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Exercice corrigé sur Grafcet fonctionnement parallèle - branchement ET

branchement ET (fonctionnement parallèle)
Cahier des charges :
après appui sur départ cycle « dcy », les chariots partent pour un aller-retour. Un nouveau départ cycle ne peut se faire que si les deux chariots sont à gauche.

CH1, CH2 : chariot 1, 2
g : capteur « position gauche »
d : capteur « position droite »
G : action « aller à gauche »
D : action « aller à droite »


Solution d'exercice sur Grafcet fonctionnement parallèle - branchement ET

Solution 1 :
Solution 2 :

C’est quoi un Grafcet :

Contrairement à un langage de programmation SPS, tel que SFC, GRAFCET est un langage de description graphique qui décrit le comportement logique et le fonctionnement d'un système de contrôle ou d'un processus, indépendamment de la mise en œuvre technique du logiciel et du matériel.

Exercice corrigé sur Grafcet Un processus chimique

Considérons un processus chimique simple qui combine deux réactifs pour produire le résultat final. Il pourrait fonctionner en versant d'abord suffisamment d'un réactif dans un récipient pour atteindre un niveau particulier, puis en versant suffisamment de deuxième réactif jusqu'à ce qu'un second niveau soit atteint (tout en mélangeant les deux réactifs), puis en versant le produit.

Abréviations:
Niveaux: L0, L1, L2
Vannes: V1, V2, V3
Réactifs: R1, R2

La séquence d'opérations souhaitée est la suivante:

1) Lorsque vous appuyez sur le bouton de démarrage, V1 doit être ouvert jusqu'à ce que le niveau L1 soit atteint.
2) Lorsque L1 est atteint, le mélangeur doit commencer à mélanger et simultanément V2 doit être ouvert.
3) Lorsque L2 est atteint, le mélangeur doit s'arrêter, V3 devrait être ouvert jusqu'à ce que le niveau du réservoir passe sous L0.
4) Si après 10 minutes le niveau du réservoir n'est pas sous L0, une alarme est déclenchée. Le bouton "acquitter" arrête l'alarme et permet de redémarrer le processus de contrôle.


Solution d'exercice sur Grafcet Un processus chimique

C’est quoi un Grafcet :
Contrairement à un langage de programmation SPS, tel que SFC, GRAFCET est un langage de description graphique qui décrit le comportement logique et le fonctionnement d'un système de contrôle ou d'un processus, indépendamment de la mise en œuvre technique du logiciel et du matériel.
Le Grafcet est donc un langage graphique représentant le fonctionnement d'un automatisme par un ensemble :
   -  d'étapes auxquelles sont associées des actions ;
   - de transitions entre étapes auxquelles sont associées des conditions de transition (réceptivités) ;
   -  des liaisons orientées entre les étapes et les transitions.
Son nom est l'acronyme à la fois de « graphe fonctionnel de commande étapes / transitions » et de « graphe du groupe AFCET (Association française pour la cybernétique économique et technique) ».

Exercice corrigé du Grafcet - Un monte charge


Un monte charge, programmé pour desservir régulièrement les trois niveaux d'une société, se trouve à la mise sous tension au niveau 1, les portes ouvertes. L'opérateur lance le cycle en appuyant sur un bouton de départ cycle Dcy. Il y a alors, au bout d'un temps T0 de 5s, la fermeture des portes, la montée de la cabine jusqu'au niveau 2 puis l'ouverture des portes. Il y séjourne pendant un temps T1 de 5mn. Enfin il monte au niveau 3, y reste pendant un temps T2 de 5mn avant de redescendre au niveau 1 en position initiale .


PRESENTATION DU MONTE CHARGE : 


Désignation des préactionneurs :
 
OU : ouverture des portes
FER : fermeture des portes
KMH : contacteur moteur déplacement vers le haut
KMB : contacteur moteur déplacement vers le bas
P1 : niveau 1
P2 : niveau 2
P3 : niveau 3
Dcy : départ du cycle
PO : portes ouvertes
PF : portes fermées


i- Chercher le GRAFCET de spécifications fonctionnelles correspondant à ce fonctionnement en prenant soin de respecter les règles d'évolutions.

ii- Chercher le GRAFCET de spécifications technologiques.

La corrigée d'exercice du Grafcet - Un monte charge

1) Chercher le GRAFCET de spécifications fonctionnelles correspondant à ce fonctionnement en prenant soin de respecter les règles d'évolutions.

GRAFCET FONCTIONNEL :


 2) Chercher le GRAFCET de spécifications technologiques. 

GRAFCET TECHNOLOGIQUE



Solution du problème : Écluse

1.


Je vais essayer d’expliquer un peu comment on peut voir les choses. Dans le problème 1 on cherche à effectuer les transferts suivants : 
Vous pouvez voir qu’à la fin, l’écluse est laissée dans la même position que la position initiale. 
Dans le problème 2 c’est un peu plus compliqué puisqu’il faut envisager deux sens. C'est-à-dire que les bateaux peuvent monter ou descendre. Une solution simpliste consisterait à faire les choses ainsi : 


 La seule différence entre les deux situations vient du sens du bateau. Pour ce qui est de l’écluse les étapes sont exactement les mêmes : En prenant cette solution on n’a presque pas à modifier le grafcet (en effet, c’est le grafcet de l’écluse que l’on fait !)
Cependant, on peut trouver un peu étrange, dans le cas du bas, de baisser le niveau du bief  après le passage du bateau. ça ne sert à rien, sinon à ramener l’écluse en position initiale. Si  on veut éviter cette action inutile  on se retrouve dans une situation plus complexe avec 4  configuration de départ possible : D’abord, soit on commence avec un bief bas, soit on commence avec un bief haut. Ensuite, soit le bateau va vers l’aval, soit il va vers l’amont. 




Pour être plus précis, nous avons deux situations initiales possibles : Bief haut ou bas. Dans chacune de ces situations, il peut arriver deux événements différents : Bateau va vers l’amont ou vers l’aval. Cela induit 4 comportements possibles.


Comme vous le voyez on a deux situations symétriques. Celle du haut allant de 0 à 12 correspond au problème 1. Celle du bas correspond au problème exactement inverse d’un bateau allant vers l’aval et rencontrant le bief haut. 
On peut voir qu’il se rajoute à cela des croisements : Avec le bief bas et un bateau qui arrive en aval, cela correspond à passer directement à l’étape 6’. De même dans l’autre sens. 
Comme en grafcet on ne peut pas donner des numéros avec des ’, il suffit de numéroter en bas de 20 à 32. 
De plus, à l’initialisation, l’écluse sera soit en 0 soit en 0’, elle ne peut pas physiquement être dans les deux à la fois. Il faut donc choisir l’étape initiale entre 0 et 0’. Je choisis arbitrairement 0. Cela signifie que lors de l’initialisation du système, il faudra veiller à ce que le bief soit au niveau bas et la porte 2 ouverte. 

Questions de cours 

1. Premier grafcet inchangé (pour franchir la transition, il faudrait que 12 soit active) 
2. Le deuxième grafcet met en œuvre une divergence en OU qui n’est pas faite pour provoquer une activation simultanée : On devrait faire 14 ou 15 mais pas les deux. Il faut donc mettre une priorité par exemple on rend le14 prioritaire sur le 15 en modifiant la réceptivité vers 15. 
3.Il manque une étape initiale ; la transition du haut n’a pas de réceptivité ; l’action conditionnelle devrait faire apparaître un C ; il n’y a pas de transition entre 7 et 5 ; le numéro 5 est utilisé 2 fois ; il manque une flèche ascendante. 

Exercice corrigé du grafcet : probléme

Soit l’écluse représentée au dessous. 
On considère le cas où une péniche se présente en amont.

Le batelier doit appuyer un bouton sur le quai (Bouton amont) pour pouvoir passer de l’amont au bief (partie centrale)

Une fois que le batelier aura appuyé sur ce bouton, la porte 2 va se fermer (si elle est déjà fermée, comme sur la figure, alors tant mieux, cette étape sera plus vite terminée !)

Puis la vanne 1 va s’ouvrir jusqu’à ce que le niveau d’eau du bief atteigne le niveau haut. Ensuite la vanne va se fermer et la porte 1 va s’ouvrir.
Ensuite, le batelier a 15 minutes pour faire avancer sa péniche. Au bout de 15 minutes, la porte 1 se ferme puis la vanne 2 s’ouvre pour faire passer le niveau du bief jusqu’au niveau bas. C’est terminé, la porte 2 ne se ferme pas (la porte 2 se ferme si une péniche arrive en amont, comme indiqué plus haut)


1. On prendra pour étape initiale le cas où la porte 1 est fermée, la porte 2 ouverte, le bief au niveau bas. Faites le Grafcet du système. Important : On ne connait rien de la technologie des éléments. Donc vous ferez un grafcet point de vue partie opérative (c'est-à-dire que vous écrivez des actions comme ‘Ouvrir Vanne 1’ et pas des codes comme OV1, de plus, faites comme si vous aviez tous les capteurs nécessaires : vanne 1 ouverte, vanne 1 fermée…) Pour la temporisation, utilisez la notation normalisée.


On prévoit un second bouton (Bouton aval) qui permet d’obtenir le parcours inverse (aval vers amont)


2. Modifiez votre grafcet de façon à ce qu’il permette le parcours dans les deux sens.


Questions de cours

1-  Pour les deux cas à gauche, le petit carré noir indique qu’une étape est active.  Reproduisez  ces  morceaux de  grafcet  en  indiquant  les  étapes actives  à  l’instant  suivant,  en supposant que a=b=1 et c=0.  

2-   Le cas de droite pose un problème.Comment le résoudre ?  

3-Le  grafcet  du  bas  contient  6 erreurs.  Trouvez-les  en  précisant bien  à  chaque  fois  quelle  est l’erreur  (ne  vous  contentez  pas d’entourer l’endroit où vous penser que se trouve une erreur)


Exercice corrigé sur Grafcet à séquences simultanées : aiguillage en ET

Grafcet à séquences simultanées : aiguillage en ET
  
MACHINE SPÉCIALE D'USINAGE 

Cahier des charges 


Cycle de fonctionnement : 
Si on appuie sur le bouton de départ cycle (dcy) quand les têtes d'usinages sont en position arrière, que
les vérins d'éjection et de serrage sont reculés et qu'une pièce est présente, le système serre la pièce.
On effectue alors simultanément les deux usinages.
- le fraisage : la fraise avance en vitesse lente puis recule en vitesse rapide.
- le lamage : 
. le grain d'alésage avance en vitesse lente.
. une fois en fin de lamage on attend 1 seconde pour avoir un fond plat.
. le retour s'effectue alors en vitesse rapide. 

Après cela la pièce est desserrée puis éjectée par le vérin E.
Remarques :
-  Pour des raisons de simplicité, on ne tiendra pas  compte du fonctionnement des moteurs de
broches d'usinages.
-  Les vérins A, F et S sont des vérins double effet commandés par des distributeurs bistables.
-  Le vérin E est un vérin double effet commandé par un distributeur monostable. 

-  Les capteurs de contrôle des mouvements sont :
. a0 et a1 pour le vérin d'alésage.
. e0 et e1 pour le vérin d'éjection.
. f0 et f1 pour le vérin de fraisage.
. s0 et s1 pour le vérin de serrage.
-  Le capteur de présence pièce fonctionne comme suit :
. p = 1 : il y a une pièce dans le montage.
. p = 0 : il n'y a pas de pièce dans le montage. 

Donner :
1.  Le grafcet point de vue système
2.  Le grafcet point de vue Partie Opérative
3.  Le grafcet point de vue Partie Commande 

Grafcet à séquences simultanées

Grafcet à séquences simultanées : aiguillage en ET


Rappel :
Un automatisme est représenté par un grafcet à séquences simultanées lorsque son
fonctionnement utilise simultanément plusieurs séquences de ce grafcet.
1) Divergence en ET 


Si l'étape 2 est active et que m = 1 alors les étapes 3 et 10 sont activées tandis que l'étape 2 est désactivée. 
2) Convergence en ET 


Si les étapes 8 et 15 sont actives et que a = 1 alors l'étape 20 est activée tandis que les étapes 8 et
15 sont désactivées.
Remarques:
- Si une seule des étapes 8 ou 15 est active, même si a = 1 l'étape 20 n'est pas activée.
- Souvent pour ne rien commander pendant qu'une séquence attend la fin de l'autre, les étapes 8 et
15 sont des étapes d'attente (pas d'action associée). La réceptivité est alors remplacée par = 1
(réceptivité toujours vraie)
MACHINE SPECIALE D'USINAGE 
Solution:

Grafcet point de vue système
Grafcet point de vue Partie Opérative 
Grafcet point de vue Partie Commande 

Exercice corrigé sur Grafcet avec choix de séquences

Grafcet avec choix de séquences : aiguillage en OU TRI DE PIÈCES

Cahier des charges :



Cycle de fonctionnement : 
-  Quand le système est en fonctionnement (bouton bistable m à 1) le tapis apporte une pièce.
-  Quand la pièce est contre le poussoir 2, on a 2 possibilités :
-  Si la pièce est pyramidale, le poussoir 1 la pousse dans le bac 1.
-  Si la pièce est prismatique, le poussoir 2 se recule et le tapis fait tomber la pièce dans le bac 2.
Remarque : On ne tiendra pas compte du fonctionnement du tapis pour les GRAFCET point de vue PO et PC.
Les capteurs utilisés sont les suivants : 

- poussoir 4 et 2 rentrés : a0 et b0
-  poussoir 1 et 2 sortis : a1 et b1
-  pièce pyramidale contre le poussoir 2 : t
-  pièce prismatique contre le poussoir 2 : p
-  pièce tombée dans le bac 2 : b2
Donner : 
1.  Le grafcet point de vue système
2.  Le grafcet point de vue Partie Opérative
3.  Le grafcet point de vue Partie Commande 


La solution d'Exercice sur Grafcet avec choix de séquences

 Grafcet avec choix de séquences : aiguillage en OU

Rappel :
Un automatisme est représenté par un grafcet avec choix de séquences lorsque son fonctionnement peut utiliser plusieurs séquences au choix.
Ce choix peut se faire à partir d'informations venant du système lui-même ou sur ordre de l'opérateur.
1) Divergence en OU 


L'étape 2 est active.  Les transitions (1) et (2) sont donc validées.
Quand r = 1 il y a 2 possibilités :
- Si m = 1 l'étape 3 est activée et l'étape 10 reste inactive.
- Si m = 0 l'étape 10 est activée et l'étape 3 reste inactive.
Quand l'une des étapes 3 et 10 est active l'étape 2 est désactivée.

2) Convergence en OU 


- si l'étape 8 est active la transition (3) est validée.
Quand a0 = 1 la réceptivité associée à (3) est vraie.  L'étape 20 devient active et l'étape 8 est
désactivée.
- si l'étape 15 est active la transition (4) est validée.
Quand p0 = 1 la réceptivité associée à (4) est vraie.  L'étape 20 devient active et l'étape 15 est
désactivée. 


TRI DE PIECES 
Grafcet point de vue système  :

 Grafcet point de vue Partie Opérative  :


Grafcet point de vue Partie Commande :







Exercice automate Chronogramme

Soit le réseau ladder suivant :vq1: Compléter le chronogramme ci-dessous en fonction du cycle de scrutation api représenté.

q1: Compléter le chronogramme ci-dessous en fonction du cycle de scrutation api représenté.


q2: Si le temps de scrutation automate est de 50ms, combien de temps %M0 reste-t-il à 1 ?
q3: Expliquer à quoi peut correspondre %M0.

Donner un exemple d’utilisation de ce type de structure Ladder
Réponse 1
Tout changement d'une entrée api ne peut être vue par l'UC qu'au début de la scrutation suivante (recopie de la MIE). Lorsqu'un changement est vu, le programme le prend en compte pendant la scrutation. Tout changement sera répercuté sur les sorties réelles à la fin de la scrutation api (recopie de la MIS). Il y aura donc toujours un retard d'1 tour de cycle avant de prendre en compte une variation d'entrée sur une mémoire ou une sortie (sauf en cas de commande asynchrone).


Réponse 2
%M0 reste à 1 pendant 50ms
Réponse 3
%M0 peut être assimilé au front montant de %I0.0.
Exemple d’utilisation : compteur, décompteur, index de positionnement, …



Exercice corrigé du Grafcet linéaire

Cahier des charges : 
Fonctionnement : 
Un chariot se déplace sur un rail et permet, en se positionnant au-dessus d'une cuve, de nettoyer des pièces contenues dans un panier en les trempant dans un bac de dégraissage. 
Cycle détaillé : 
•  Quand le chariot est en haut à gauche et que l'on appuie sur le bouton de départ du cycle (dcy), le chariot va au-dessus du bac de dégraissage. 
•  Le panier descend alors dans ce bac où on le laisse 30 secondes. 
•  Après cette attente, le panier remonte. 
•  Après cela, le chariot va jusqu'à l'extrême droite où il sera déchargé.
•  Quand le déchargement est terminé, le système revient dans sa position de départ. 
Remarque : 
Le chargement et le déchargement du panier s'effectuent manuellement. Le contrôle du fait que le panier est déchargé sera donc validé par un bouton poussoir d. 
Donner : 
1.  Le grafcet point de vue système. 
2.  Le grafcet point de vue Partie Opérative. 
3.  Le grafcet point de Partie commande.

La solution d'Exercice du Grafcet linéaire



Rappel: 

Un automatisme est représenté par un GRAFCET linéaire lorsqu'il peut être décrit par un ensemble de plusieurs étapes formant une suite dont le déroulement s'effectue toujours dans le même ordre.
 
BAIN DE DÉGRAISSAGE 
Le grafcet point de vue système  

 Le grafcet point de vue Partie Opérative 
 Le grafcet point de Partie commande 
Remarque :
- On lance la temporisation T1 dans l'étape 3.
- On définit la fin de la temporisation dans une réceptivité :