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Découverte du Grafcet

En automatisme, que ce soit pour débuter ou pour décrire un système, on utilise souvent le Grafcet. Mais comment utilise-t-on le langage Grafcet ? Comment programmer le Grafcet sur automate industriel ? Découvrez dans cet article, les bases du langage Grafcet et quelques exemples de programmes avec le logiciel Codesys et l'application Zelio Soft.

• 1. C'est quoi le Grafcet ?
• 2. Les symboles du Grafcet
• 3. Exemple de Grafcet linéaire
• 4. Les différents points de vue d'un Grafcet
• 5. Création d'un Grafcet sous Codesys (tuto vidéo)
• 6. Réaliser un Grafcet avec l'automate Zelio

1. C'est quoi le Grafcet ?

Le GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande des Etapes et Transitions) est une représentation graphique qui permet de traduire le fonctionnement d'un système automatique, il est adapté aux équipements dont la marche est séquentielle, c'est à dire qu'il suit tout le temps le même cycle de fonctionnement.

Le GRAFCET permet à l'aide du graphique de détailler la chronologie des actions à réaliser.
• Pour un automate Wago, avec le logiciel CodeSys pour programmer en GRAFCET il faut choisir le langage SFC (Sequential Function Chart).
• Pour un automate de marque Schneider et de type Zelio, si vous souhaitez écrire un programme en Grafcet, il faudra choisir le langage FBD et vous retrouverez les symboles du Grafcet dans la rubrique SFC.

Le gros intérêt de ce langage de programmation est qu'il est graphique et facilement lisible. Contrairement au langage littéral qui nécessite des connaissances en programmation, le Grafcet est simple à interpréter, il est donc accessible aux débutants.

Ainsi, l'automate programmable industriel ou API est capable d'interpréter le Grafcet et ainsi il est possible de gérer le pilotage de système industriel séquentiel de façon autonome. Pour ceux qui se demandent qu'est-ce qu'un automate programmable industriel ?, je vous invite à consulter le lien précédent.

2. Les symboles du Grafcet :

Pour retranscrire un système automatisé à l'aide d'un Grafet, il faut utiliser les symboles suivants :

    2.1. Les symboles simples :

        • Une étape initiale
        • Des transitions, auxquelles on associe des réceptivités ou conditions à valider
        • Des étapes, auxquelles sont associées des actions à réaliser

    2.2. Les divergences ou convergences :

        • Des divergences ou convergences en ET (séquences parallèles ou séquences simultannées)
        • Des divergences ou convergences en OU (sélection de séquence)

Grafcet Divergence et Convergence en OU

Grafcet Divergence et Convergence en ET

    2.3. Règles d'évolution du grafcet :

Vidéo récapitulative.

3. Exemple de Grafcet linéaire :

Cahier des charges n°1 : Palan déplacement horizontal automatique :
    • Si le commutateur S9 est fermé et si le palan est en position initiale (capteur fin de course gauche C4 actionné) alors le palan va se déplacer horizontalement en petite vitesse vers la droite.
    • Le palan arrive au capteur fin de course droite C3.
    • Puis il va se déplacer horizontalement en petite vitesse vers la gauche.
    • Le palan arrive au capteur fin de course gauche C4, il est revenu à sa position initiale (retour étape initiale).

Grafcet du cahier des charges n°1 :
La solution du Grafcet du palan simplifié est accessible en cliquant sur Graphe et Actions & réceptivités.

4. Les différents points de vue d'un Grafcet :

Prenons l'exemple simplifé d'une barrière de péage.
La barrière est en position basse et le feu de signalisation est au rouge.
Une voiture arrive sur la voie Télépéage (boucle de détection n°1) la barrière s'ouvre et une verrine flash orange s'allume, dès qu'elle est en position haute le feu passe au vert et la verrine flash orange est toujours allumée.
La voiture avance sur la boucle n°2 le feu bicolore passe au rouge et la verrine orange est toujours allumée dès que la voiture quitte la boucle n°2 la barrière se baisse jusqu'à la position basse la verrine orange s'éteint.

Voir l'animation interactive de la barrière en cliquant sur l'image ci-dessous :

    4.1. Point de vue de la Partie Opérative (PO) :

    4.2. Point de vue de l'Automate (API) :

Affectation des entrées / sorties automates :
On associe à chacune des entrées et sorties de l'automate un nom permettant de mémoriser et comprendre sa fonction (mnémonique).

Les entrées automates Mnémoniques Adresses Types de variables Barriere_haute %IX0.0 Digital Barriere_basse %IX0.1 Digital Boucle_amont %IX0.2 Digital Boucle_aval %IX0.3 Digital

Les sorties automates Mnémoniques Adresses Types de variables Ouvrir %QX0.0 Digital Fermer %QX0.1 Digital Balise_orange %QX0.2 Digital Feu_rouge %QX0.3 Digital Feu_vert %QX0.4 Digital

5. Création d'un Grafcet sous Codesys (tuto vidéo) :

La vidéo ci-après explique comment réaliser un Grafcet à l'aide du logiciel de programmation Codesys.
Le support utilisé est barrière de péage simplifiée voir l'animation interactive.

Dans cette vidéo il est présenté les étapes suivantes :
  • La construction du grafcet en langage SFC.
  • La déclaration des variables entrées et sorties.
  • La création d'un module Ladder pour l'activation des sorties automates.
  • La création de la routine PLC_PRG appelant les sous programmes du grafcet et des sorties.
  • La simulation du programme pour valider le fonctionnement à l'aide du logiciel Codesys.
  • Le paramétrage de l'adresse IP de l'automate et le transfert du programme dans l'automate programmable WAGO.

Réaliser un Grafcet avec l'automate Zelio :

Si vous voulez réaliser un Grafcet avec les automates Zelio, il faut que ce dernier soit compatible avec le langage FBD (Function Block Diagram = Langage graphique comme le Grafcet). En effet, certaines versions d'API Zelio ne supportant pas le FBD, il ne vous sera pas possible d'écrire un progamme en Grafcet.

Pour savoir si votre automate Zelio est compatible avec le langage FBD, ouvrez le logiciel ZelioSoft et lors du choix du module (choix API), regardez la colonne "Langue", elle vous indiquera la compatibilité ou non avec le langage FBD.

Pour vous accompagner dans la découvert du Grafcet sur automate Zelio avec le logiciel ZelioSoft, regardez cette vidéo, qui présente un fonctionnement séquentiel devant être reproduit avec un Grafcet (Automate Programmable Zelio) :

Activités MELEC réalisation d'un Grafcet :

Consultez les activités du BAC PRO MELEC mettant en oeuvre le langage Grafcet pour les automatismes industriels.

Fiche pédagogique du TP modification du mode automatique du palan électrique (Grafcet).