Apostila Grafcet

Automação e ControleAutomação e Controle

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIUNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI--ÁRIDOÁRIDO

CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOCURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Automação e ControleAutomação e ControleAula 03 Aula 03 -- GrafcetGrafcet

Profª Danielle Casillo

PROGRAMAÇÃO DE CLPSPROGRAMAÇÃO DE CLPSSEQUENCIAMENTO GRÁFICO DE SEQUENCIAMENTO GRÁFICO DE SEQUENCIAMENTO GRÁFICO DE SEQUENCIAMENTO GRÁFICO DE

FUNÇÕES (SFC) OU GRAFCETFUNÇÕES (SFC) OU GRAFCET

Aula 04 - Grafcet 2

GRAFCETGRAFCET

o O Grafcet surgiu no ano de 1977 em um grupo detrabalho da AFCET (Associação Francesa para aCibernética Econômica e Técnica).

o A criação do Grafcet foi necessária, devido ao A criação do Grafcet foi necessária, devido adificuldades para a criação de processos com váriasetapas simultâneas utilizando linguagens normais deprogramação.

o Trata-se de uma técnica criada para a modelagem desistemas sequenciais.

Aula 04 - Grafcet 3

GRAFCETGRAFCET

o Os elementos do Diagrama Funcional Sequencial(SFC) ou Grafcet são:

- Etapas – às quais são associadas as Ações.- Etapas – às quais são associadas as Ações.

- Transições – às quais são associadas as Condições.

- Ligações Orientadas – que conectam as etapas àstransições, e estas às etapas.

Aula 04 - Grafcet 4

GRAFCETGRAFCET

o Etapa: representa um estado parcial do sistema,no qual uma ação é realizada. A etapa pode ser“ativa” ou “inativa”.

o Ação associada à etapa: somente é realizada se aetapa estiver ativa, e permanece inalterada se aetapa estiver inativa.

Aula 04 - Grafcet 5

GRAFCETGRAFCET

o Transição: “conecta” a etapa precedente à etapaseguinte, representa uma decisão para mudançade estado do sistema. Para que uma transiçãoseja efetuada, são necessárias duas condições:seja efetuada, são necessárias duas condições:

- que a etapa precedente à transição esteja ativa;

- que a condição (booleana) associada à transiçãoseja verdadeira.

Aula 04 - Grafcet 6

GRAFCETGRAFCET

o ETAPAS

- Cada etapa corresponde a uma condição invariávele bem definida do sistema descrito.

Aula 04 - Grafcet 7

2

- Não é permitido que etapas distintas tenham amesma referência.

GRAFCETGRAFCET

o ETAPA INICIAL- É aquela ativada incondicionalmente no início do

controle de um sistema e indica a sua situaçãoatual.

0

Aula 04 - Grafcet 8

0

o INDICAÇÃO DO ESTADO DE UMA ETAPA- Uma etapa pode estar ativa ou não. Uma etapa

ativa é indicada por um ponto.

2

GRAFCETGRAFCET

o AÇÕES ASSOCIADAS ÀS ETAPAS- São executadas quando a etapa associada estiver

ativa.

2 Acionamento Motor 1

Aula 04 - Grafcet 9

2 Acionamento Motor 1

- Para representar mais de uma ação associada àmesma etapa, utiliza-se uma das etapas abaixo:

2 Ação X Ação Y Ação Z2 Ação X

Ação Y

Ação Z

GRAFCETGRAFCETo DEFINIÇÃO DA AÇÃO ASSOCIADA À ETAPA

- É preciso definir se a ação será mantida ou finalizadaapós a desativação da etapa.

12 Aciona Motor 1

12Aciona Motor 1

- Permanece acionado -

Aula 04 - Grafcet 10

12 Aciona Motor 1

a) Ação iniciada e finalizada22

Desliga Motor 1- Permanece desligado -

b) Ação iniciada e continuada

a) A ação (Aciona Motor 1) é iniciada ao ser ativada a etapa 12 e mantidaenquanto essa etapa estiver ativa, sendo finalizada pela sua desativação.

b) A ação (Aciona Motor 1) é iniciada ao ser ativada a etapa 12 e continuadamesmo após a sua desativação, sendo finalizada ao ser ativada a etapa 22.

EXEMPLO DE GRAFCETEXEMPLO DE GRAFCET

CONDIÇÃO ASSOCIADA À TRANSIÇÃO

1

Desligar Motor

Ligar Motor

Botoeira = “ON”

Botoeira = “OFF”

ETAPA

TRANSIÇÃO

AÇÃO ASSOCIADA À ETAPA

0

o Em 1988 a IEC (International Eletrotechnical Commission) adotou oGRAFCET como norma internacional sob o a sigla SFC (Sequencial FunctionChart).

o Os elementos de um SFC são: etapas, transições e ligações orientadas.Aula 04 - Grafcet 11

CONDIÇÃO ASSOCIADA À TRANSIÇÃO

2 Desligar Motor

Botoeira = “OFF”

Botoeira = “ON”

GRAFCETGRAFCET

o AÇÕES DETALHADAS (QUALIFICADAS)

– Quando quisermos condicionar e/ou limitar uma ação.

a b


a b

- O campo ‘a’ deve conter o qualificador que define como aação associada à etapa será executada. O campo ‘b’ deveconter a declaração textual ou simbólica da ação.

- São cinco os qualificadores definidos:

- S (stored), D (delayed), L (time limited), P (pulse shaped) e C(conditional).

GRAFCETGRAFCET

o S (stored – armazenada/mantida)

– A ação é mantida após a desativação da etapa até serfinalizada por outra etapa.


GRAFCETGRAFCET

o D (delayed - atrasada)

– A ação é iniciada após decorrido o tempo (atraso)especificado, e mantida enquanto a etapa estiver ativa. Se aetapa permanecer ativa por um período menor que oespecificado, a ação não é iniciada.especificado, a ação não é iniciada.


GRAFCETGRAFCET

o L (time limited – tempo limitado)

– A ação é iniciada e mantida enquanto a etapa estiver ativa eaté ser atingido o tempo especificado.


GRAFCETGRAFCET

o P (pulse shaped - pulsada)

– Quando o tempo de execução da ação for muito pequeno,utiliza-se o qualificador P em vez de L.


GRAFCETGRAFCET

o C (conditional - condicional)

– A ação é iniciada e mantida enquanto a etapa estiver ativa,desde que a condição lógica especificada seja satisfeita(verdadeira), a qual pode ser indicada interna ouexternamente ao símbolo.


GRAFCETGRAFCET

o Além de um único qualificador, uma ação pode serdetalhada por meio de uma combinação de qualificadores.

– SD – ação é armazenada e iniciada após tempo, mesmo quea etapa não esteja mais ativa.a etapa não esteja mais ativa.

– DS – ação é iniciada após tempo e continuada até serfinalizada por uma etapa seguinte.

– CSL – ação é iniciada desde que a condição lógica sejasatisfeita e mantida por tempo especificado.


GRAFCETGRAFCET

o DEFINIÇÃO DE UM ESTADO ASSOCIADO À ETAPA

– Quando a etapa não tem ação associada, ou seja, nenhumaação é iniciada ou finalizada pela ativação da etapa emquestão, mas tem um estado associado.


0 “Motor parado”

Botoeira acionada

22 “Verificação acionamentosensor 7”

Sensor 7 acionado

GRAFCETGRAFCET

o CONDIÇÕES ASSOCIADAS ÀS TRANSIÇÕES

– São proposições lógicas, as quais podem ser verdadeiras oufalsas em determinado instante. Exprimem condições quedevem ser satisfeitas para que a transição seja transposta.


GRAFCETGRAFCET

o CONDIÇÕES DETALHADAS

– Para representar uma condição relacionada ao tempo, pormeio de declaração textual, por exemplo, utiliza-se a notação“tempo/condição”.


GRAFCETGRAFCET

o Para representar uma condição relacionada ao estadológico (0 ou 1) ou à transição (0 → 1 ou 1→ 0) de umavariável binária, recomenda-se a utilização das seguintesnotações:

– a - estado lógico 0 da variável ‘a’

– a - estado lógico 1 da variável ‘a’

– ↑a - transição 0→1 da variável ‘a’

– ↓a - transição 1→0 da variável ‘a’


GRAFCETGRAFCET

o TRANSIÇÃO INCONDICIONAL

– À transição que deva ser transposta incondicionalmente,desde que habilitada, utiliza-se a notação “=1”.


GRAFCETGRAFCET

o LIGAÇÕES ORIENTADAS

- As etapas são conectadas às transições, e estas ás etapas, pormeio das ligações orientadas.

- O sentido da evolução ésempre de cima para


sempre de cima parabaixo.

GRAFCETGRAFCET

– O cruzamento das ligações deve serevitado.

– Para interromper uma ligação paracontinuá-la em outra página...


15

a

Etapa 16Página 03

GRAFCETGRAFCET

o IMPORTANTE!!!

– Duas etapas nunca podem ser conectadas diretamente;

portanto, devem ser separadas por uma única transição.

– Duas transições nunca podem ser conectadas diretamente;

portanto, devem ser separadas por uma única etapa.


GRAFCET GRAFCET –– Regras de evoluçãoRegras de evolução

o Regra 1: Situação inicial

– É dada pelas etapas iniciais, que são ativadas

incondicionalmente no início da sua operação, deve existir

pelo menos uma etapa inicial.

o Regra 2: Transposição de uma transição

– Uma transição somente é transposta se:

• ela estiver habilitada e

• a condição associada for verdadeira.



o Regra 3: Evolução das etapas ativas

– A transposição de uma transição ocasiona a ativação da(s)

etapa(s) imediatamente seguinte(s) e a desativação da(s)

etapa(s) imediatamente precedente(s), simultaneamente.

o Regra 4: Transposição simultânea de transiçõeso Regra 4: Transposição simultânea de transições

28

- A representação deverá

ser feita através de

linhas duplas ou se as

transições estiverem

separadas, deve

constar o asteriscoAula 03 - Grafcet


o Regra 5: Condições verdadeiras e imediatamenteseguintes

15 15X15


16

17

#a

#a

*

*

16

17

#a

#a

*

*

X15

X16

X17

a


o Regra 6: Ativação e desativação simultâneas de uma etapa

– A ativação é prioritária.

o Regra 7: Tempo nulo

– Os tempos para transposição de uma transição, ou ativaçãode uma etapa, podem ser extremamente curtos, geralmentedependentes da tecnologia utilizada para implementação dosistema automatizado, porém nunca podem serconsiderados nulos, ou iguais a zero.


EXERCÍCIOSEXERCÍCIOSEXERCÍCIOSEXERCÍCIOS


Sistema de partida estrelaSistema de partida estrela--triângulotriângulo

o Finalidade: Reduzir a corrente de sua partida, ou seja, acorrente de pico no momento da partida.

o A tensão triangulo deve ser a mesma da rede (será nestatensão que o motor irá trabalhar). A tensão em estrelatensão que o motor irá trabalhar). A tensão em estrela(tensão de partida do motor) também será a mesma datriangulo, a diferença esta no tipo de ligação dos terminaisdo motor (na ligação estrela o motor oferece maisresistência a passagem de corrente, diminuindo assim acorrente de pico).




o O motor parte em configuração estrela, aonde cada enrolamento receberáa uma tensão mais baixa (fase-neutra). Após o motor vencer a sua inércia,a chave é atuada, convertendo a configuração para triângulo, aumentandoa tensão nos enrolamentos (fase-fase). Logo, para um sistema trifásico220/ 380 V, cada enrolamento do motor inicia com 220 V e termina apartida em 380 V, no qual será sua tensão nominal.


o Um motor trifásico deve ser acionado por meio de partidaestrela-triângulo. Para isto são utilizados três contatores(acionamento geral, chaveamento estrela e chaveamentotriângulo) e uma botoeira. O sistema automatizado deveapresentar o seguinte comportamento:apresentar o seguinte comportamento:

– Ao ser acionada a botoeira pela primeira vez, os contatoresde acionamento geral e chaveamento estrela são acionados(ligados);



– Dois segundos após, apenas o contator de chaveamentoestrela é desligado;

– Ao ser confirmado o desligamento do contator dechaveamento estrela, o contator de chaveamento triângulo éacionado;acionado;

– Os contatores de acionamento geral e chaveamentotriângulo permanecem acionados;

– A qualquer instante, um novo acionamento da botoeiraocasiona o desligamento dos contatores acionados,retornando à condição inicial.



0

1 Acionamento Geral = 1

Chaveamento Estrela = 1

S

“Verificação Botoeira”

Botoeira Acionada

2s/X1 ↑ Botoeira Acionada

36

2

3

4

“Verificação chaveamento estrela”

Chaveamento Estrela = 0

Chaveamento Triângulo = 1

↑ Botoeira Acionada

↑ Botoeira Acionada

Acionamento Geral = 0S

=1Aula 03 - Grafcet

Portão AutomáticoPortão Automático

o O acionamento de um portão deve ser realizadoo O acionamento de um portão deve ser realizadoautomaticamente.

o Por intermédio de uma única botoeira podem-se realizar aabertura e o fechamento total do portão, além deinterromper tais movimentos a qualquer instante. Acopladomecanicamente ao portão, um motor elétrico realiza osmovimentos pela inversão do sentido de rotação.



o O sistema automatizado deve proporcionar o seguinteo O sistema automatizado deve proporcionar o seguintecomportamento:

– No primeiro acionamento da botoeira, inicia-se a abertura doportão;

– A parada da abertura se dá por meio de novo acionamentoda botoeira (com o portão em movimento) ou pela aberturatotal do portão (acionamento do fim de curso 1);



– Estando o portão totalmente aberto (fim de curso 1acionado), ou tendo sido interrompida a abertura, nopróximo acionamento da botoeira inicia-se o fechamento doportão;

– A parada do fechamento se dá por meio de novoacionamento da botoeira (com o portão em movimento) oupelo fechamento total do portão (acionamento do fim decurso 2);



– Estando o portão totalmente fechado (fim de curso 2acionado), ou tendo sido interrompido o fechamento, nopróximo acionamento da botoeira inicia-se a abertura doportão;

– Esta sequência deve ser repetir indefinidamente.


Portão Automático Portão Automático -- GrafcetGrafcet


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