GRAFCET
En 1975, un grupo de trabajo de AFCET(Asociation Francaise por la Cibernétique Economique et Technique), el grupo de sistemas lógicos, decidió crear la comisión sobre la Normalización de la Representación de los controladores Lógicos.
El grupo buscaba un modelo de representación y especificación del funcionamiento de los sistemas comandados por los controladores lógicos, por los automatismos. Dicho modelo fue bautizado con el nombre de Grafcet, Gráfico de mando etapa-transición. El Grafcet está reconocido por la norma IEC-848 y la IEC-61131.
El Grafcet es un formalismo inspirado en las redes Petri, donde se manejan eventos, condiciones y acciones en forma análoga a los clásicos diagramas de estado, siendo la variable local de estado (la etapa) intrínsecamente binaria.
Está definido por unos elementos gráficos y unas reglas de evolución que reflejan la dinámica del comportamiento del sistema.
Todo automatismo secuencial o concurrente se puede estructurar e n una serie de Etapas que representan estados o subestados del sistema en los cuales se realizan una o más acciones, así como transiciones, que son las condiciones que deben darse para pasar de una etapa a otra. El Grafcet es una representación gráfica del automatismo compuesto por etapas y transiciones.
Principales conceptos:
ETAPA
Una etapa corresponde a una situación del sistema que indica un comportamiento estable. Se conviene en representar una etapa por un cuadrado en el que se indicará el número de etapa.
Las etapas iniciales se representan por dobles cuadrados. Éstas son las únicas que se activan al inicializar el GRAFCET.
ETIQUETA
Son acciones sobre el sistema asociadas a etapas.
- Etapa activa: cuando manda efectivamente las acciones asociadas.
- Etapa no activa: puede ser inactiva o activable.
TRANSICIÓN
Es un elemento que permite evolucionar o no de una etapa a la siguiente. Se representan por un trazo perpendicular a la línea que una dos Etapas.
Para que una transición sea franqueable y el grafcet evolucione de una etapa a la siguiente se debe cumplir:
- Todas las etapas de entrada de la transición deben estar activas.
- La receptividad asociada a la transición debe ser verdadera.
RECEPTIVIDAD
La receptividad asociada a una transición es una función booleana que expresa la condición lógica de la que depende el paso a través de la transición.
Ejemplos de receptividades:
- Contaje de piezas
- Activación de un captador
- Fin de temporización
Es un segmento de recta orientado que une una etapa con una transición, o bien una transición con una etapa, pero nunca dos transiciones o dos etapas entre sí.
Se conviene en que el sentido vertical descendente no está marcado con flecha (orientación implícita). Si el sentido es vertical ascendente, debe estar marcado con flecha que lo indique.
La alternancia etapa-transición y transición-etapa debe ser respetada siempre sea cual sea la secuencia recorrida. Dos etapas nunca deben estar unidas directamente, sino que tienen que estar separadas por una transición.
ACCIONES
Acción temporizada. Es un caso particular de las acciones condicionales que se encuentra con mucha frecuencia en las aplicaciones prácticas; en ellas el tiempo interviene como condición lógica.
Efecto mantenido. Una de las dificultades más frecuentes en el momento de construir el GRAFCET es la representación de acciones o, más exactamente, órdenes, que deben permanecer durante un cierto número de etapas consecutivas.
Hay dos tipos de descripciones:
- Efecto mantenido por acciones continuas no memorizadas:
Consiste en la repetición de la acción o de la orden en todas las etapas afectadas, asegurando de esta manera la continuidad del efecto o, también, la utilización de estructuras de secuencias simultánea.
- Efecto mantenido por acción memorizada:
En este otro caso, las acciones u órdenes son dadas en la etapa en la que debe efectuarse el comienzo de la acción, la salida mediante un Set es puesta al estado lógico 1, y en la etapa en que esta acción se para, la salida mediante un Reset es puesta al estado lógico 0.
REGLAS DE EVOLUCIÓN DEL GRAFCET
Situación Inicial:
La situación inicial del GRAFCET caracteriza el comportamiento inicial de la parte de mando en relación con la parte operativa y corresponde a las etapas activas al comienzo del funcionamiento.
Si esta situación inicial es siempre la misma, caso de los automatismos cíclicos, estará caracterizada por las etapas iniciales. Este caso corresponde generalmente a un comportamiento de reposo.
En el caso se automatismos no cíclicos, la situación de partida depende del estado del proceso en el momento de la puesta en marcha de la parte de mando.
Franqueo de una Transición:
El franqueo de una transición trae como consecuencia la activación simultanea de todas las etapas inmediatamente posteriores y la desactivación de las anteriores.
Evoluciones simultáneas:
Si en un instante determinado existe un conjunto de varias transiciones que son franqueables simultáneamente, son simultáneamente franqueadas.
Activaciones y Desactivación simultaneas:
Si en el curso del funcionamiento de un automatismo, una etapa debe ser activada y desactivada simultáneamente, sigue activa.
Duración del franqueo de una transición o de activación de una etapa:
La duración del franqueo de una transición se considera teóricamente tan pequeña como se quiera pero no nula. Del mismo modo la duración de la activación de una etapa no puede ser considerada nula.
ESTRUCTURAS DEL GRAFCET
Situación Inicial:
La situación inicial del GRAFCET caracteriza el comportamiento inicial de la parte de mando en relación con la parte operativa y corresponde a las etapas activas al comienzo del funcionamiento.
Si esta situación inicial es siempre la misma, caso de los automatismos cíclicos, estará caracterizada por las etapas iniciales. Este caso corresponde generalmente a un comportamiento de reposo.
En el caso se automatismos no cíclicos, la situación de partida depende del estado del proceso en el momento de la puesta en marcha de la parte de mando.
Franqueo de una Transición:
La evolución de la situación del GRAFCET correspondiente al franqueo de una transición no puede producirse más que:
- Cuando una transición está validada.
- Cuando la receptividad asociada a esa transición es verdadera.
- Cuando estas dos condiciones se cumplen, la transición es franqueable y entonces se franquea obligatoriamente.
El franqueo de una transición trae como consecuencia la activación simultanea de todas las etapas inmediatamente posteriores y la desactivación de las anteriores.
Evoluciones simultáneas:
Si en un instante determinado existe un conjunto de varias transiciones que son franqueables simultáneamente, son simultáneamente franqueadas.
Activaciones y Desactivación simultaneas:
Si en el curso del funcionamiento de un automatismo, una etapa debe ser activada y desactivada simultáneamente, sigue activa.
Duración del franqueo de una transición o de activación de una etapa:
La duración del franqueo de una transición se considera teóricamente tan pequeña como se quiera pero no nula. Del mismo modo la duración de la activación de una etapa no puede ser considerada nula.
ESTRUCTURAS DEL GRAFCET
Secuencia única:
Una secuencia única se compone de una sucesión de Etapas que son activadas una a continuación de otra. A cada etapa le sigue solamente una transición y cada transición es validada por una sola etapa. El franqueo de una transición activa la etapa siguiente y desactiva la anterior.
Secuencias simultáneas:
Cuando el franqueo de una transición conduce a la activación de varias secuencias al mismo tiempo, se dice que son secuencias simultáneas. Después de la activación simultánea de estas secuencias, las evoluciones de las etapas activas en cada una de las secuencias son independientes.
- Activación simultánea.
Debajo de la transición se dibujan dos líneas paralelas.
- Desactivación simultánea.
Para asegurar la desactivación de las secuencias simultáneas al mismo tiempo, se deben preveer Etapas de espera recíproca. Etapas 3 y 4 son de espera recíproca.
Selección de secuencia:
Una selección, o una elección de evolución entre varias etapas, se representa a partir de una o varias etapas, mediante tantas transiciones validadas como evoluciones haya. Por ejemplo el producto puede ser del tipo A o del Tipo B, si es del tipo A se activa la Etapa 1 y sino la 2.
Secuencias exclusivas:
Para obtener una selección exclusiva entre varias evoluciones posibles a partir de una misma etapa, es necesario asegurar que todas las receptividades asociadas a las transiciones son exclusivas, es decir, no pueden ser verdaderas simultáneamente.
Salto de Etapas:
Permite saltar una o varias etapas cuando las acciones a efectuar por esas etapas sean inútiles.
Repetición de secuencia:
La repetición de secuencia permite volver a comenzar la misma secuencia mientras una condición establecida no sea cumplida.
