Robótica 07-08-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa 10ª aula - GRAFCET (elementos de base)
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07-08-2000
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RobóticaRobótica
10ª aula - GRAFCET (elementos de base)
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10. 2.
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GRAFCET
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.
Grafo de comando Etapa-transição.
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Níveis de GRAFCETO 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 válvulaarrancar o motorligar a temporizaçãoapagar o sinalizadorincrementar o contador
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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
Comando pneumático
Comando eléctrico
a b
P
t3
1
2
4
P+
P -
m.p0
p1
p0
c
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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:
Fa
b
c
circuito de contactos ou por blocos funcionais
SR
& acçãox1
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.
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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.
3
1
2
4
P+ B -
P -
m
p1
k0
c
Etapa
Transição
Acções
Ligaçãoorientada
Receptividade
Elementos do GRAFCET
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EtapaEstá associada às acções a efectuar.
■ 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.
7
inicial
3
normal activa
24 14FIM
com nome simbólico
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AcçõesAs acções definem a sequência de instruções a realizar durante uma etapa do processo.
As acções podem ser:
•Condicionais
Realizando-se apenas quando a etapa está activa e uma (ou mais condições) são satisfeitas.
•Incondicionais
Realizando-se sempre, desde que a etapa esteja activa.
3
1
2
4
P+ B -
P -
m
p1
k0
c
y Condicionamento
Ex.: Quando a etapa 3 está activa é preciso recuar o cilindro P, mas apenas se y está presente.
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k
Podem ser descritas num ou vários rectângulos, ligados à etapa e do seu lado direito.
NOTA: As acções podem ser condicionais ou incondicionais
Lista de acções a tomar na etapa k
1x
k
k
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10. 10.
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2111
101
2SUB
Podem ser estabelecidas em GRAFCET próprio.
PrincipalSub
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TransiçãoEstá 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.
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3
4
a
Alternativas de transiçãoAlternativas de transição
A passagem de uma etapa a outra pressupõe que a etapa anterior esteja activa e que a transição seja satisfeita.
a
X3
X4
Estática
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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 ascendente
3
4
a
a
a
a
a 3
4
a
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).
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TemporizaçãoTemporização
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
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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.
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3
4
m
8
14
a
15
8
11 21
a b
A ligação entre etapas pode ser simples ou múltipla.
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.
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10. 17.
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7
15 24
a b
Sincronização ou execução
condicionada
Junção alternativa
9
15 24
a
Quando as etapas anteriores estão activas e a receptividade for verdadeira a etapas seguintes tornam-se activas e as etapas anteriores desactivas.
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10. 18.
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7
15 24
a b
7
15 24
a b
Para evitar qualquer ambiguidade é preferível evitar os cruzamentos contínuos ou linhas de ligação.
a evitarpreferível
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Salto de etapas
O salto condicional permite saltar uma ou várias etapas sempre que as acções a realizar se tornam inúteis.
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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.
aa
Retomada a sequência pela receptividade aa enquanto a
receptividade aa não se efectuar.
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InicializaçãoA 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.
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Situações de duas etapas iniciais activas no arranque do processo.
Linear
Múltiplo
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Regras de evoluçãoAutorização de uma transiçãoAutorização de uma transição
3
4
m=0
3
4
m=1
Transição não autorizada
Transição autorizada
Transição transposta
3
4
m=0
Etapa 3 inactiva Etapa 3 activa e receptividade falsa
Etapa 3 activa e receptividade verdadeira
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10. 24.
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Transposição de uma transiçãoTransposição de uma transição
Transição não autorizada
Transição autorizada
Transição transposta
Pelo menos 1 etapa inactiva Todas as etapa activas e a receptividade falsa
Todas as etapas activas e a receptividade verdadeira
25 3414
a
111 121
25 3414
a
111 121
25 3414
a
111 121
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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)