GEMMA - guerineau-ars.monsite-orange.fr
Transcript of GEMMA - guerineau-ars.monsite-orange.fr
ARS - Automatisme - GEMMA 2
Introduction
Le fonctionnement normal d’un système étant connu, il est nécessaire
d’étudier les procédures de :
Mise en route
Mise au point
Défaillances
Ces procédures sont définies par les :
Modes de Marche et d’Arrêt
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 3
Les MMA c’est définir :
L'exploitation du système par un opérateur
( fonction DIALOGUE)
Les modes de production d’un système
Les procédures de mise en sécurité
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 4
Objectif : répondre aux questions
Quelles sont les modes de
fonctionnement disponibles sur
le système ?
Quelles seront les
conséquences de la mise
« EN /
HORS ÉNERGIE » sur
le système ?
Quels critères doit-on
prendre en compte
pour assurer la
sécurité des
personnes et des biens
?
Peut-on prévoir
des modes de
marches
spécifiques pour
procéder à des
réglages ou la
maintenance ?
Quelles seront les
conséquences d’un Arrêt
d’Urgence pour les personnes
et le système ?
Comment peut-on mettre
en Marche et arrêter le
fonctionnement ?
Après un Arrêt d’Urgence dans
quelles conditions peut-on
remettre le système en production
normale ?
Peut-on prévoir un
mode de marche
permettant de mettre le
système en situation de
repli en fin de journée
pour assurer la sécurité
?
Lorsque l’opérateur pilote le
système, comment suivre son
évolution en temps réel ?
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 5
Outil de Description
Guider dans le choix des MMA
Décrire les différents États du système
Définir le Dialogue Homme – Machine
Préparer à la Réalisation
GEMMA
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 6
Le GEMMA
Guide d’Etude des Modes de Marches et d’Arrêts
Outil Graphique
PZ A6 <Mise PO dans état initial>
A7 <Mise PO dans état
déterminé>
A5 <Préparation pour remise en route après défaillance>
D2 < Diagnostique et/ou traitement de la défaillance>
D1 <Marche ou arrêt en vue d'assurer la sécurité>
A2 <Arret demandé en fin de cycle>
A3 <Arret demandé dans état déterminé>
A4 <Arrêt
obtenu>
Pendant tout état GEMMA
F1
<Production normale>
de
F4 <Marches de vérification dans le désordre>
F5 <Marches de vérification dans l'ordre>
GEMMA Guide d'étude des Modes de Marches et d'Arret
PC HORS
ENERGIE
PROCEDURES EN DEFAILLANCE DE LA PO PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT D F
PROCEDURES D'ARRET ET DE MISE EN ROUTE A PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT F PC HORS
ENERGIE
A1 <Arret dans état initial>
Production
D3 <Production tout de même>
F2 <Marches
préparation>
F6 <Marches de test>
F3 <Marches de cloture>
Zone à l’intérieur de
laquelle le système
est en production
Rectangles
définissant l’état de
la partie opérative
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 7
Objectifs du GEMMA
Aider aux choix des MMA
Décrire toutes les procédures de MMA
Définir les différents états de la P.O.
Préparer la réalisation
Faciliter le dialogue entre techniciens
GMMA
• Guider les intervenants sur le système
(Mise au point, conduite, maintenance)
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 8
Les Familles du GEMMA
PROCEDURES D'ARRETS ET DE MISES EN ROUTE
A
PROCEDURES DE
DEFAILLANCE DE LA PO
D
PROCEDURES DE
FONCTIONNEMENT
F
PC HORS
ENERGIE
PZ
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 9
Les différents rectangles ETATS
Les Rectangles État : F
FONCTIONNEMENT
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 10
Rectangle : F1
P. GUERINEAU
F1 : production normale :
Dans cet état, la machine produit
normalement c’est l’état pour lequel
elle a été conçue.
C’est à ce titre que le “rectangle-
état” a un cadre particulièrement
renforcé.
On peut souvent faire correspondre
à cet état un GRAFCET que l’on
appelle « Grafcet de Production
Normale => GPN »
ARS - Automatisme - GEMMA 11
Rectangle : F2
P. GUERINEAU
F2 : marche de préparation :
Cet état est utilisé pour les machines
nécessitant une préparation
préalable à la production normale ,
telle que :
- préchauffage de l’outillage,
- remplissage de la machine,
- mises en route diverses,
- etc.
ARS - Automatisme - GEMMA 12
Rectangle : F3
P. GUERINEAU
F3 : marche de cloture :
C’est l’état nécessaire pour
certaines machines devant être
vidées, nettoyées, etc ..., en fin de
journée ou en fin de série.
ARS - Automatisme - GEMMA 13
Rectangle : F4
P. GUERINEAU
F4 : marche de verification
dans le désordre :
Cet état permet de vérifier certaines
fonctions ou certains mouvements
sur la machine, sans respecter
l’ordre de déroulement du cycle.
ARS - Automatisme - GEMMA 14
Rectangle : F5
P. GUERINEAU
F5 : marche de verification
dans l’ordre :
Dans cet état, le cycle de production
peut être exploré au rythme voulu
par la personne effectuant la
vérification, la machine pouvant
produire ou ne pas produire.
ARS - Automatisme - GEMMA 15
Rectangle : F6
P. GUERINEAU
F6 : marche de test :
Rectangle état destiné à un
fonctionnement de test, pour
l’étalonnage de capteurs, le
réglage de position de capteurs.
Le système ne produit que des
objets tests.
ARS - Automatisme - GEMMA 16
Les différents
rectangles ETATS (suite)
Les Rectangles États : A
ARRET
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 17
Rectangle : A1
P. GUERINEAU
A1 : arret dans l’état initial :
C’est l’état “repos ” de la
machine.
Il correspond en général à la
situation initiale du GRAFCET :
c’est pourquoi, comme une étape
initiale, ce “rectangle-état” est
entouré d’un double cadre.
Pour une étude plus facile de
l’automatisme, il est recommandé
de représenter la machine dans
cet état initial.
ARS - Automatisme - GEMMA 18
Rectangle : A2
P. GUERINEAU
A2 : arret demandé en fin de
cycle :
Lorsque l’arrêt est demandé, la
machine continue de produire
jusqu’à la fin du cycle.
A2 est donc un état transitoire
vers l’état A1, le cycle qui se
déroule normalement dans Fl se
termine sans modification dans
A2..
ARS - Automatisme - GEMMA 19
Rectangle : A3
P. GUERINEAU
A3 : arret demandé dans un
état déterminé :
La machine continue de produire
jusqu'a un arrêt en une position
autre que la fin de cycle : c’est un
état transitoire vers A4.
ARS - Automatisme - GEMMA 20
Rectangle : A4
P. GUERINEAU
A4 : arret obtenu :
La machine est alors arrêtée en
une autre position que la fin de
cycle.
ARS - Automatisme - GEMMA 21
Rectangle : A5
P. GUERINEAU
A5 : préparation pour remise
en route après défaillance :
C’est dans cet état que l’on
procède à toutes les opérations
(dégagements, nettoyages, ...)
nécessaires à une remise en route
après défaillance.
ARS - Automatisme - GEMMA 22
Rectangle : A6
P. GUERINEAU
A6 : mise PO dans l’état
initial :
La machine étant en A6, on remet
manuellement ou
automatiquement la Partie
Opérative en position pour un
redémarrage dans l’état initial.
ARS - Automatisme - GEMMA 23
Rectangle : A7
P. GUERINEAU
A6 : mise PO dans un état
déterminé :
La machine étant en A7, on remet
la P.O. en position pour un
redémarrage dans une position
autre que l’état initial.
ARS - Automatisme - GEMMA 24
Les différents
rectangles ETATS (suite)
Les Rectangles États : D
DEFAUTS
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 25
Rectangle : D1
P. GUERINEAU
D1 : arret d’urgence :
C’est l’état pris lors d’un arrêt d’urgence : on y prévoit non seulement les arrêts,
mais aussi les cycles de dégagement, les procédures et précautions nécessaires pour
éviter ou limiter les conséquences dues à la défaillance.
ARS - Automatisme - GEMMA 26
Rectangle : D2
P. GUERINEAU
D2 : diagnostic et/ou traitement de défaillance :
C’est dans cet état que la machine peut être examinée après défaillance et qu’il peut
être apporté un traitement permettant le redémarrage.
ARS - Automatisme - GEMMA 27
Rectangle : D3
P. GUERINEAU
D3 : production tout de même :
Il est parfois nécessaire de continuer la production même après défaillance de la
machine.
On aura alors une « production dégradée » ou une « production forcée », ou une
production aidée par des opérateurs non prévus en production normale.
ARS - Automatisme - GEMMA 28
Principes de base Auto et Init
PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT
F1
<Production normale>
F
F4 <Marches
de vérification
dans le
désordre>
A1 <Arret dans état
initial>
A6 <Mise PO dans
état initial>
A5 <Préparation pour
remise en route après défaillance>
A2 <Arret
demandé en
fin de cycle>
A1 <Arret dans état
initial>
PROCEDURES D'ARRET ET DE MISE EN ROUTEA
Productio
n
Pour définir les modes de fonctionnements, (conformément au cahier des charges) il s’agira d’élaborer un «PARCOURS GEMMA » ou « BOUCLE » en choisissant ou non de transiter par les rectangles état de son choix.
Chacune des zones se compose de plusieurs RECTANGLES ETATS modélisant des modes de Marches ou d’Arrêts types.
Rectangle
état « F1 »
Début
Rectangle
état « A2 »
Les évolutions entre chaque rectangle état seront réalisées en installant les CONDITIONS LOGIQUES nécessaires aux évolutions d’un rectangle état à l’autre.
Init
Conditions
Initiales
(CI)
Manu
Auto et Dcy
/Auto
Fin de cycle
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 29
Réalisation du GEMMA
Les spécifications décrites dans le GEMMA peuvent être réalisées par :
• Le choix des composants (pré actionneurs monostables, bloqueurs, vérin
simple effet, sectionneur...)
• En technologie programmée (Logigrammes, Diagrammes, Ladder,
Grafcet spécialisés…)
• En technologie câblée ( circuit de sécurité, marche manuelle...)
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 30
Traduction en grafcet
GRAFCET DE SURETE- des personnes
- des biens
GRAFCET DE CONDUITE (GC)
ou
GRAFCET DES MODES
DE MARCHES (GMM)
GRAFCET
DE PRODUCTION
NORMALE (GPN)
GRAFCETS ou
procédures "sous
programmes"
GRAFCETS DE
TACHES
Le GRAFCET DE SURETE est
hiérarchiquement supérieur
GRAFCETS DE TACHES SPECIFIQUES
Le dialogue inter- grafcet est réalisé par les variables d’étapes
Le GEMMA
conduira à
l’élaboration d’une
STRUCTURE
MULTI-GRAFCETS
HIERARCHISES.
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 31
GRAFCET DE SURETE
Grafcet Hiérarchiquement supérieur
Hiérarchie réalisée par des ordres de Forçage
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 32
GRAFCET DE SURETE (suite)
Grafcet Hiérarchiquement supérieur
Hiérarchie réalisée par des ordres de Forçage
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 33
Exemple : Table Automatisée
M
1S0 1S1
ARU
H1 H2
SASM
SREA SINIT
SM : Départ cycle
SA : Arrêt cycle
ARU : Arrêt d’urgence
SREA : Réarmement après ARU
SINIT : Initialisation
H2 : voyant « marche cycle »
H1 : votant « partie opérative initialisée »
1
2
0
SM
KM1
1S1
1S0
KM2
Grafcet de Production Normale
(GPN)
M commandé par 2 relais : KM1 => Translation vers la Droite
KM2 => Translation vers la Gauche
1S0 : capteur de position milieu
1S1 : capteur de position fin de course
PUPITRE
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 34
Choix des rectangles actifs
A6
A2 A5
A1
GEMMA
Fin de cycle SINIT
SM
SA
1S0 A1
Signaler P.O.
initialisée
A2
cycle
en cours
Finir le A5
Diagnostique
après
défaillance
A6
Initialisation
si 1S0
F1 F1
Fonctionnement
suivant GPN
Signaler « marche cycle »
D1 Mise hors énergie PO par coupure
Alimentation de pré actionneurs
ARU.SREA
ARU
P. GUERINEAU
Mise sous
tension
ARS - Automatisme - GEMMA 35
Élaboration de la feuille GEMMA GEMMA Guide d'Etude des Modes de Marches et d'Arrêts Système :
PC HORS
ENERGIE
remise en route mise en ou hors service
fonctionnement normal
essais et vérifications
PRODUCTION
F PROCEDURES DE FONCTIONNEMENTA PROCEDURES D'ARRET de la Partie Opérative (PO)
D PROCEDURES en DEFAILLANCE de la PO
Table Automatisée
A6 < Mise P.O dans état initial >
Initialisation si 1S0
A7 < Mise P.O dans état
déterminé >
A5 < Préparation pour
remise en route après
défaillance >
Diagnostique après
Défaillance
A1 < Arrêt dans état initial >
Signaler PO initialisée
A4 < Arrêt obtenu >
D2 < Diagnostic et/ou
traitement de défaillance >
A2 < Arrêt
demandé en
fin de cycle >
Finir le
cycle en
cours
D3 < Production tout de même >
D1 < Arrêt d'urgence >
F1 < Production normale >
Fonctionnement suivant GPN
Signaler « marche cycle »
A3 < Arrêt
demandé dans
état
déterminé>
F2
<Marches
de préparations>
F3
< Marches
de clôture > F5 < Marches de
vérification dans l'ordre >
F6 < Marches de test >
F4 < Marches de
vérification dans le
désordre >
PZ
Mise en
énergie de
PC
Mise hors
énergie de
PC
Arrêt
SM
1S0
SA
ARU
ARU . SREA
SINIT
- Mise hors énergie PO par coupure d’alimentation des pré-actionneurs
- Initialisation forcée de tous les grafcets
Mise en sécurité ou maintien de la disponibilité sur défaillance Fonctionnement normal
Mise en
énergie de
PC
Mise hors
énergie de
PC
Fin de cyle (GPN)
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 36
Élaboration du GC
En suivant l’évolution dans le GEMMA
:
Rectangle état = Étape + action
Condition logique = transition+réceptivité
L’étape 13 lance l’exécution du Grafcet
de Production Normale (GPN)
X0 correspond à la 1ère étape du GPN
« attente d’un nouveau cycle »
GRAFCET DE CONDUITE
KM1
1S0
11
1S0
SM
X0
SINIT
H1 12
A2 14
A5 10
SA
Indique la "Fin de cycle du
GPN
Lance le GPN F1 13 H2
A6
A1
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 37
Élaboration du GS
GRAFCET DE SURTE
21 SA
ARU.SREA
ARU
GC {10} 22 A5
20
GPN {0}
GC { } GPN { }
F1
X0.X10
D1
Les commandes de FORCAGE du Grafcet de Sécurité (GS): GC{ }, GPN{ }, désactive (force à zéro) toutes les étapes du GPN.
GC{10 }, désactive (force à zéro) toutes les étapes du GC et active (force à un) l’étape INITIALE.
GPN{0}, désactive (force à zéro) toutes les étapes du GPN et active (force à un) l’étape INITIALE.
X0 correspond à la 1ère étape du GPN « attente d’un nouveau cycle »
X10 Correspond à la 1ère étape du GC
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 38
MULTI-GRAFCETS
HIERARCHISEES
GRAFCET DE SECURITE (GS)
21
ARU.SREA
ARU
GC {10} 22
20
GPN {0}
GC { } GPN { }
X0.X10
KM1
1S0
11
1S0
AUTO.SM
13
X0
SINIT
H1 12
14
10
SA
GRAFCET DE CONDUTE (GC)
1
2
0
KM1
1S1
1S0
KM2
.X13
GRAFCET GPN
(validation GC)
SM
H2
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 39
Le GMMA
Graphe des Modes de Marches et
d’Arrêts
Établi après validation GEMMA
Comporte uniquement les cheminements utilisés
Conduite du système par les intervenants Régleur,
Opérateur, Maintenance
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 40
Exemple : Table Automatisée
M
1S0 1S1
AUTO
ARU
H1 H2
SASM
SREA SINIT
PUPITRE
SM : Départ cycle
SA : Arrêt cycle
ARU : Arrêt d’urgence
SREA : Réarmement après ARU
SINIT : Initialisation
H2 : voyant « marche cycle »
H1 : votant « partie opérative initialisée »
On désire avoir un mode MANUEL afin de pouvoir :
Modifications apportées
• Déplacer la table vers la Gauche en maintenant appuyer un
bouton poussoir SG
• Déplacer la table vers la Droite en maintenant appuyer un
bouton poussoir SD
MANU
SM : Déplacement vers la Gauche
SD : Déplacement vers la Droite
SD
SG
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 41
Exemple : Table Automatisée (suite 2)
Exemple : Table Automatisée
GEMMA Guide d'Etude des Modes de Marches et d'Arrêts Système :
PC HORS
ENERGIE
remise en route mise en ou hors service
fonctionnement normal
essais et vérifications
PRODUCTION
F PROCEDURES DE FONCTIONNEMENTA PROCEDURES D'ARRET de la Partie Opérative (PO)
D PROCEDURES en DEFAILLANCE de la PO
Table Automatisée
A6 < Mise P.O dans état initial >
Initialisation si 1S0
A7 < Mise P.O dans état
déterminé >
A5 < Préparation pour
remise en route après
défaillance >
Diagnostique après
Défaillance
A1 < Arrêt dans état initial >
Signaler PO initialisée
A4 < Arrêt obtenu >
D2 < Diagnostic et/ou
traitement de défaillance >
A2 < Arrêt
demandé en
fin de cycle >
Finir le
cycle en
cours
D3 < Production tout de même >
D1 < Arrêt d'urgence >
F1 < Production normale >
Fonctionnement suivant GPN
Signaler « marche cycle »
A3 < Arrêt
demandé dans
état
déterminé>
F2
<Marches
de préparations>
F3
< Marches
de clôture > F5 < Marches de
vérification dans l'ordre >
F6 < Marches de test >
F4 < Marches de
vérification dans le
désordre >
Si SD déplacer D
Si SG déplacer G
PZ
Mise en
énergie de
PC
Mise hors
énergie de
PC
Arrêt
AUTO.SM
1S0
SA
ARU
ARU . SREA
SINIT
- Mise hors énergie PO par coupure d’alimentation des pré-actionneurs
- Initialisation forcée de tous les grafcets
Mise en sécurité ou maintien de la disponibilité sur défaillance Fonctionnement normal
Mise en
énergie de
PC
Mise hors
énergie de
PC
MANU
MANU. SINIT
Fin de cycle
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 42
Grafcet de conduite (GC)
KM1
1S0
11
1S0
AUTO.SM
13
X0
SINIT
H1 12
14
10
SA
SD
MANU . SINIT
15
MANU
SG
KM1 KM2
A5
A6
A1
F1
A2
F4
P. GUERINEAU
ARS - Automatisme - GEMMA 43
Feuille de GEMMA
GEMMA Guide d'Etude des Modes de Marches et d'Arrêts Système :
PC HORS
ENERGIE
remise en route mise en ou hors service
fonctionnement normal
essais et vérifications
PRODUCTION
F PROCEDURES DE FONCTIONNEMENTA PROCEDURES D'ARRET de la Partie Opérative (PO)
D PROCEDURES en DEFAILLANCE de la PO
Ref. Machine
A6 < Mise P.O dans état initial >
A7 < Mise P.O dans état
déterminé >
A5 < Préparation pour
remise en route après
défaillance >
A1 < Arrêt dans état initial >
A4 < Arrêt obtenu >
D2 < Diagnostic et/ou
traitement de défaillance >
A2 < Arrêt
demandé en
fin de cycle >
D3 < Production tout de même >
D1 < Arrêt d'urgence >
F1 < Production normale >
A3 < Arrêt
demandé dans
état
déterminé>
F2
<Marches
de préparations>
F3
< Marches
de clôture > F5 < Marches de
vérification dans l'ordre >
F6 < Marches de test >
F4 < Marches de
vérification dans le
désordre >
PZ
Mise en
énergie de
PC
Mise hors
énergie de
PC
P. GUERINEAU