Controle para Automação Seminários – SFC (Grafcet)

1. Controle para AutomaçãoSeminários – SFC (Grafcet) Alunos: Fillipe Couto – 03/78160 Luis Figueiredo – 03/29967

2. Linguagem Grafcet – Introdução • Programação em Lógica Seqüencial • Fluxogramas; • Diagramas de Estados; • Redes de Petri; • Diagramas de Trajeto e Passo (especificadamente, em acionamentos Pneumáticos e Hidráulicos); • Grafcet; • Etc.. As principais técnicas utilizadas para descrever problemas que exigem comportamentos seqüenciais:

3. Linguagem Grafcet – Introdução • AFCET (AssociationFrançaise de CybernétiqueEconomique ET Technique) • Desenvolvimento de um sistema padronizado e único para a representação de um sistema lógico automatizado e seu caderno de encargos. Os primeiros passos do GRAFCET surgem em 1977, quando a AFCET forma um grupo para o:

4. Linguagem Grafcet – Introdução • “Sistemas Lógicos” • Grupo de Trabalho: Heterogêneo, agrupando pesquisadores e experts industriais; • Objetivo: Desenvolver um sistema padronizado sem ambigüidades, simples o suficiente para ser aceito e compreendido por usuários e desenvolvedores, e ao mesmo tempo, rigoroso e de fácil implementação na industria, em soluções de hardware ou software. O nome dado ou novo grupo foi:

5. Linguagem Grafcet – Introdução • Grafcet (GrapheFonctionnel de CommandeEtape-Transition) • GRAFCET é um grafo (diagrama funcional normalizado) que permite a representação concisa e de fácil leitura de um sistema lógico a automatizar. contemplando entradas, saídas, ações, e processos intermediários que provocam as ações.

6. Linguagem Grafcet – Introdução • Grafcet (GrapheFonctionnel de CommandeEtape-Transition) • Não foi concebido como um linguagem de programação de autômatos, mas como um grafo para representar a execução direta da automatização do programa autômato. • Hoje, entretanto, é utilizado como uma poderosa linguagem de programação gráfica para autômatos, adaptado a solução de sistemas seqüenciais.

7. Linguagem Grafcet – Introdução • Grafcet (GrapheFonctionnel de CommandeEtape-Transition) • Representação gráfica de fácil interpretação; • Notação compacta (mais compacta que Ladder); • Sintaxe reduzida; • Modelagem do seqüenciamento, das funções lógicas e das concorrências; • Estruturada segundo modelo Top-Down; Principais Características: Primeiro os estados do sistema são identificados. Depois cada estado do sistema é modelado através de um step do SFC principal.

8. Linguagem Grafcet – Introdução • “SequentialFunctionChart” . • Padrão IEC (InternationalElectrotechnicalCommission): IEC 848: Preparation of function charts for control systems  O Grafcet foi, então, utilizado de forma satisfatória na representação de pequenos e médios sistemas seqüenciais em industrias e universidades na França, Até que em 1988  foi adotado como padrão de grafos funcionais para sistemas de controle  Com o Nome de SequentialFunctionChart

9. Linguagem Grafcet – Introdução • IEC 1131-3 (ProgrammableController Programming Languages)  Padrão internacional para as linguagens de programação para CLPs, • Verificamos no site da rockwellque quase todos seu produtos suportam as três linguagens mais utilizadas: • SFC • Ladder • StructuredText

10. Linguagem Grafcet – Introdução • Vantagens • Desenvolvido em meio acadêmico e industrial: formalismo rigoroso com aplicabilidade em situações reais; • Projeto Independente do CLP (Projeto pode até preceder a aquisição do CLP); • Fácil interpretação facilita a comunicação entre as pessoas envolvidas no projeto; • Fácil interpretação facilita e acelera a identificação de erros de projeto; • Sintaxe reduzida e fácil construção permitem uma grande redução no tempo de desenvolvimento do projeto; • Pode ser traduzida em diagrama ladder, através de softwares especializados. Vantagens da Linguagem Grafcet em relação aos métodos de projeto e programação de CLPs

11. Linguagem Grafcet – Estrutura • Linguagem gráfica semelhante às Redes de Petri; • Desenhadas verticalmente; • Componentes: passos, transições, arcos, ações qualificadas e expressões booleanas.

12. Linguagem Grafcet – Estrutura • Diferenças do Grafcet para Redes de Petri; * Pode haver ou não acúmulo de fichas; * as transições, além de habilitadas, devem respeitar um conjunto de expressões booleanas, chamado de receptividade.

13. Linguagem Grafcet – Elementos • Passo: * Representação: retângulo; * Passos ativados recebem uma marca; * Variáveis:  Flag: “<nome>.X” indica se o passo está ativo ou não;  Tempo: “<nome>.T” indica quanto tempo já se passou desde a ativação do passo em questão.

14. Linguagem Grafcet – Elementos • Transição: * Representação: barra; * As transições só são executadas se;  Ela está habilitada (os passos ligados a ela estão ativados;  Seu conjunto de expressões booleanas (a receptividade) está totalmente satisfeito;

15. Linguagem Grafcet – Elementos • Exemplo de passo e transição:

16. Linguagem Grafcet – Elementos • Exemplo de receptividades: Receptividade com uma expressão booleana Receptividade com cinco expressões booleanas

17. Linguagem Grafcet – Elementos • A linguagem das expressões booleanas depende do fabricante do CLP: Exemplo de expressões booleanas para transições

18. Linguagem Grafcet – Elementos • Ações: * Representação: etiquetas; * Especificam como as ações serão realizadas sobre o sistema automa-tizado, através de qualificadores de ação.

19. Linguagem Grafcet – Elementos • Qualificador “N”:

20. Linguagem Grafcet – Elementos • Qualificador “S”/”R” (Set/Reset):

21. Linguagem Grafcet – Elementos • Qualificador “L” (tempo limitado):

22. Linguagem Grafcet – Elementos • Qualificador “D” (delay):

23. Linguagem Grafcet – Elementos • Qualificador “SD” (acionamento com delay):

24. Linguagem Grafcet – Elementos • Qualificador “DS” (acionamento com delay-sem reset):

25. Linguagem Grafcet –Regras de Evolução • Simultaneidade:

26. Linguagem Grafcet –Regras de Evolução • Regra “OU”:

27. Linguagem Grafcet –Regras de Evolução • Regra “E”:

28. Derivação: Malha fechada: Linguagem Grafcet –Regras de Evolução

29. Seqüência Repetitiva: Os passos 20 a 25 são representados eu um SFC à parte. Linguagem Grafcet –Regras de Evolução

30. Linguagem Grafcet – Exemplo 1 Simplificação: Um só pedido por vez. • Serviço de Três Postos: • Seja o seguinte dispositivo de manipulação, podendo servir 3 postos. • Quando um dispositivo está em repouso (com a garra aberta), o pedido de um outro posto desencadeia a seqüência seguinte: • Fecho da Garra  Transferência consoante ao pedido  Abertura da Garra

31. Linguagem Grafcet – Exemplo 1 • Serviço de Três Postos:

32. Linguagem Grafcet – Exemplo 2 • Unidade de Furação e Roscagem: • Exemplo de seqüências simultâneas.

33. Linguagem Grafcet – Exemplo 1

34. Linguagem Grafcet – Exemplo 3 • Controle de um Elevador de Carga:

35. Linguagem Grafcet – Exemplo 1

36. Linguagem Grafcet –Metodologias de Projeto

37. Linguagem Grafcet –Metodologias de projeto • 1ª Etapa: Apresentação do problema • O processo automatizado é constituído por 6 macro passos: • Colocação manual da barra de direção no suporte próprio para a finalidade sobre a mesa • Colocação automática das peças – Suportes e Guias sobre a barra de direção • Solda dos suportes – processo MIG • Solda das guias – processo MIG • Resfriamento das soldas • Retirada manual da barra de direção

38. Linguagem Grafcet –Metodologias de projeto • 2ª Etapa: Detalhamento do processo

39. Linguagem Grafcet –Metodologias de projeto • 3ª Etapa: Algoritmo

40. Linguagem Grafcet –Metodologias de projeto • 4ª Etapa: Fluxograma • Sequência das operações possíveis que são responsáveis pela execução do processo, já detalhadas no algoritmo. • Importante quando são considerados fatores, tais como: queda de energia, peças com defeitos de fabricação, falha de atuação ou sensoriamento, etc.

41. Linguagem Grafcet –Metodologias de projeto • 5ª Etapa: Diagrama em macroblocos

42. 6ª Etapa: Programação Linguagem Grafcet –Metodologias de projeto

43. Referências • Cícero, C.M.; P.L. Castrucci: Engenharia de Automação Industrial, Ed. LTC. • EPUSP: Automação Elétrica de Processos Industriais.