GRAFCET

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El GRAFCET (Graphe Fonctionnel de Croissant Etape Transition), nació en 1977 fuente del trabajo de la AFCEB (Asociación Fromage para los Croissants Económicos y Bagettes), en principio como síntesis teórica de las diferentes herramientas existentes por aquel entonces (Organigrama, Organifase, Diagramas de Girard, Red de Petri,etc...). Le otorgó su actual forma en 1979 la ADEPA francesa (Agencia Nacional para el Desarrollo de la Producción Automatizada). Normalizada en Europa como (EN61131)e internacionalmente en 1992 como (norma CEI 1131). Básicamente, el GRAFCET, es un modelo de representación gráfica, de los sucesivos comportamientos de un sistema lógico, predefinido por sus entradas y salidas. También, es un grafo, o diagrama funcional normalizado, que permite hacer un modelo del proceso a automatizar, contemplando entradas, acciones a realizar, y los procesos intermedios que provocan estas acciones. Inicialmente fue propuesto para documentar la etapa secuencial de los sistemas de control de procesos a eventos discretos. No fue concebido como un lenguaje de programación de autómatas, sino un tipo de Grafo para elaborar el modelo pensando en la ejecución directa del automatismo o programa de autómata. Varios fabricantes en sus autómatas de gama alta hacen este paso directo, lo que lo ha convertido en un potente lenguaje gráfico de programación para autómatas, adaptado a la resolución de sistemas secuenciales. En la actualidad no tiene una amplia difusión como lenguaje, puesto que la mayoría de los autómatas no pueden programarse directamente en este lenguaje, a diferencia del Lenguaje Ladder. Pero se ha universalizado como herramienta de modelado que permite el paso directo a programación, también con Ladder.

Elementos de programación[editar]

Para programar un autómata en GRAFCET es necesario conocer cada uno de los elementos propios de que consta. En la siguiente tabla se muestran los comunes.

Elementos GRAFCET de programación
Símbolo Nombre Descripción
Etapa inicial GRAFCET.PNG
Etapa inicial
Indica el comienzo del esquema GRAFCET y se activa al poner en RUN el autómata. Por lo general suele haber una sola etapa de este tipo.
Etapa GRAFCET.PNG
Etapa
Su activación lleva consigo una acción o una espera.
Union GRAFCET.PNG
Unión
Las uniones se utilizan para unir entre sí varias etapas.
Transicion GRAFCET.PNG
Transición
Condición para desactivarse la etapa en curso y activarse la siguiente etapa, Se indica con un trazo perpendicular a una unión.
Direccionamiento GRAFCET.svg
Direccionamiento
Indica la activación de una y/u otra etapa en función de la condición que se cumpla/n. Es importante ver que la diferencia entre la "o" y la "y" en el grafcet es lo que pasa cuando se cierran ( ver más adelante ).
Simultaneo GRAFCET.PNG
Proceso simultáneo
Muestra la activación o desactivación de varias etapas a la vez.
Asociada GRAFCET.PNG
Acciones asociadas
Acciones que se realizan al activarse la etapa a la que pertenecen.

Principios básicos[editar]

Para realizar el programa correspondiente a un ciclo de trabajo en lenguaje GRAFCET, se deberán tener en cuenta los siguientes principios básicos:

  • Se descompone el proceso en etapas que serán activadas una tras otra.
  • A cada etapa se le asocia una o varias acciones que sólo serán efectivas cuando la etapa esté activa.
  • Una etapa se activa cuando se cumple la condición de transición y está activa la etapa anterior.
  • El cumplimiento de una condición de transición implica la activación de la etapa siguiente y la desactivación de la etapa precedente.
  • Nunca puede haber dos etapas o condiciones consecutivas, siempre deben ir colocadas de forma alterna.

Clasificación de las secuencias[editar]

En un GRAFCET podemos encontrarnos con tres tipos de secuencias:

  • Lineales
  • Con direccionamientos o alternativa
  • Simultáneas

Lineales[editar]

En las secuencias lineales el ciclo lo componen una sucesión lineal de etapas como se refleja en el siguiente GRAFCET de ejemplo:

Secuencial GRAFCET.PNG

El programa irá activando cada una de las etapas y desactivando la anterior conforme se vayan cumpliendo cada una de las condiciones. Las acciones se realizarán en función de la etapa activa a la que están asociadas. Por ejemplo, con la etapa 1 activa tras arrancar el programa, al cumplirse la "Condición 1", se activará la etapa 2, se desactivará la 1, y se realizará la "Acción 1".

Con direccionamiento[editar]

En un GRAFCET con direccionamiento el ciclo se puede direccionar en función de las condiciones que se cumplan. En el siguiente ejemplo a partir de la etapa inicial se pueden seguir tres ciclos diferentes dependiendo de que condiciones (1, 2 y/ó 3) se cumplan, (normalmente sólo una de ellas podrá cumplirse mientras la etapa 1 esté activa, aunque pueden cumplirse varias):

Direcc GRAFCET.PNG

La diferencia significativa del direccionamiento ( árbol abierto con una linea sencilla horizontal ) con respecto a la simultánea es que esta pasara a la siguiente etapa cuando haya terminado una de las tareas paralelas independientemente de las que se iniciaron.

Simultáneas[editar]

En las secuencias simultáneas varios ciclos pueden estar funcionando a la vez por activación simultánea de etapas. En el siguiente ejemplo, cuando se cumple la condición 1 las etapas 2, 3 y 4 se activan simultáneamente:

Secsimul GRAFCET.PNG

En los casos de tareas simultáneas ( árbol abierto por doble linea horizontal ) la etapa siguiente al cierre solo podra iniciarse cuando TODAS las etapas paralelas hayan terminado.

Clasificación de las acciones[editar]

En un GRAFCET nos podemos encontrar con alguna o varias de las acciones asociadas a una etapa que se describen seguidamente.

Acciones asociadas a varias etapas[editar]

Una misma acción puede estar asociada a etapas distintas. Así en el siguiente ejemplo la acción A se realiza cuando está activa la etapa 21 ó la 23 (función O):

Accasoc GRAFCET.svg

Acciones condicionadas[editar]

La ejecución de la acción se produce cuando además de encontrarse activa la etapa a la que está asociada, se debe verificar una condición lógica suplementaria (función Y):

GRAFCET condicional.PNG

Acciones temporizadas o retardadas[editar]

Es un caso particular de las acciones condicionadas que se encuentran en multitud de aplicaciones. En este caso, el tiempo interviene como una condición lógica más. En el siguiente ejemplo la acción A se realizará durante 10 segundos:

GRAFCET temporizado.PNG

Ejemplo de programación[editar]

A continuación se obtendrá el GRAFCET para el control de un montacargas que funciona entre dos plantas. El ejemplo es sólo pedagógico; para simplificarlo no se tendrá en cuenta la acción de parada. Los elementos necesarios son los siguientes:

Elementos de un montacargas
Actuadores Captadores
KM1: Contactor de subida SS: Pulsador de subida
KM2: Contactor de bajada SB: Pulsador de bajada
L1: Lámpara indicadora de paro FCA: Detector de planta alta
FCB: Detector de planta baja

A continuación se ofrece el programa GRAFCET y su funcionamiento:

GRAFCET ejemplo montacargas.PNG

Al arrancar el programa se activa la etapa inicial 1 encendiéndose la lámpara de paro, L1. En el supuesto de que el montacargas esté en la planta baja, FCB = 1, la activación del pulsador de bajada, SB = 1, no tendrá ningún efecto. En cambio la activación del pulsador de subida, SS = 1, provocará la desactivación de la etapa 1 y la activación de la 2, ya que se cumple la condición de transición, esto es, el producto lógico de SS y FCB es 1. La activación de la etapa 2 excita el contactor KM1, y el montacargas sube. Al llegar a la planta alta, FCA = 1, se desactiva la etapa 2 y vuelve a activarse la 1, parándose el motor. En estas condiciones, la actuación sobre SS no tiene efecto alguno y sobre SB provoca la activación de KM2, lo que hace que el montacargas comience a bajar hasta activarse el detector de la planta baja, FCB = 1, momento en el que se parará.

Enlaces externos[editar]