Introduccion a Grafcet

ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO DEPARTAMENTO DE ELECTRICA ELECTRONICA CARRERA DE INGENIERIA ELECTROMECANICA CUESTIONARIO PLC

1. ¿QUÉ ES UN CONTROLADOR PROGRAMABLE? Es un dispositivo usado en estado solido usado para el control de maquinas o procesos por m e d i o d e u n p r o g r a m a a l m a c e n a d a y l a r e t r o a l i m e n t a c i ó n d e s d e l o s d i s p o s i t i v o s d e entrada /salida. 2. ¿CUÁL ES LA DEFINICION DE LA NEMA PARA UN C O N T R O L A D O R PROGRAMABLE? La national electrical manufacturers association ( nema) lo define como un aparato electrónico digital con memoria programable para almacenar instrucciones que per mi te n im ple me nt ar fu nci on es es pe ci fic as , ta le s co mo , ló gic a, sec uen cia mi ent o, te mp or iz ac ió n, cuentas y aritmética, para controlar maquinas o procesos. 3. ¿CUÁLES SON LAS UNIDADES CONSTITUYENTES DE UN CONTROLADOR PROGRAMABLE? Primariamente: la unidad central de procesamiento (CPU) y la interface entrada/salida 4. DIBUJE UN DIAGRAMA EN BLOQUES DE UN PLC. 5. INDIQUE CUALES SON LAS FUNCIONES QUE DESARROLLA LA CPU EN UNPLC. La CPU acepta (lee) los datos de entrada desde diversos elementos sensores, ejecuta el programa usuario almacenado en la memoria, y envía los comandos a p r o p i a d o s a l o s dispositivos de control de las salidas 6. INDIQUE QUE SE ENTIENDE POR SCANN ING Se entiende por scanning al proceso que realiza la CPU. Aceptar datos de entrada, ejecutar un programa previamente almacenado y enviar los comandos a los dispositivos requeridos. 7. INDIQUE QUE ANTECEDENTES SE DEBEN CONSIDERAR RESPECTO DE L A FUENTE DE ALIMENTACION. 8. INDIQUE CUAL ES LA FUNCIÓN DEL SISTEMA ENTRADA/SALIDA. Acondicionar las diversas señales recibidas desde o enviadas a dispositivos externos (decampo) 9. CUAL ES LA FUNCIÓN DEL DISPOSITIVO DE PROGRAMACION. Permite ingresar el programa de control a la memoria 10. REALICE UNA COMPARACION ENTRE LOGICA CABLEADA Y L O G I C A PROGRAMADA.CUALES SON LOS LENGUAJES UTILIZADOS EN LA PROGAMACION DE PLCS. Diagrama escalera, postulados mnemónicos, y las ecuaciones booleanas. 11. POR QUE EL LENGUAJE ESCALERA, ES UNO DE LOS LENGUAJES MASUTILIZADOS. Porque este lenguaje es más fácil para comprender el problema y para su trasladación desde la lógica de relé existente a la lógica programada.

12. REALICE UNA DESCRIPCION DE UN LENGUAJE ESCALERA. Corresponde a la simbología de contactos requerida para controlar una salida. 13. QUE SE ENTIENDE POR ESCALON Y COMO ESTA CONSTITUIDO. Un programa escalera consiste entonces de varios escalones, cada uno controlando una salida. Cada escalón es una combinación de las condiciones de entrada conectados de izquierda a derecha entre dos líneas verticales, con el símbolo que representa la salida en el extremo derecho. Los símbolos que representan las entradas son conectados en serie, paralelo, o en alguna combinación para lograr la logica deseada 14.CUANTAS VECES PUEDE UTILIZARSE LA DIRECCION CORRESPONDIE UNA ENTRADA/SALIDA EN UN PROGRAMA. QUE DIFERENCIAS S E TIENEN CON LA LOGICA CABLEADA. Puede ser usada a través de todo el programa tantas veces como se requiera por el control lógico.

NTEA

15. NOMBRE 4 DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y CUATRO DE SALIDA. 16. DIBUJE LOS SIMBOLOS UTILIZADOS PARA PROGRAMAR EN ESCALERA. 17. INDIQUE CUALES SON LOS CONSTITUYENTES DE UNA UNIDAD CENTRALDE PROCESAMIENTO Y QUE FUNCIONES EFECTUAN EN LA OPERACIÓN DELOS PLCS. Esta compuesta por tres secciones principales: el procesador, el sistema de memoria, y el sistema de fuente de alimentación. 18. CUAL ES LA FUNCION DEL PROCESADOR EN UN PLC. Es comandar y gobernar las actividades del sistema completo. 19. QUE SE ENTIENDE POR EL PROGRAMA O PROGRAMAS “EJECUTIVO” Es una colección de programas de supervisión que están permanentemente almacenados y considerados una parte del controlador mismo. 20. QUE TIPOS DE ARQUITECTURAS DE PROCESADORES SE EMPLEAN EN LOSEQUIPOS CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES. 21. QUE RELAC ION TIENE EL LARGO DE PALAB RA UTILI E N L O S PROCESADORES QUE EMPLEE UN EQUIPO PLC. Los largos de la palabra afecta en la velocidad en la cual estas operaciones son efectuadas.

ZADA

22. QUE TAREAS REALIZA EL PROCESADOR DURANTE LA EJECUCION DE UNPROGRAMA. El proc esad or lee tod as las entr ada s, toma eso valo res y de acue rdo con la lógica de control, energiza o desenergiza las salidas, resolviendo de esta manera el sistema escalera. 23. QUE SE CONOCE POR SCAN. El proceso de lectura de las entradas, ejecución del programa y actualizaciones de las salidas se conoce como SCAN. 24. DE CUANTO ES EL TIEMPO PARA REALIZAR UN SCAN UNICO. 25. COMO SE ESPECIFICA EL TIEMPO DE SCAN PARA UN EQUIPO PLC. Se basan en la cantidad de memoria de aplicación utilizada.

26. QUE SITUACIONE S PUED EN AL ARGAR EL TI EMPO DE SCAN. E l u s o d e subsistemas I/O remotos aumentan el tiempo de SCAN. El monitoreo del programa de control. 27. QUE EFECTOS TIENE EL MONITOREO DEL PROGRAMA DE CONTROL EN ELS C A N . Ya q ue e l micr o tie ne q ue en viar el es tado de la s bob inas y con tact os a l a pantalla o a otro dispositivo de monitoreo 28. QUE PROBLEMAS PRESENTA EL METODO DE SCAN COMUN CUANDO SETIENEN ENTRADAS EXTREMADAMENTE RAPIDAS. Presenta problemas para la lectura de ciertas entradas extremadamente rápidas. 29. DIBUJE LOS ESQUEMAS DE SCAN POSIBLES. EXPLIQUELOS. 30. QUE IMPORT ANCIA TIENE EL

TIEMPO DE SCA N EN LA SELE CCIÓN DE UNPLC .

31. QUE SE ENTIENDE POR SUBSISTEMA DE COMUNICACIONES, PARA QUESIRVE Y QUE CONDICIONES SE DEBEN CUMPLIR PARA QUE TRABAJEADECUADAMENTE. Es un tipo de comunicación entre la CPU y un subsistema de entada/salida. Sirve para la recepción del estado actual de las entradas y salidas. 32. EN QUE CONS ISTE EL CHE QUEO (DIAG NOS TICO ) DE E R R O R D E L PROCESADOR. Co nsi ste en la com un ica ció n c on tin ua ent re e l pr oc esa do r y el su b sistema. Son empleadas para confirmar la validez del dato transmitido o recibido. 33. CUALES SON LOS DIAGNOSTICOS TIPICOS QUE REALIZA LA CPU DE UNPROCESADOR. Chequeo de la memoria, del procesador, de la batería y de la fuente de poder. 34. QUE SE ENTIENDE POR TEMPORIZADOR “WATCH DOG” ( P E R R O GUARDIAN). 35. QUE SE ENTIENDE POR SISTEMA DE MEMORIA EN UN PLC. Una secuencia de instrucciones, o programas, y datos deben ser almacenados en alguna parte 36. CUALES SON LAS FUNCIONES DE CADA PARTE DEL S I S T E M A D E MEMORIA Y EN QUE PARTE SE ALMACENAN LOS PROGRAMAS Y DATOS. 37. QUE REQUERIMIENTOS SE DEBEN TENER PARA EL ALMACENAMIENTO YRETIRO DE LA INFORMACION DESDE Y HACIA EL PLC. 38. QUE TIP OS DE MEMORIA S INCLU YE UN E QUIPO P LC Y QU E FU NC IO NCUMPLEN EN E L TRABA JO DE EST E. Vo lá ti le s: ti en e co nt en id os pr og ra mad os , pe r o p i e r d e e s t o s c o n t e n id o s s i l a potencia de operación es eliminada o pérdida. No volátiles: retiene los contenidos programados, aunque se tenga perdida de la potencia de operación. 39. COMO SE ESPECIFICA LA CAPACIDAD DE M E M O R I A D E U N CONTROLADOR.

40. DE QUE DEPENDE EL TAMAÑO DE LA MEMORIA DE APLICACIÓN DE UNPLC. REALICE UNA COMPARACION ENTRE UN PLC DE TAMAÑO PEQUEÑOY UNO DE GRAN TAMAÑO. Depende del tamaño del controlador los de tamaño pequeño tienen usualmente la tabla de datos fija, en cambio la de tamaño grande la tabla de datos es generalmente seccionable. 41. QUE CUIDADOS SE DEBEN TENER AL SELECCIONAR UN PLC RESPECTODE LA MEMORIA DE APLICACIÓN. Se debe tener cuidado a cualquier limitaron que pudiera colocar la memoria de aplicación. 42. QUE PASOS SE DEBER REALIZAR PRIMERO ANTES DE SELECCIONAR LACAPACIDAD DE MEMORIA DE UN PLC. 43. CUAL ES EL R OL DE LA FUEN TE DE ALIMENTA CION EN EL PLC . De be ve la r por la confiabilidad e integridad del sistema 44. CUAL E S LA FUN CION DE U N SISTEMA DE ENTR ADA/SA LIDA. Provee la conexión física entre el mundo externo (equipos de campo) y la un id ad ce nt ra l de pr ocesos. 45. REALICE UNA DESCRIPCION ENTRADA/SALIDADISCRERTA.

DE

UNA

INTERFAZ

DE

46. NOMBRE 9 TIPOS DE ENTRADAS Y 8 TIPOS DE SALIDAS D I S C R E T A S UTILIZABLES CON PLCS. 47. CU AL ES U T I L I Z A D O S

SO N LO S RA NG OS ES TÁ ND AR C O N L A S ENTRADAS / SALIDAS DISCRETAS.

48. INDIQUE CUALES SON LOS RANGOS ESTANDARES PARA INTERFASES DEENTRADA. 49. INDIQUE CUALES SON LOS RASGOS ESTANDARES PARA INTEFASES DESALIDA. 50. DIBUJE UN DIAGRAMA EN BLOQUES DE UNA INTERFAZ DE ENTRADAAC/DC. DIBUJE Y EXPLIQUE EL CIRCUITO QUE PUEDE RE AL IZ AR ES TA FUNCION. 51. DIBUJE DOS ESQUEMAS DE CONEXIÓN DE CIRCUIOS DE ENTRADA. 52. DESCRIBA CUALES SON LAS CARACTERISTICAS DE LAS INTERFASES TTL.DIBUJE UN ESQUEMA QUE REPRESENTE LA CONEXIÓN DE ENTRADAS DEESTE TIPO. 53. QUE SE ENTIENDE POR ENTRADAS SIN TENSION. Acepta entradas discretas, pero no requiere que sean alimentados desde una fuente decampo. Esta entrada contiene una fuente de poder interna, el cual p r o v e e l a p o t e n c i a necesaria para sensar el cierre de una entrada tipo contacto seco. 54. DIBUJE UN DIAGRAMA EN BLOQUES Y CIRCUITAL DE UNA SALIDA D E TIPO AC. EXPLIQU E SU FUNCIONAMIENTO Y CUAL ES

EL

E P L E O PRACTICO QUE SE LES PUEDE El Mprocesador envía al circuito lógico el estadoDAR. de salida de acuerdo con el programa. Si la salida se energiza, la señal desde el procesador se alimenta a la sección lógica y se pasa a través del circuito de aislación, el cual conmutara la potencia al dispositivo de campo.

55. DIBUJE UN DIAGRAMA CIRCUITAL DE UNA SALIDA TIPO DC. EXPLIQUESU FUNCIONAMIENTO, Y CUAL ES EL EMPLEO PRACTICO QUE SE LESPUEDE DAR. Se usa para alimentar cargas DC. Al igual que los triacs, también son susceptibles a la aplicación de altas tensiones y corrientes, lo cual dan srcen a una sobre disipación y a una condición de cortocircuito. Para prevenir que esta condición se produzca, el transistor de potencia estará protegido mediante un diodo volante. 56. DIBUJE Y EXPLIQUE UNA SALIDA CON CONTACTO Y CUAL ES EL EMPLEO PRACTICO QUE SE LES PUEDE DAR. 57. DIBUJE Y EXPLIQUE EL TIPO DE SALIDA TTL. Permite al controlador excitar salidas que son TTL compatibles, circuitos integrados y diversas dispositivos que pueden se actuados con 5 VDC. 58. CUALES SON LAS CARACTERISTICAS Y CUANDO ES C O N V E N I E N T E UTILIZAR LAS ENTRADAS/SALIDAS AISLADAS. Generalmente tiene una línea de retorno común para cada grupo de E/S en un ú n i c o modulo. Algunas veces este puede requerirse para conectar un dispositivo de E/S de nivel de tierra diferente al del controlador. Conveniente para casas. 59. QUE CARACTERISTICAS TIENEN LAS INTERFASES DE ENTRADA/SALIDADE DATA NUMERICA. 60. NOMBRE DISPOSITIVOS NUMERICOS TIPICOS DE ENTRADA/SALIDA. 61. INDIQUE CUALES SON LOS RANGOS DE ESTANDARIZADOSPARA LAS ENTRADAS/SALIDAS ANALOGICAS.

ENTRADA

62. CUALES SON LAS CARACTERISTICAS DE LAS ENTRADAS ANALOGICAS. Tienen muy alta impedancia, la cual les permite conectarse a fuentes de alta impedancia, lo q u e p e r m i t e conectarse a dispositivos de salidas de muy alta resistencia desde los dispositivos de entrada. 63. QUE CARACTERISTICAS ELECTRICAS EN CUANTO A IMPEDANCIA TIENENLAS INTERFASES ANALOGICAS DE ENTRADAS. Utilizan generalmente un cable apantallado que entrega el mejor medio de interface y ayuda a mantener la impedancia de la línea desbalanceada baja, para tener un buen rechazo de modo común a los niveles ruidos, principalmente a los ruidos de las líneas de alimentación. 64. PARA QUE SE PUEDEN EMPLEAR LAS ENTRADAS ANALOGICAS. 65. DESCRIBA LAS CARACTERISTICAS DE LAS SALIDAS ANALOGICAS. Normalmente requieren una fuente de alimentación externa con d e t e r m i n a d o s requerimientos de tensión y de corriente. Recibe desde el procesador datos numéricos, los cuales son trasladados a una tensión o corriente proporcional para controlar un dispositivo de campo analógico la data digital es pasada a través de un conversor digital/analógico y la salida se encuentra en forma analógica. 66. QUE CUIDADOS SE DEBEN TENER CON LA AISLACION EN LAS SALIDAS DE TIPO ANALOGICAS Y POR QUE. 67. DIBUJE UNA CONEXIÓN DE SALIDAS ANALOGICAS.

68. CUAND O ESTAMO S EN PRESEN L A Z O D E CONTROL. DE UN EJEMPLO.

CIA

DE

UN

ERROR

EN

UN

Cuando las variables de proceso (medida real) no son iguales al set point deseado (objetivo deseado). 69. CUA L ES E L ALGOR ITMO DE CONTROL IMPLEMENTADO

POR EL MODULOP ID.

70. REALICE UNA DESCRIPCION DEL TRABAJO QUE RERALIZA EL MODULOPID. Recibe la variable en forma analógica y computa la diferencia de error. La diferencia se usa en el algoritmo de computación para proveer la acción correctiva a la variable de control desalida. 71. CUALES SON LAS CARACTERISTICAS DE LAS ACCIONES: PROPORCIONAL, INTEGRAL, DERIVATIVA. La función de la acción de control se basa sobre un control de salida, el cual es proporcional al valor de error instantáneo. La acción de control integral (acción de reseteo) provee una salida de control compensatoria adicional, la cual predice un cambio en proporciona al valor del erro sobre un periodo de tiempo. La acción de control derivativa (acción de rapidez)agrega compensación en proporciona a la rapidez de cambio del error. 72. CUALES SON LAS POSIBLES COMBINACIONES QUE SE PUEDEN OBTENER DE UN MODULO PID E INDIQUE CUALES SON SUS APLICACIONES. Solo proporcional (p), proporcional-integrada (pi), proporcional-integrada-derivativo (pid) 73. DE DONDE SE ENVIA LA INFORMACION AL M O D U L O P I D Y Q U E INFORMACION SE LE ENVIA. Desde el procesador principal y se le envía los parámetro de control y el set point. 74. QUE SE ENTIENDE POR BANDA MUERTA DEL ERROR Y QUE E F E C T O TIENE EN EL CONTROL. Es una cantidad que se compara a la señal de error. Si la banda es menos o igual que la señal de error, no se realizara ningún cambio de actualización. 75. PARA QUE SIRVE EL MODULO DE RAIZ CUADRADA Y E N C U A L E S SITUACIONES SE UTILIZA. Se utiliza para realizar para controlar flujos, y sirve para obtener una salida e s c a l a d a y linealizada para ser utilizada en un lazo pid. 76. QUE SE ENTIENDE POR SALIDA ESCALADA. 77. QUE OTROS PARAMETROS PUEDEN ENCONTRARSE MODULOSANALOGICOS PID Y PARA QUE SIRVEN. 78. DIBUJE UN DIAGRAMA EN BLOQUES DE UN MODULO PID.

EN

LOS

Maestría en Diseño, Producción y Automatización. Asignatura: Automatización Industrial Tema: Diseño de Automatismos con Grafcet

EPN Facultad de Ingeniería Mecánica.

Prof. Javier Sanchis (UPV)

1

Diseño de Automatismos con GRAFCET

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Diseño de automatismos mediante el diagrama funcional etapa-transición • GRAFCET: ventajas • • • •

Conceptos y elementos gráficos asociados Reglas de evolución Estructuras Grafcet: básicas y lógicas Normas especiales de representación

2

Diseño de Automatismos con GRAFCET

• GRAFCET: GRÁF ico de Transiciones.

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C ontrol de

E tapas y

• Método gráfico para la especificación, análisis y diseño de automatismos desarrollado en 1977 por AFCET (Asoc.Francesa para la Cibernética, Economía y Técnica) y ADEPA (Agencia Nac. Para el desarrollo de la Prod. Automatizada).

3

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• En la actualidad es un estándar:

Norma IEC 60848 (2002, 2013)

4

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Ventajas • no sirve únicamente para describir automatismos sino para explicar cualquier cosa que sea secuencial (una receta de cocina, un ensayo de laboratorio, etc.) • Permite describir de forma gráfica el funcionamiento de un sistema secuencial de eventos discretos. • no busca minimización de funciones lógicas ni memoria • metodología rigurosa • muy estructurado

!

claridad, legibilidad...

• Permite diferentes niveles de especificación (de lo general a lo particular) • Permite gran flexibilidad (modificaciones,...) • Es independiente de la tecnología. 5

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Definición de elementos (Sintaxis)

• Etapa – Representan cada uno de los diferentes estados en los que se puede encontrar el proceso en cada momento. Su papel es el de memorizar cada una de estas situaciones. Se numeran de forma consecutiva indicando secuencialidad de los estados por los que pasauna el sistema.

n

Etapa inactiva

n

Etapa activa (marca)

6

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Definición de elementos (Sintaxis)

• Etapa inicial – Representan el estado en el que se encuentra el proceso cuando se pone en funcionamiento el automatismo.

0

7

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Definición de elementos (Sintaxis) • Arco: línea que une dos etapas consecutivas. • Receptividad: Condición (T1, T2, T3,...) que describe la evolución entre dos estados consecutivos. • Transición: Arco + Receptividad. Barrera existente entre dos etapas consecutivas y cuyo franqueamiento hace posible la evolución del sistema.

2 3

T1 T2

4 T3

8

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Definición de elementos (Sintaxis) • Acción asociada a una etapa: – Acción o efecto que se desea aplicar mientras esté activa la etapa del sistema a la que se asocie.

2

Motor en marcha

literal

2

M

simbólica

9

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Reglas de Evolución (Semántica) •

La acciones asociadas a una etapa están activas cuando la etapa está activa.

•

Las etapas se activan de forma secuencial.

•

Una etapa se activa cuando la anterior está activa y se satisface la condición de transición.

•

La activación de una etapa supone la desactivación de la etapa anterior.

•

La etapa inicial E0 se supone activa antes de que comience la evolución.

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Ejemplo: máquina pulidora Ir a la derecha

E0

Tr1=f2

Ir a la izquierda

E1

Tr0=f1

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Ejemplo: máquina pulidora Estado inicial activo

Estado 1 activo

Ir a la derecha

E0

Tr1=f2

f2=1 Ir a la izquierda

E1

Tr0=f1

Ir a la derecha

E0

Tr1=f2

Ir a la izquierda

E1

Tr0=f1

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Reglas de sintaxis • No puede haber dos etapas separadas por dos transiciones consecutivas. • No puede haber dos etapas consecutivas sin transición intermedia.

2

2 T1

NO

T2 4

NO

3 T2 4

T3

T3 13

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Ejemplo: pintado de estructuras

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Ejemplo: pintado de estructuras Sensores: • F1: sensor de peso instalado en la grúa (F1=1, si el Peso > Peso mínimo). • F2 .. F8: Sensores de posición (Fx=1, si se detecta presencia).

Accionadores: • Motor 1, (MS=1 sube la grúa, MB=1 baja la grúa, MS=MB=0 parado). • Motor 2, (MA=1 avanza la grúa, MR=1 retrocede la grúa, MR=MA=0 parado).

Automatismo: El proceso comienza, estando la grúa en F2 y F4 (posición inicial en la zona de carga), se detecta peso de una pieza en sensor F1. La pieza tiene que pasar por todos los tanques sucesivamente. Para pasar de un tanque a otro la grúa debe subir, avanzar hasta el siguiente tanque y bajar. Cuando se llega a la zona de descarga (F2 y F8) la grúa debe esperar a que le desenganchen la pieza, cuando el sensor F1 ya no detecta peso la grúa debe regresar a la zona de carga (subir, retroceder y bajar) volviendo al estado inicial.

16 Diseño de Automatismos con GRAFCET

Ejemplo: pintado de estructuras

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Definición de elementos

Tipos de acciones • Reales: activación de señales dirigidas a los preacciones (relés, contactores, bobinas,...) • Virtuales: conteos, temporizaciones, esperas,... • Incondicionales: se ejecutan siempre que la etapa asociada está activa. • Condicionales: su ejecutan siempre que la etapa asociada está activa y se cumpla una condición descrita por su función lógica.

17

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Definición de elementos Acc. incondicional

Acc. condicional b

2

A

2

A

2

A

A 3

3

Acc. real 2

b

alarma M

2

Z

Acc. virtual 2

Ref PID=20ºC

18

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Niveles de especificación Nivel 3 Parte Operativa: Accionadores (producen efectos)

diferentes niveles de especificación

Parte de Mando: Emite órdenes en función del estado del proceso

efectos

aplicar 24Vcc a la bobina L1 del electrodistribuidor

Bajar cilindro neumático C1

acciones

órdenes

Mover paquete a la derecha

Nivel 1

19

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Niveles de especificación GRAFCET de nivel 1: Descripción funcional • descripción global del automatismo (normalmente poco detallada) permita comprender rápidamente su función. • no debe contener ninguna referencia a las tecnologías utilizadas; es decir no se especifica cómo hacemos avanzar la pieza y cadena, transportadora, etc.), (cilindro ni cómo neumático, detectamosmotor su posición (fin cinta de carrera, detector capacitivo, detector fotoeléctrico, etc) 2

posicionar soldador

3

soldar pieza

4

enfriar soldadura

soldador posicionado

soldadura correcta 20

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Niveles de especificación GRAFCET de nivel 2: Descripción tecnológica

• en este nivel se hace una descripción a nivel tecnológico y operativo del automatismo. • se describen las tareas que han de realizar los elementos escogidos. 2

bajar cilindro C2, encender soldador S

3

mantener soldador S durante 3 seg.

4

encender soplador D durante 2 seg.

C2 en pos. inferrior

temperatura correcta

21

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Niveles de especificación GRAFCET de nivel 3: Descripción operativa • Es el nivel de especificación más detallado. • El grafcet definirá la evolución del automatismo y la activación de las salidas en función de la evolución de las entradas. 2

C2+

S_on

c2

3

S_on

t/3/3seg

S_ok temp !

4

D_on t/4/3seg 22

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Niveles de especificación y acciones 2

A

B 2

b 3

A

3

C

b A B Acción mantenida NO MEMORIZADA: la acción a mantener se repite en cada una de las etapas. Se usan cuando disponemos de un accionamiento MONOESTABLE (por ejemplo un relé) 23

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Niveles de especificación y acciones Acción mantenida MEMORIZADA: se especifican etapas de comienzo y final de la acción. Se usan cuando disponemos de un accionamiento BIESTABLE (p.e. relé de enclavamiento)

set

2

A=1 b

3

B

2 8 A

reset

8

A=0 24

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Reglas de evolución

Validada: La transición tiene activas sus etapas precedentes.

Franqueable: La transición está • Transición

validada y su receptividad vale 1. Franqueada: La transición tiene activas sus etapas posteriores.

No validada: La transición no tiene activas sus etapas precedentes. 25

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Estructuras básicas

Secuencia única

Secuencias paralelas

2

2

6 T1

T1 3

3

7 T2

T2 4

4

T11 T12 8

T3 26

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Estructuras básicas

Divergencia en OR

Convergencia en OR

n n-1 Tz

Ta n+1

n+2 Tx

n-2

Tx

Ty

n Ty Tz 27

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Estructuras básicas

Divergencia en AND

Convergencia en AND

n n-1

n-2

Tz

n+1

Ty

n+2 Tx

Ty

n Tz 28

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Saltos condicionales

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Repetición de secuencia

Divergencia en OR

Convergencia en OR

29

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Saltos condicionales

30

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Reglas de evolución Regla 1: Inicialización

En la inicialización del sistema se han de activar todas las etapas iniciales y sólo las iniciales . La situación inicial de un GRAFCET caracteriza tanto el comportamiento inicial del sistema (elementos de acción) como el del control (automatismo). Corresponde al estado en el que se ha de encontrar el sistema al poner en marcha, al conectar la alimentación, etc. Puede existir más de una etapa inicial.

31

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Reglas de evolución Regla 2: Evolución de las transiciones Una transición está validada cuando todas las etapas inmediatamente anteriores a ella están activas. Una transición es franqueable cuando está validada y su receptividad asociada es cierta. Toda transición franqueable debe ser obligatoriamente franqueada de forma inmediata.

2

2 T1

3

2 T1=0

3 T2

4

T1=1 3

T2 4

T3

2 3 T2

4 T3

T1 T2 4

T3

T3 32

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Reglas de evolución Regla 3: Evolución de las etapas activas Al franquear una transición se deben activar todas las etapas inmediatamente posteriores y desactivar simultáneamente todas las inmediatamente anteriores.

1

2

1

a=1 3

2

1

a=1 4

3

2 a=1

4

3

4

33

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Reglas de evolución Regla 4: Simultaneidad en el franqueamiento de las transiciones Las transiciones simultáneamente franqueables han de ser simultáneamente franqueadas.

Puesto que las dos transiciones están validadas, se activarán los estados 6 y 13 a la vez.

34

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Reglas de evolución Regla 5: Prioridad de la activación Si al evolucionar un GRAFCET, una etapa ha de ser activada y desactivada al mismo tiempo, deberá permanecer activa.

2 T1 T4

3 T2 4 T3 35

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Reglas de evolución: resumen • Disparo de una transición: una transición validada con su receptividad verdadera, provoca la activación de las etapas posteriores y desactivación de las precedentes simultáneamente.

inactiva franqueada

2 T1

validada

3 T2

no validada

activa

activable

4 T3

36

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Reglas de evolución: resumen • Activación incondicional de la etapa inicial. • Si hay transiciones franqueables simultáneamente, han de ser franqueadas • Si una etapa se activa y desactiva simultáneamente ha de permanecer activada.

2 T1 3 4

T2 T3

etapa activa

etapa inactiva

etapa activable

37

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Re-envíos •

Cuando un GRAFCET es grande o complejo se hace difícil representarlo y, a menudo, hay más de una forma de hacerlo. En estos casos hay que diseñar la representación en aquella forma en la que el GRAFCET sea más simple y fácil de seguir. (A veces la forma más simple de un GRAFCET no tiene las etapas iniciales situadas en la parte superior).

2

2 T1 3 T2

n-2

n-2

Reenvío

4 T3

Ty n

Reenvío Tz

9 38

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Macro-etapas • Una macroetapa es una representación de un GRAFCET parcial (expansión de la macroetapa) que ha de poderse insertar en substitución de ésta.

M10

• Una macroetapa está activa cuando lo está una (o más) de las etapas de su expansión. • La macroetapa M* no tiene las propiedades habituales de los estados, pues su activación no valida de forma automática la siguiente transición. 39

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Macro-etapas

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• La expansión tiene una entrada (E) y una salida (S). • Disparo de transiciones anteriores a macroetapa provoca su conexión.

expansión

• Etapa de salida de la expansión provoca la va li da ci ón de la s transiciones posteriores. • Ningún arco puede entrar o salir de la expansión

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Diseño de Automatismos con GRAFCET

Prof. Javier Sanchis. DISA -UPV

Macro-etapas • La expansión de una macroetapa siempre tendrá una sola etapa de entrada y una sola etapa de salida. • La etapa de entrada se activará cuando se active la macroetapa. • La activación de la etapa de salida implicará la validación de las transiciones inmediatamente posteriores a la macroetapa. • La transición de salida de la macroetapa puede tener cualquier receptividad pero normalmente será una transición siempre válida (=1) ya que las condiciones correspondientes ya se habrán tenido en cuenta dentro de la macroetapa. • Para facilitar la comprensión de la representación, las etapas de entrada y de salida de la macroetapa no suelen tener acción asociada y la primera transición de la macroetapa será =1.

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Secuencias exclusivas Regla 4: Simultaneidad en el franqueamiento de las transiciones Las transiciones simultáneamente franqueables han de ser simultáneamente franqueadas.

1

b

a 2

3 c

d

exclusividad

conflicto si a=b=1 42

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Secuencias con prioridad Regla 4: Simultaneidad en el franqueamiento de las transiciones Las transiciones simultáneamente franqueables han de ser simultáneamente franqueadas.

1 1 b

a 2

2

3 c

conflicto si a=b=1

b!a

a

d

3 c

d

prioridad 43

Diseño de Automatismos con GRAFCET

Temporizaciones •

Descripción formal:

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t/En/q

– t: operación temporización – En: etapa cuya activación inicia la temporización – q: duración de la temporización (segundos, minutos,...)

• t/En/q es una var. BINARIA: – temp. al retardo: (t/En/q)=0 temporizando, (t/En/q)=1 cuando se ha cumplido el tiempo. – temp. al arranque: (t/En/q)

• Si la etapa ‘En’ se desactiva... fin de la temporización !!!

En

1 0

temporizador 1

t/En/q 0

q 44

Diseño de Automatismos con GRAFCET

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Uso de temporizadores • Temporizar acciones: El temporizador no condiciona la evolución a la siguiente etapa.

2

2

t/3/2s

t/3/2s 3

3

A

3

A

3 2seg

A

t/3/2s

t/3/2s

2seg

A Acción retardada

Acción de duración limitada

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Diseño de Automatismos con GRAFCET

Prof. Javier Sanchis. DISA -UPV

Uso de temporizadores 1

3 2 b 3

t/3/2s A

c

0 1

t/3/2s

2seg

A 3

Reset automático del temporizador si el estado se desactiva

c t/3/2s A

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

Acciones temporizadas

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Diseño de Automatismos con GRAFCET

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Uso de temporizadores

Acciones temporizadas 47

Diseño de Automatismos con GRAFCET

Prof. Javier Sanchis. DISA -UPV

Uso de temporizadores • Temporizar receptividades: La temporización determina la evolución a una nueva etapa.

2

3

b A

3

A

2seg

t/3/2s

t/3/2s 48

Diseño de Automatismos con GRAFCET

Prof. Javier Sanchis. DISA -UPV

Uso de contadores •

Las operaciones de conteo ascendente o descendente y de puesta a 0 (reset) se asocian en GRAFCET a acciones virtuales.

2 b 3

A

C=C+1

z

•

El valor del contador se puede usar para construir condiciones booleanas en la receptividad de un transición.

12 a 13

M C=inicio2 VR1

b

clock>=inicio1+duración1

1

VG2

VR2

b

clock>=inicio2+duración2

Grafcets de riego por goteo automático

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Diseño estructurado con GRAFCET

Prof. J. Sanchis, JL. Díez. DISA -UPV

Modo manual 0

0 MVG1

1

MVR1

VG1

1

VR1 0

MVG1

MVR1

mbombeo!seguridad 1

0

0 MVG2

1

VG2 MVG2

b Mbombeo + seguridad

MVR2 1

VR1 seguridad=VG1!VR1+VG2!VR2 MVR2

G5, G6, G7, G8, G9: Grafcet de válvulas en modo manual

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Diseño estructurado con GRAFCET

Prof. J. Sanchis, JL. Díez. DISA -UPV

Sistema de Bombeo

0 b 1 t/1/1min. 2

m>120

b

m