10ª aula - GRAFCET (elementos de base)

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1 10ª aula - GRAFCET (elementos de base)
Copyright 2000, Jorge Lagoa

2 GRAFCET Grafo de comando Etapa-transição.
Não é nem substitui as linguagens de programação. Define o comportamento dinâmico do comando e não as funções lógicas a serem executadas. É uma representação gráfica das sequências a efectuar pela unidade de controlo do processo. Copyright 2000, Jorge Lagoa

3 Níveis de GRAFCET O GRAFCET pode ser elaborado em dois níveis:
1º nível depende das especificações funcionais. 2º nível depende das especificações tecnológicas. O GRAFCET de 1º nível é elaborado ao nível das especificações funcionais. Definem-se de modo claro e preciso as acções a efectuar e o seu encadeamento, sem considerar de algum modo a forma como vai ser implementado. k abrir a válvula arrancar o motor ligar a temporização apagar o sinalizador incrementar o contador Copyright 2000, Jorge Lagoa

4 O GRAFCET de 2º nível é elaborado ao nível das especificações tecnológicas a utilizar, precisando o modo como as acções são realizadas de acordo com o tipo de implementação escolhido, na forma de proposições lógicas. a b P a b P t Comando eléctrico Comando pneumático Copyright 2000, Jorge Lagoa

5 No caso dos Autómatos programáveis, a descrição detalhada far-se-á por lista de instruções que permita a inclusão da sequência no autómato escolhido. Nalguns casos a descrição das diferentes acções a tomar numa etapa pode ser realizada, no GRAFCET de 2º nível, por: circuito de contactos ou por blocos funcionais F a b c S R & acção x1 x8 x11 usadas nos autómatos programáveis. NOTA: A especificidade de alguns actuadores usados no GRAFCET de nível 2 pode levar à modificação do GRAFCET de nível 1. Copyright 2000, Jorge Lagoa

6 Elementos do GRAFCET Etapa O funcionamento do automatismo é representado graficamente por: ETAPAS - às quais estão associadas ACÇÕES. TRANSIÇÕES - às quais estão associadas RECEPTIVIDADES. LIGAÇÕES ORIENTADAS - liga as etapas às transições e as transições às etapas. Transição Acções Ligação orientada Receptividade Copyright 2000, Jorge Lagoa

7 Etapa Está associada às acções a efectuar.
7 3 24 14 FIM inicial normal activa com nome simbólico As etapas são representadas por quadrados numerados na parte superior, podendo apresentar um nome simbólico da acção principal da etapa. Define um bloco de acções a executar e é considerada terminada quando a variável de transição for verdadeira. A etapa termina e é desactivada activando-se a etapa seguinte. Desta forma o programa entra em execução sequencial. Copyright 2000, Jorge Lagoa

8 Acções As acções definem a sequência de instruções a realizar durante uma etapa do processo. As acções podem ser: Condicionamento Incondicionais Realizando-se sempre, desde que a etapa esteja activa. Condicionais Realizando-se apenas quando a etapa está activa e uma (ou mais condições) são satisfeitas. Ex.: Quando a etapa 3 está activa é preciso recuar o cilindro P, mas apenas se y está presente. Copyright 2000, Jorge Lagoa

9 Podem ser descritas num ou vários rectângulos, ligados à etapa e do seu lado direito.
k Lista de acções a tomar na etapa k k NOTA: As acções podem ser condicionais ou incondicionais Copyright 2000, Jorge Lagoa

10 Podem ser estabelecidas em GRAFCET próprio.
Principal Sub Copyright 2000, Jorge Lagoa

11 Transição Está associada às receptividades (condições lógicas) a obter, indicando a possibilidade de evolução para a próxima etapa. Representada por uma variável de transição (ou variáveis na forma de proposição lógica) no GRAFCET de nível 1 e por uma função booleana no GRAFCET de nível 2. Condição de evolução de uma etapa para a seguinte. Se a variável de transição é actuada, a etapa anterior é desactivada e a etapa seguinte é activada. Copyright 2000, Jorge Lagoa

12 Alternativas de transição
X3 X4 Estática 3 4 a A passagem de uma etapa a outra pressupõe que a etapa anterior esteja activa e que a transição seja satisfeita. Copyright 2000, Jorge Lagoa

13 3 4 a 3 4 a a a Flanco descendente Flanco ascendente A passagem de uma etapa a outra pressupõe que a etapa anterior esteja activa e que a transição sofra uma variação de zero (falsa) para um (verdadeira). A passagem de uma etapa a outra pressupõe que a etapa anterior esteja activa e que a transição sofra uma variação de um (verdadeira) para zero (falsa). Copyright 2000, Jorge Lagoa

14 Temporização Para fazer uma temporização basta indicar a referência t, a sua origem e a sua duração. Quando uma etapa se encontra na origem de um tempo, será útil indicar a ligação do temporizador lt como uma acção associada a essa etapa. A receptividade torna-se verdadeira (=1) quando decorreram 5s após a última activação da etapa 3. 3 4 t/3/5s lt=5s Copyright 2000, Jorge Lagoa

15 Ligações orientadas Liga as acções às transições e as transições às acções. As ligações são verticais ou horizontais. As ligações sem seta estão implicitamente orientadas de cima para baixo. A chegada e partida de uma etapa são verticais, encontrando-se a chegada na parte superior e a partida na inferior. Se o fluxo de funcionamento indicado pelo GRAFCET não é realizado de cima para baixo, há obrigatoriedade de se colocar setas de indicação do sentido de fluxo. Copyright 2000, Jorge Lagoa

16 Ramificação simultânea ou paralela Ramificação alternativa
A ligação entre etapas pode ser simples ou múltipla. 3 4 m 8 14 a 15 Sequencial Ramificação simultânea ou paralela Ramificação alternativa As ramificações evoluirão de maneira independente e em simultâneo. A receptividade a provoca a activação simultânea das etapas seguintes. As ramificações evoluirão de maneira alternativa, por selecção de uma das sequências. A receptividade verdadeira, a ou b, provoca a activação da etapa seguinte respectiva. Copyright 2000, Jorge Lagoa

17 Sincronização ou execução condicionada
Junção alternativa Quando as etapas anteriores estão activas e a receptividade for verdadeira a etapas seguintes tornam-se activas e as etapas anteriores desactivas. Copyright 2000, Jorge Lagoa

18 preferível a evitar Para evitar qualquer ambiguidade é preferível evitar os cruzamentos contínuos ou linhas de ligação. Copyright 2000, Jorge Lagoa

19 Salto de etapas O salto condicional permite saltar uma ou várias etapas sempre que as acções a realizar se tornam inúteis. Copyright 2000, Jorge Lagoa

20 Retomada de sequências
A retomada de sequência permite retomar uma ou várias vezes a mesma sequência enquanto uma condição fixada não for obtida. Retomada a sequência pela receptividade a enquanto a receptividade a não se efectuar. Copyright 2000, Jorge Lagoa

21 Inicialização A situação inicial, caracteriza o comportamento (estado) do comando em relação à máquina no instante de ligar. Corresponde à passagem do estado de todas as etapas inactivas, para pelo menos uma etapa activa (a inicial). Situação de etapa inicial activa, apenas durante a inicialização do processo. Copyright 2000, Jorge Lagoa

22 Situações de duas etapas iniciais activas no arranque do processo.
Linear Múltiplo Copyright 2000, Jorge Lagoa

23 Transição não autorizada
Regras de evolução Autorização de uma transição 3 4 m=0 3 4 m=0 3 4 m=1 Transição não autorizada Transição autorizada Transição transposta Etapa 3 inactiva Etapa 3 activa e receptividade falsa Etapa 3 activa e receptividade verdadeira Copyright 2000, Jorge Lagoa

24 Transição não autorizada
Transposição de uma transição Transição autorizada Transição transposta Transição não autorizada Pelo menos 1 etapa inactiva Todas as etapa activas e a receptividade falsa Todas as etapas activas e a receptividade verdadeira Copyright 2000, Jorge Lagoa

25 Bibliografia Folhas das Cadeiras de Automação Industrial:
Mestrado em Engenharia Mecânica - IST (1995/96) Rui Loureiro Licenciatura em Engenharia Mecânica - IST (1990) Caldas Pinto Programação de Autómatos - Método GRAFCET Fundação Calouste Gulbenkian (1994) José Novais O GRAFCET Diagrama Funcional para Automatismos sequênciais Telemec (Novembro 1986) Copyright 2000, Jorge Lagoa