Robótica
10ª aula - GRAFCET
(elementos de base)
07-08-2000
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Robótica
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.
10. 2.
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Robótica
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
10. 3.
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Robótica
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.
P
a
1
m.p0
b
2
Comando
eléctrico
P+
p1
t
3
P
a
Comando
pneumático
10. 4.
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P-
b
p0
4
c
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Robótica
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
a
c F
ou por blocos funcionais
x1
x8
x11
b
&
acção
S
R
usadas nos autómatos programáveis.
10. 5.
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NOTA: A especificidade de alguns actuadores
usados no GRAFCET de nível 2 pode levar à
modificação do GRAFCET de nível 1.
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Elementos do GRAFCET
Etapa
1
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
m
Acções
2
P+
Ligação
orientada
B-
p1
3
Pk0
Receptividade
4
c
10. 6.
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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.
10. 7.
■ A etapa termina e é desactivada activando-se a etapa seguinte.
Desta forma o programa entra em execução sequencial.
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Acções
As acções definem a sequência de
instruções a realizar durante uma
etapa do processo.
1
m
2
P+
As acções podem ser:
•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.
10. 8.
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p1
y
B-
Condicionamento
3
Pk0
4
c
Ex.: Quando a etapa 3 está activa é
preciso recuar o cilindro P, mas
apenas se y está presente.
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Robótica
Podem ser descritas num ou vários rectângulos, ligados à etapa
e do seu lado direito.
k
k
k
Lista de acções a
tomar na etapa k
x 1
NOTA: As acções podem ser
condicionais ou incondicionais
10. 9.
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Robótica
Podem ser estabelecidas em
GRAFCET próprio.
1
10
2
SUB
Principal
11
21
Sub
10. 10.
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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.
10. 11.
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Alternativas de transição
X3
3
a
a
Estática
4
X4
A passagem de uma etapa a outra pressupõe que a etapa anterior
esteja activa e que a transição seja satisfeita.
10. 12.
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Robótica
3
3
a
a
a
a
a
a
4
4
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).
Flanco descendente
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).
10. 13.
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Temporização
3
lt=5s
t/3/5s
4
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.
10. 14.
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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.
10. 15.
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A ligação entre etapas pode ser simples ou múltipla.
3
8
8
a
m
4
Sequencial
10. 16.
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a
14
15
Ramificação
simultânea
ou paralela
As ramificações evoluirão de
maneira independente e em
simultâneo.
A receptividade a provoca a
activação simultânea das
etapas seguintes.
11
b
21
Ramificação
alternativa
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.
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15
24
15
24
a
b
a
9
7
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.
10. 17.
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15
24
a
15
b
7
preferível
24
a
b
7
a evitar
Para evitar qualquer ambiguidade é preferível evitar os cruzamentos
contínuos ou linhas de ligação.
10. 18.
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Robótica
Salto de etapas
O salto condicional permite saltar
uma ou várias etapas sempre que
as acções a realizar se tornam
inúteis.
10. 19.
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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.
a
a
10. 20.
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Robótica
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.
10. 21.
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Situações de duas etapas iniciais activas no arranque do processo.
Linear
Múltiplo
10. 22.
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Robótica
Regras de evolução
Autorização de uma transição
3
3
m=0
3
m=0
m=1
4
4
4
Transição não
autorizada
Transição
autorizada
Transição
transposta
Etapa 3 inactiva
Etapa 3 activa e
receptividade falsa
Etapa 3 activa e
receptividade verdadeira
10. 23.
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Robótica
Transposição de uma transição
14
25
34
14
25
a
111
121
Transição não
autorizada
Pelo menos 1 etapa inactiva
34
14
25
34
a
111
121
Transição
autorizada
Todas as etapa activas
e a receptividade falsa
a
111
121
Transição
transposta
Todas as etapas activas e a
receptividade verdadeira
10. 24.
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Robótica
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)
10. 25.
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