Diseño de Lógica Secuencial Con GRAFCET

Diseño de lógica secuencial con

GRAFCET

Objetivo

Conocer los aspectos básicos del GRAFCET como herramienta de diseño para sistemas secuenciales. El estudiante será capaz de diseñar circuitos lógicos de control para implementarlos en sistemas de lógica cableada y PLC´s.

GRAFCET

El GRAFCET (Gráfico de Control Etapa-Transición) es un método gráfico de modelado de sistemas de control.

Surge a partir de la necesidad de crear un estándar de diseño lógico para automatismos industriales. El GRAFCET es una poderosa herramienta que principalmente se utiliza para diseñar procesos secuenciales.

GRAFCET

Nace en Francia a mediados de los años 70´s, y fue creado por una agrupación de algunos fabricantes de autómatas, en concreto Telemecanique y Aper, junto con dos organismos oficiales, AFCET (Asociación Francesa para la Cibernética, Economía y Técnica) y ADEPA (Agencia Nacional para el Desarrollo de la Producción Automatizada).

Fue homologado en Francia (NFC), Alemania (DIN), y con posterioridad por la Comisión Electrotecnia Internacional ( IEC 848, en 1998).

PARTES PRINCIPALES DE UN GRAFET

1. Etapas

Son las representaciones de los diversos estados del proceso. Un GRAFCET de hecho se compone por una sucesión de etapas que describen el funcionamiento del sistema que se va a automatizar.

PARTES PRINCIPALES DE UN GRAFCETEtapa inicial: Se denomina etapa inicial o etapa de reposo al estado de control correspondiente al arranque, el estado inicial del GRAFCET.

Un mismo GRAFCET puede tener más de una etapa inicial, por lo tanto, para iniciar el ciclo se deben de activar simultáneamente todas las etapas iniciales.

Una etapa inicial se representa como una etapa normal con un recuadro exterior y se numera con 0 siempre que sea posible.

PARTES PRINCIPALES DE UN GRAFCET

2. Transiciones

Una transición representa la condición por la que el sistema evoluciona de las etapas que la preceden a las etapas que la suceden.

Se dibuja como una barra horizontal que corta transversalmente al enlace entre las etapas denominado arco.


2. Transiciones

Toda transición lleva una condición asociada denominada receptividad, resultado de la evaluación de una única formula lógica booleana (resultado 0 o 1). Cuando se verifica la receptividad se dice que la transición es receptiva (o franqueable).


3. Arcos

Son enlaces orientados que definen una relación de orden entre etapas y transiciones.

Los arcos vinculan etapas con transiciones, pero nunca etapas con etapas o transiciones con transiciones.


3. Arcos

Como regla general, el GRAFCET se lee de arriba abajo y los arcos tienen sentido descendente. Cuando el arco tiene sentido ascendente debe indicarse obligatoriamente con una flecha.


4. Acciones

Una etapa puede llevar asociada desde cero a un número indeterminado de acciones. Una etapa sin acciones se denomina etapa de espera (en inglés wait step). Se emplea para representar una ausencia de evolución mientras que la transición que sucede a la etapa no sea receptiva.


4. Acciones

Gráficamente, las acciones continuas se representan dentro de una caja rectangular asociada a la etapa. En el interior del rectángulo se indica bien en lenguaje natural, bien de manera simbólica, la semántica de la acción.


4. Acciones

A) Acciones retardadas (L): La acción comienza un cierto tiempo después de la activación de la etapa

B) Acciones limitadas en tiempo (D): La acción termina tras un cierto tiempo de la activación de la etapa, aunque ésta siga activa.

C) Acciones impulsionales (P): La acción dura el ciclo de operación de la activación de la etapa. Se emplea para acciones de control endógenas.

D) Acciones memorizadas (S): La acción se enclava tras la activación de la etapa y perdura tras su desactivación. Será necesario una etapa posterior para desenclavarla.

NIVELES DE GRAFCET

1. NIVEL DESCRIPTIVO

Es, por ejemplo. el nivel de detalle que las entidades financieras quieren conocer para decidir la inversión. Los GRAFCETS de nivel 1 emplean descripciones en lenguaje natural para describir las acciones y transiciones y no contiene referencias a las tecnologías que se van a utilizar.

NIVELES DE GRAFCET

1. NIVEL DESCRIPTIVO

NIVELES DE GRAFCET

2. DESCRIPCIÓN TECNOLÓGICA

El grado de detalle en las descripciones debe ser lo suficientemente claro para que todas las tecnologías empleadas en el automatismo (relés normales de enclavamiento, válvulas neumáticas normales o biestables, pulsadores, contactores etc.) queden representadas. Para este nivel y el anterior se suelen emplear la especificación GRAFCET de la norma IEC 60848.

NIVELES DE GRAFCET

Nivel 2: Descripción tecnológica

NIVELES DE GRAFCET

3. Descripción operativa

Deben especificarse todos los elementos, con los distintivos propios de las entradas y salidas, así como las marcas o relés internos que serán utilizados.

NIVELES DE GRAFCET

Nivel 3: Descripción operativa

ESTRUCTURAS LÓGICAS FUNDAMENTALES

1. Secuencia única.

Una secuencia única está compuesta de un conjunto de etapas que van siendo activadas, una tras otra, sin interacción con ninguna otra estructura. En la secuencia única, a cada etapa le sigue una única transición y cada transición es validada por una sola etapa.


Secuencia única.


2. Secuencias paralelas

Es un conjunto de secuencias únicas que son activadas de forma simultánea por una misma transición. Después de la activación de las distintas secuencias, su evolución se produce de forma independiente.


2. Secuencias paralelas


Divergencia en “OR”

Cuando la etapa 1 está activa, según se cumpla la receptividad asociada a la transición a o la receptividad asociada a la transición b, pasará a ser activa la etapa 2 o bien la etapa 3 respectivamente.


Convergencia en “OR”

Si la etapa activa es la 2 debe cumplirse la receptividad asociada a la transición a para pasar a la etapa 4 a activa. Si la etapa activa es la 3 debe cumplirse la receptividad asociada a la transición b, para que la etapa 4 pase a estar activa.

ESTRUCTURAS LÓGICAS FUNDAMENTALESDivergencia en “AND”

Estando activa la etapa 1 y si se cumple la receptividad asociada a la transición C, pasan a estar activas las etapas 2 y 3.

ESTRUCTURAS LÓGICAS FUNDAMENTALESConvergencia en “AND”

Para que se active la etapa 4 deben estar activas las etapas 2 y 3 y cumplirse la receptividad asociada a la transición D.


Saltos condicionales

Bajo ciertas condiciones se pueden omitir etapas innecesarias para el proceso:


Bucle

También bajo ciertas condiciones se pueden repetir algunas etapas del proceso:

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