniciar

el GRAFCET.  Una vez se han iniciado, las etapas iniciales tienen el mismo tratamiento que las otras etapas.  Un sistema debe tener como mínimo una etapa inicial.

Etapa inicial sin retorno

Etapa inicial con retorno

Etapa inicial con retorno y con activación forzada

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas Normales     

Representan los estados estables del sistema. Se representan mediante un cuadrado numerado. Deben estar numeradas; aunque no necesariamente de forma consecutiva. No puede haber dos etapas con el mismo número. Pueden estar activas o inactivas. El estado activo de una etapa, se indica con un punto de color . En las etapas, puede o no haber acciones asociadas.

Etapa normal

Etapa normal ACTIVA

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Estados de las Etapas  Cada etapa tiene asociada una variable de estado Xi

de tipo bit…. una etapa puede estar en tres estados diferentes:

 ACTIVA (variable de estado = 1) Una etapa activa es la etapa en la que se encuentra el sistema. Se representa por un punto debajo del estado.  ACTIVABLE (variable de estado = 0) Una etapa activable es la etapa siguiente a la etapa activa.  INACTIVA (variable de estado = 0) Una etapa inactiva es una etapa que no se encuentra en alguno de los estados anteriores. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Estados de las Etapas Posibles estados de la etapa Ei.

Transición T i-1 Franqueada

Ei ACTIVABLE

Ei-1 Ei ACTIVA

Ei-1 activa

Ti- 1

Transición T i Franqueada

Ei

Ti

Ei+1

Ei NO ACTIVADA (INACTIVA)

Esquema de posibles estados de Ei y las transiciones para cambiar dichos estados

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas – Acciones asociadas

Una acción asociada indica que al estar activa la etapa, la acción se ejecuta.

Motor a la derecha

Una etapa sin ninguna acción asociada puede servir para hacer detener una acción monoestable que se realizaba en la etapa anterior, o como etapa de espera. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas – Acciones asociadas

En una etapa puede haber múltiples acciones asociadas..

Motor a la derecha

Ventilador

Si en un sistema, en un momento concreto hay una sola etapa activa, entonces, solamente estarán funcionando las elementos activados por las acciones asociadas en esa etapa (a no ser que en otra etapa se haya activado de forma biestable otra acción). Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas – Acciones asociadas condicionadas  En el rectángulo donde se representa la acción

asociada, hay una entrada para las condiciones.

 La acción a realizar en una o más de las acciones

asociadas a una etapa, puede estar condicionada a una función booleana adicional. Puerta no ha llegado a la derecha

Motor a la derecha

En esté caso el motor girará a la derecha mientras esté activa la etapa 3 y además la puerta no haya llegado ya a la derecha.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas – Acciones asociadas condicionadas  La norma IEC-848 propone representaciones, las

cuales serán explicadas mediante ejemplos, para las acciones asociadas condicionadas: C Acción condicionada D Acción retardada L

Acción limitada en el tiempo

P

Impulso

S

Acción memorizada Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas – Acción condicionada (C)

Supongamos un sistema en que tenemos un tablero electrónico, para la regulación de unas maquinas.

Si estando activa la etapa de espera 2, y el termostato indica un sobrecalentamiento, el ventilador se pondrá en marcha.  Esta condición, la podemos representar dentro del recuadro de la acción, o bien fuera.

Automatización Industrial

Ventilador Si

Sobrecalentamiento

Sobrecalentamiento

Ventilador

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas – Acción cond. de retardo (D – Delayed)

 El motor A se pondrá en marcha 5 segundos después de activarse la etapa 10 …. Si la transición r se activa antes de ese tiempo el motor no llegará a ponerse en marcha.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas – Acción (condicionada) Limitada en el tiempo (L)

La bomba es pondrá en funcionamiento durante 10'' después de haberse activado la etapa 11, ….. Pasado este tiempo aúnque no se active la transición s, la bomba dejará de funcionar.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas – Acción (condicionada) de impulso (P)

 Al activarse la etapa 12, se activará la

electroválvula K con un impulso de señal (señal externa).

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Etapas – Acción memorizada (S)

Cuando se active la etapa 13, el motor A se pondrá en marcha de forma biestable (set), y al salir de la etapa, continuará funcionando hasta que se haga un reset a la acción. Al activarse la etapa 14, el motor A se detendrá, ya que en esa etapa, la acción hace un reset al funcionamiento del motor. Automatización Industrial

S

Activación Motor A

Desactivación R Motor A

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET ARRANQUE: En frió 

Inicialización de proceso automático sin guardar memoria de ninguna situación anterior.  Orden procede de un operador humano  Orden de un sistema automático jerárquicamente superior



Después del arranque en frío se activan todas las etapas iniciales y quedan inactivas todas las demás

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET ARRANQUE: En caliente  Reinicialización

de un automatismo cuando éste guarde memoria de alguna situación anterior.  Rearranque sin perdida del contexto anterior,

es decir, manteniendo memorizadas las variables de estado del proceso  En el arranque pueden activarse las etapas

iniciales o mantener el contexto o estado anterior al arranque en caliente. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Transiciones?

Son las condiciones Se representan con un que el sistema debe pequeño segmento superar para pasar a una horizontal que corta la línea de enlace entre dos etapa siguiente. etapas. Validar la transición 34 implica un cambio en las etapas activas del GRAFCET. Ac ción as ociada etapa 34

Transición

 Son etapas de…

35

Ac ción as ociada etapa 35

 ENTRADA a una transición, todas las que conducen a

una transición.  SALIDA de una transición, las etapas que salen de una Jorge Enrique Meneses Flórez Automatización Industrial transición.

GRAFCET Transiciones

Regla Básica de sintaxis en GRAFCET

Entre dos etapas debe existir una y sólo una condición de transición !!

La condición lógica de la transición puede venir expresada por una función lógica combinacional todo lo compleja que sea necesario, siempre que dé como resultado un bit 1= Condición verdadera 0= Condición falsa Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Transiciones

RECEPTIVIDADES?... condición o condiciones que se deben superar para poder pasar una transición En una transición podemos tener:

Una condición simple [Pm]  Una función booleana [(Pm+Pk]*Pp]  La señal de un temporizador o un contador.  La activación de otra etapa del GRAFCET [ E12 ] Donde E nos indica que la receptividad esta condicionada al hecho que la etapa (en este caso la 12) esté activa. 

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Transiciones

 La RECEPTIVIDAD puede escribirse de forma literal o simbólica; debe situarse a la derecha del símbolo grafico de la transición. Literal 10

Simbólica 10

Operación finalizada

(a + b) ● c

Flanco + 10

Flanco -

10 a+b

(a ● b) 

Automatización Industrial

Verdadera 10 =1

Temporizado 10 ( t10/5 seg) Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Transiciones

Una Transición puede encontrarse en una de cuatro posibles situaciones…..







Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Líneas de enlace o de evolución  Unen entre sí las etapas que representan actividades

consecutivas. Se entenderán siempre orientadas de arriba hacia abajo, a menos que una flecha indique lo contrario.

 REENVIOS ? Son símbolos en forma de flecha que indican la procedencia o destino de las líneas de evolución.  Permiten fraccionar un grafico o evitan dibujar líneas de evolución con excesivos cruces. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Líneas de enlace o de evolución

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras – Desarrollo del sistema  El diagrama se dibuja con una sucesión alternada de etapas y transiciones.  No puede haber dos etapas seguidas, ni tampoco dos transiciones seguidas.

Ejemplo 1 Entre las etapas 200 y 201 o entre las etapas 200 y 202 hay dos condiciones para la transición (000 y 001 ó 000 y 002). En este caso esto se puede resolver haciendo que la receptividad de la transición se cumpla si es valida la función And (000 * 001) o la (000 * 002). Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras – Desarrollo del sistema

Ejemplo 2 Al superar la condición 003 de la transición, el motor debe girar a la derecha y también se debe accionar el ventilador. Para realizar esto se han de poner todas les acciones asociadas en la misma etapa. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras – Evolución del sistema Para que el sistema pueda evolucionar es necesario:  Validar la transición. Todas las etapas de entrada a la transición deben estar activas.  Que sea cierta la receptividad asociada. condición de la transición verdadera.

Ejemplo 3 La primera transición se podrá validar, si la etapa 123 esta activa, y además se cumple la condición 000. En este momento deja de estar activa la etapa 123, y le toma el relevo la 124. El grafcet evolucionara a la etapa 125, si estando activa la etapa 124 se cumple la condición 002 y también la 005 Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras – Evolución del sistema

Ejemplo 4 Las etapas 200 y 210 son etapas de entrada a la transición.

Para validar la transición, deben esta activas las dos etapas. Para poder entrar a la etapa 220, la transición tiene que estar validada y se debe de cumplir la receptividad asociada (003) a la transición. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras – Estructuras Basicas

Secuencia Lineal  Solo hay una etapa activa en cada momento  Convergencia – Divergencia – Bifurcacion en O Subprocesos alternativos

Convergencia – Divergencia – Bifurcacion en Y Subprocesos simultáneos Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras – Secuencia Lineal (unica)

Un GRAFCET será de secuencia única (lineal), cuando en el diagrama solo hay una rama. El conjunto de etapas se irán activando una tras la otra, después de validarse las receptividades asociadas a las transiciones. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- Divergencia-Convergencia en OR

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET • Habrá una selección de secuencias, cuando al llegar a un punto se encuentre una divergencia en OR. Será necesario escoger cual, de las distintas sucesiones de etapas y transiciones se debe seguir. • No es necesario que los diferentes caminos tengan el mismo número de etapas; pero sí conviene que las receptividades asociadas a las transiciones, sean excluyentes entre si. Automatización Industrial

Bifurcación

Diseño y estructuras- Divergencia-Convergencia en OR

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- Divergencia-Convergencia en OR

Motor izquierda

Motor derecha

Ejemplo 5 - Giro a derecha o a izquierda de un motor. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- Divergencia-Convergencia AND

Bifurcación

 En la Divergencia deben

iniciarse varios caminos simultáneamente solo si se cumple una condición previa.

 En la Convergencia,

todas las etapas previas deben estar activas y cumplirse la condición.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- Divergencia-Convergencia AND

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- Divergencia-Convergencia AND

Ejemplo 5 Dos motores MA y MB, desplazan unas piezas. Motor A Derecha

Motor B Derecha

Motor A Izquierda

Motor B Izquierda

Primero el motor MA va desde FcAe a FcAd, entonces es el MB quien lo hace desde FcBe hasta FcBd. Después los dos vuelven a las posiciones iniciales FcAe y FcBe. El ciclo se reinicia cuando los dos están de nuevo en las posiciones iniciales.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

FcAe

FcBe

MAizq

MBizq

* FcAe * FcBe Motor A Derecha

Motor B Derecha

Motor A Izquierda

Motor B Izquierda

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- Salto de etapas 

En un punto, puede haber una bifurcación que provoque un salto sobre un conjunto de etapas.  Que se siga o no la secuencia completa o

bien el salto, esta determinado por el estado de la condición a la transición (H).



Se debe tener presente que las condiciones de salto o no, deben ser excluyentes: H y H‘



El salto puede realizarse en sentido ascendente (se debe indicar en la línea de enlace) como pasa en los bucles.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- Salto de etapas

Ejemplo 6

Rbajos

Rbajos

En un tren de lavado de autos, si no esta activa la selección Rbajos (Lavado a presión de los bajos y las ruedas del auto), al llegar a la etapa 5 el automatismo debe hacer un salto hasta la etapa 7.

Bomba Presión

Secadores

Pistolas dirigibles

Temp 04 20”

Por el contrario si está activa esta selección, entrará a la etapa 6 y la bomba de presión, las pistolas dirigibles y el temporizador T04 actuarán.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- Bucles 

Habrá un lazo (bucle) o estructura repetitiva (mientras o while), cuando una, o un conjunto de etapas se repitan, varias veces controladas por..  un temporizador, un contador, o

hasta que se cumpla una condición determinada.

 El ciclo de lavado de una lavadora repite varias veces esta estructura (giro a la derecha, espera, giro a izquierda, espera). Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- Subrutina  Parte de un programa que realiza una tarea concreta, a la que se puede invocar una o varias veces por parte del programa principal.  Una vez realizadas las acciones de la subrutina, el programa continua en el punto donde estaba. X14

Principal

Secundario

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- MACROETAPAS Grafcet permite empezar la descripción del automatismo desde un punto de vista muy general y a partir de él, hacer descripciones cada vez más concretas del automatismo: Diseño descendente (Top down).

MACROETAPA?  Es la representación mediante una única etapa, de un conjunto de etapas, transiciones y acciones asociadas, a las que llamamos expansión de la macro-etapa.  La expansión de la macro-etapa, es en realidad una parte del

diagrama del Grafcet, con sus etapas, transiciones y normas de evolución, pero que en un diseño descendente hemos englobado en una macro-etapa. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- MACROETAPAS

b●d

2 Tarea tal TS2 (Fin M2): fg

b●d

Podríamos decir que al hacer la expansión de la macroetapa, en realidad lo que hacemos es una especie de zoom, que nos enseña en detalle, etapas, transiciones y acciones concretas, a las que antes nos hemos referido de forma general.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Diseño y estructuras- DIAGRAMAS PARALELOS

Para resolver un automatismo, se pueden describir diferentes diagramas paralelos, que evolucionaran cada uno de ellos por separado y a su ritmo. Estos pueden, en varios puntos, tener o no relación entre sí. Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Ejemplo 1 de diseño de un proceso secuencial

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Normalmente CERRADO

MARCHA

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Ejemplo 2 de diseño de un proceso secuencial

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Ejemplo 2 Ejemplo de diseño de un proceso secuencial

Grafcet Funcional (nivel 1) Como lo concibe el ingeniero de producción.. Sucesión de acciones, sin la forma ni medios empleados para ejecutarlas No hemos detallado procedimientos de MARCHA Jorge Enrique Meneses Flórez Automatización Industrial y PARADA

GRAFCET Ejemplo 2 de diseño de un proceso secuencial

 Grafcet con sensores y accionamientos (nivel 1)  Técnico en automatismo decide los sensores y los actuadores a usar.  Señales digitales, analógicas o cálculos aritméticos …. La condición?... CONDICIONES DE TRANSICION DE TIPO Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Ejemplo 2 de diseño de un proceso secuencial

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET Ejemplo 2 de diseño de un proceso secuencial

 Diseño del sistema de control

Parte secuencial Parte combinacional Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET MODULO SECUENCIAL DE ETAPA Módulo secuenciador Receptividad anterior Etapa anterior activada Desactivación por Etapa posterior activada

& Memoria Binaria

Salida del módulo

>= Ordenes de mando Transición n-1

Transición n-2 Módulo Secuenciador n-1

Salida n-2

& >=

En-1

Transición n

Módulo Secuenciador n

& >=

En

Automatización Industrial

Módulo Secuenciador n+1

& >=

En+1

Jorge Enrique Meneses Flórez

GRAFCET MODULO SECUENCIAL DE ETAPA Marcha

Módulo secuenciador Receptividad anterior Etapa anterior activada Desactivación por Etapa posterior activada

& Memoria Binaria

Salida del módulo

>= Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

TALLER GRAFCET PROBLEMA UNO

Dos vagonetas (V1, V2) se desplazan, bajo demanda, a derecha e izquierda a lo largo de unos carriles. El carril de V1 posee los finales de carrera A y B. El carril de V2 posee los finales de carrera C y D. A continuación se irán variando las especificaciones de funcionamiento del automatismo (“supuestos”) y usted debe realizar el Grafcet (nivel 2) para el mismo, utilizando las estructuras adecuadas para su modelado.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

TALLER GRAFCET PROBLEMA UNO 

PRIMER SUPUESTO: El accionamiento de los pulsadores M1 o M2 deberá iniciar, de forma selectiva, el ciclo correspondiente de cada una de las vagonetas (V1, V2). La restricción que se impone es que únicamente una vagoneta debe estar funcionando en cada solicitud. También inicialmente se supone que el accionamiento simultáneo de los dos pulsadores no puede ocurrir.

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

PROBLEMA UNO – Supuesto uno Solución Problema 1 - Supuesto 1 Solución única

Etapa 2

Etapa 4

0

A

C

V1I

V2I

M2 A C M1

M1 A C M2

1

V1D

3

B

2

V2D D

V1I A

4

V2I C

Etapa 0

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

TALLER GRAFCET PROBLEMA UNO 

SEGUNDO SUPUESTO: Sincronismo en el inicio de funcionamiento. En esta ocasión se desea que el funcionamiento de ambas vagonetas se inicie por el accionamiento de un solo pulsador M. Se contempla la posibilidad de distintas velocidades de funcionamiento de cada una de las vagonetas. La única restricción que se impone es que para cada ciclo de funcionamiento, ambas vagonetas han de estar situadas en su posición inicial (A, C).

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

PROBLEMA UNO – Supuesto dos Solución uno Etapa 2

Etapa 5

Problema 1 - Supuesto 2 Solución numero 1

A

0

V1I

C

3

V2I

M A C

1

V1D

4 D

B

2

V2D

V1I

5

V2I

A

C

Etapa 0

Etapa 3

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

Problema 1 - Supuesto 2 Solución numero 2

PROBLEMA UNO – Supuesto dos Solución dos 0

A

C

V1I

V2I

M A C

1

4

V1D

D

B

C

A

2

V2D

5

V1I

V2I

A C

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

Problema 1 - Supuesto 2 Solución numero 3

PROBLEMA UNO – Supuesto dos Solución tres 0

A

C

V1I

V2I

M A C

1

4

V1D

D

B

2

V2D

5

V1I A

V2I C

3

6 =1

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

PROBLEMA UNO – Supuesto dos Solución cuatro Problema 1 - Supuesto 2 Solución numero 4

A

0

*

C

3

V1I M E3

1

V1D

*

M E0

4

B

2

V2I

V2D D

V1I A

5

V2I C

Paralelismo estructural Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

TALLER GRAFCET PROBLEMA UNO 

TERCER SUPUESTO: En esta ocasión se desea que el sincronismo se extienda a la operación de regreso de ambas carretillas. Debe contemplarse una situación de mutua espera de las vagonetas en (B, D) antes de iniciar el regreso simultáneo a la situación inicial (A, C).

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

Problema 1 - Supuesto 3 Solución numero 1

PROBLEMA UNO – Supuesto tres Solución uno 0

A

C

V1I

V2I

M A C

1

5

V1D

V2D D

B

2

6 =1

3

7

V1I A

V2I C

4

8 =1

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

Problema 1 - Supuesto 3 Solución numero 2

PROBLEMA UNO – Supuesto tres Solución dos 0

A

C

V1I

V2I

M A C D

B

1

4

V1D

B D

B D

C

A

2

V2D

5

V1I

V2I

A C

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

Problema 1 - Supuesto 3 Solución numero 3

PROBLEMA UNO – Supuesto tres Solución tres

0

A

C

V1I

V2I

M A C

1

B

D

V1D

V2D

A

C

V1I

V2I

B D

2 A C

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

TALLER GRAFCET PROBLEMA DOS - Control dosificación  El sistema de control del proceso sigue la siguiente secuencia de funcionamiento.  Cuando se pulsa el botón de comienzo ON el sistema debe de realizar la apertura de las dos compuertas C1 y C2. La compuerta C1 permanece abierta hasta que la báscula marque la lectura L1. Cuando la báscula marca L1, se cierra la compuerta C1 y permanece abierta C2 hasta que la báscula marque la lectura L2. Cuando la báscula marca L2 se cierra la compuerta C2.  Una vez que en la báscula se tiene la cantidad precisa de sustancia, se acciona un pistón VB que produce el vaciado de la báscula hasta que se activa el sensor de final de vaciado durante este proceso el paso de la báscula por L1 no debe producir ningún efecto.  Si durante el proceso se pulsa el interruptor de paro de emergencia PE, se deberán cerrar todas las compuertas en cualquier momento del ciclo de funcionamiento y se para el sistema. El sistema reanudará el funcionamiento cuando se pulse el interruptor de rearme R, y se debe continuar el ciclo en el momento en que se interrumpió. Si durante el ciclo se pulsa el interruptor de inicio no debe suceder nada.  En la siguiente figura se muestra el proceso a controlar, para el cual usted debe diseñar su Grafcet (nivel 2) utilizando las estructuras adecuadas para su modelado (solución).

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

TALLER GRAFCET PROBLEMA DOS

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

PROBLEMA DOS Etapa 11

SOLUCION

0

Posicionar: C1, C2, Báscula Iniciar Posicionado

1 Parada Emergencia

2

5

Abrir C1

Cerrar C1

Medida L1 Emergencia

3

Rearme C1 cerrado

Abrir C2

Parada Emergencia

Cerrar C1

Cerrar C2

6

C1 cerrado

Medida L2 Emergencia

7

Rearme C2 cerrado

4

Cerrar C2 C2 cerrado

8 Emergencia C1 cerrado C2 cerrado Báscula en posición

f a Gr

t e c

v Ni

1 l e

9

Vaciar Báscula

Parada Emergencia

10

Recuperar Báscula Rearme Fin Recuperar

Fin Vaciado Recuperar Báscula

11

Fin Recuperar Etapa 0

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

PROBLEMA DOS Etapa 11

SOLUCION

0

1

2

4

C1

C2

VB

ON 1 2 4

1

5

C1

PE

2

L1 PE

3

C1 R 1

PE

L2 PE

6

C1 1

7

C2 R 2

f a Gr

c

et

C2 2

4

v Ni

C2

8

2 l e

PE 1 2 4

9

VB 3

PE

10

VB R 4

11

VB 4

Etapa 0

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

Etapa 8

LAVADORA

Poner a cero C2

0

Motor A

Motor H

Motor C

Bomba

Apagar Motor A

Apagar Motor H

Apagar Motor C

Apagar Bomba

Electroválvula

Cerrar Electroválvula

Iniciar Posicionado

SOLUCION

1

Activar Electroválvula

Poner C1 en 50

Detector nivel superior Etapa 9

2

Prender Motor A t / 2 / 30 s

3 t / 3 / 0.5 s

QUIZ

4

Prender Motor H t / 4 / 30 s

5

t / 5 / 0.5 s C1=0

C1=C1-1 t / 5 / 0.5 s C1=0

6

Prender Motor A

Prender Bomba

Detector nivel inferior

7 Nivel superior C24

8

Prender Motor C

Prender Bomba

t / 7 / 5 min

Etapa 0

9

Activar Electroválvula

Poner C1 en 10

Detector nivel superior Etapa 2

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez

Automatización Industrial

Jorge Enrique Meneses Flórez