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Modelado Grafcet
Dpto. Electricidad, Electrónica, Automática y Física Aplicada
www.elai.upm.es
Introducción a Grafcet: definición
 Grafcet: Grafo Funcional de Control EtapaTransición
 Método gráfico para modelar o representar el comportamiento
(secuencial) de un automatismo.
 Interpretable por todos los actores del proceso productivo: organización,
producción, mantenimiento
 No es un lenguaje de programación.
2
Introducción a Grafcet: normativa
 Propuesto inicialmente a finales de los años 70 por 2 asociaciones francesas
(AFCET y ADEPA).
 Norma francesa en 1982 y norma internacional (IEC-848) en 1988, bajo el
nombre de “Preparación de diagramas funcionales para sistemas de control”
 Desde 2002 es norma internacional ISO (IEC 60848) “GRAFCET
Specification Language for Sequential Function Chart”.
 La norma IEC 61131-3 (1993) define 5 lenguajes de programación
normalizados para los autómatas programables industriales.
 SFC (Sequential Function Chart) está basado en GRAFCET
 Confusión GRAFCET-SFC
3
Elementos básicos del GRAFCET
ETAPA
ACCIÓN
TRANSICIÓN
GRAFCET: sucesión alternativa de ETAPAS (donde se realizan acciones) y TRANSICIONES
(donde se espera un tiempo o a que ocurra algo)
4
Niveles de Grafcet
1
Niveles del GRAFCET
NIVEL 1
FUNCIONAL
(DESCRIPTIVO)
NIVEL 2
TECNOLÓGICO
NIVEL 3
OPERATIVO
(DETALLE)
GRAFCET
SFC
Análisis de viabilidad
Muy descriptivo: uso de lenguaje natural, verbos
Diseño (representación de la parte operativa)
Especificación técnica: tipos de sensores,
válvulas, etc.
Implementación
Bajo nivel: programación, señales, etc.
6
Niveles del GRAFCET: Nivel 1
 Definición del comportamiento en términos no
técnicos, pudiéndose derivar de manera directa de
las indicaciones o especificaciones dadas por el
usuario final del sistema.
 No se debe incluir ninguna referencia a las
tecnologías utilizadas para conseguir el
funcionamiento deseado, siendo éste independiente
de la solución adoptada.
 Interlocutores: usuario final e ingeniero que
comprende y acota el problema a resolver.
NIVEL 1
FUNCIONAL
(DESCRIPTIVO)
Inicio de ciclo y
cilindro comprimido
¿cilindro expandido?
0
Expandir
1
Pieza sujeta
2
20 segundos
Comprimir
7
Niveles del GRAFCET: Nivel 2
 Propone y analiza una solución técnica concreta
que consiga la funcionalidad especificada del Nivel 1
 No se tiene en cuenta el sistema de control que
gobernará el automatismo.
 El interlocutor es el ingeniero que proyecta o
define la solución técnica al problema planteado.
 Ej. No se considera si el avance del cilindro se
consigue actuando sobre una salida digital concreta
de un sistema informático o si se consigue
mediante el enclavamiento de un relé.
 Ejemplo de acciones:
 Hacer girar el motor hacia la derecha
 Esperar a que el motor complete el giro necesario para
que el mecanismo sitúe a la pieza en su posición
 Esperar 1 segundo
 Hacer girar el motor hacia la izquierda.
NIVEL 2
TECNOLÓGICO
Pon·Sc
Se
0
Expandir +
1
2
20s/X2
Expandir -
8
Niveles del GRAFCET: Nivel 3
 Considera el modo en que el sistema de control
manejará la parte operativa (sensores, actuadores,
interfaces hombre máquina) para conseguir el
funcionamiento deseado.
 Se deben tener por lo tanto especificadas las
señales a manejar y el direccionamiento concreto
en el controlador lógico o autómata programable,
consecuencia de su conexión.
 El interlocutor es el programador del automatismo.
 Ejemplo de acciones:
 Activar/Desactivar la salida Q1
 Esperar hasta que la entrada I1 valga 1
 Esperar 1 segundo
NIVEL 3
OPERATIVO
(DETALLE)
Io·I1
I2
0
1
2
s2.T=20s
R Q0
S Q0
9
Elementos básicos del
GRAFCET
2
Elementos básicos del grafcet
 Un GRAFCET se compone de una sucesión alternativa de
ETAPAS y TRANSICIONES unidas por ARCOS orientados.
 Grafo dirigido con dos tipos de vértices: Etapas (cuadrado) y
Transiciones (trazo horizontal)
 Las Etapas se representan por cuadrados numerados y tiene
asociadas Acciones.
 Las Transiciones se representan mediante segmentos
identificados (Arcos) y tiene asociadas Receptividades.
 Normalmente se lee de arriba abajo
 Los arcos tienen sentido descendente.
 Se pueden añadir comentarios entrecomillados.
11
Elementos básicos: diagrama
ETAPA
ACTIVA
RECEPTIVIDAD
ARCOS
ETAPA
ACCIÓN
TRANSICIÓN
ETAPA INICIAL
12
Elementos básicos: Etapas
 Estados estables del automatismo
 Representación: cuadrado numerado.
 Estado: reposo o activas
 Siempre debe haber una etapa activa
 “Marca”: círculo negro que indica la etapa activa en un instante de
tiempo
 En reposo debe haber una etapa activa
 Cada etapa es implementada por un bit de memoria.
 Se representa cada etapa por X# (bit de memoria)
 Las etapas tienen asociadas acciones
13
Elementos básicos: Acciones
 Cada acción se añade como una caja a la izquierda de la etapa
a la que va asociada. Puede haber varias
1 Tarea1 Tarea2 1 Tarea1
Tarea2
1 Tarea1 Tarea2
Ejemplos de acciones
continuas con la etapa
 Todas la acciones se ejecutan de forma concurrente al
comenzar la etapa correspondiente
 Sin acción: etapa de espera
 Existen diferentes tipos de acciones:
 Acción condicionada: Condiciona la acción de control a un evento
2 Tarea1
Condición
2 Ejecutar Tarea si se cumple Condición
A B
14
Elementos básicos: Transiciones
 Representan las posibles evoluciones del automatismo desde
una o varias etapas a otras.
 FRANQUEAR una transición: pasar de tener una etapa activa a
tener otra.
 Transición validada: Cuando están activas las etapas que la
anteceden.
 Transición franqueada: Esta validada y es receptiva
 Las transiciones pueden identificarse mediante un número
entre paréntesis junto a la transición (opcional).
 Las transiciones tienen asociadas receptividades.
15
Elementos básicos: Receptividades
 Se denomina receptividad a la función lógica que define la
transición.
 Indican la condición que permiten que una transición pueda
ser franqueada.
 Se formulan en base a combinaciones lógicas de señales
(entradas, variables binarias internas etc.). Se puede usar:
 La receptividad identidad (siempre es cierta): símbolo “1”
 El estado de una etapa (Xn)
 Flancos de señales
 La numeración de las receptividades es opcional.
2
¿válvula
abierta?
2
1
S
2
1 3
1
S X S
 
2
1
2
1
S 
A B C D E
Ejemplos de sintaxis válidas para receptividades
16
Elementos básicos: Arcos
 Líneas orientadas que unen etapas con transiciones y
viceversa.
 Los arcos dirigidos enlazan siempre vértices distintos:
 Etapa + arco + transición + arco + etapa + …
 En ningún caso pueden unir dos etapas o dos transiciones.
 Normalmente la dirección de la unión es de arriba hacia
abajo (no siendo preciso indicarlo)
 Cuando el arco tiene sentido ascendente debe indicarse
obligatoriamente con una flecha.
17
Evolución del grafcet
18
Cilindro
expandiendo
Cilindro expandido
(acción mantenida)
Sc Se
Expandir
Transición
receptiva Se=1
Transición
validada X1=1
FRANQUEABLE
Maniobra de
expansión de
un cilindro
Se
0
Expandir
+
1
2
20s/X2
3 Expandir
-
Sc
Pon Sc Se
 
Se
0
Expandir
+
1
2
20s/X2
3 Expandir
-
Sc
Pon Sc Se
 
Comprimir = Expandir-
Ejercicio 1: Práctica 1
Realizar un automatismo para el control de un cilindro de doble
efecto con una electroválvula 5/2 biestable. Se dispone de un
pulsador P y dos sensores de posición S1 y S2, que detectan la
compresión y expansión del cilindro respectivamente. Al pulsar
P se realizará un ciclo completo de expansión/compresión del
cilindro. Para la compresión del cilindro, P debe estar desactivado
19
Ejemplo
S7
MAPEO:
A1 A 124.0
A2 A 124.1
S1 E 124.0
S2 E 124.1
P E 124.2
X0 M 1.0
X1 M 1.1
X2 M 1.2
OB100:
SET
S "X0"
R "X1"
R "X2"
OB1:
U "X0"
U "P"
U "S1"
UN "S2"
R "X0"
S "X1"
U "X1"
UN "P"
U "S2"
R "X1"
S "X2"
U "X2"
U "S1"
R "X2"
S "X0"
U "X1"
= "A2"
U "X2"
= "A1"
Implementación en S7-AWL
3
Reglas de oro
 A la hora de implementar un GRAFCET mediante
lenguaje S7-AWL, se recomienda seguir las reglas de
oro:
23
Un segmento por cada transición
Un segmento por cada acción
[Habrá más reglas cuando veamos temporizadores y contadores]
Ejercicio 1: S7 Tabla de símbolos
24
Ejercicio 1: S7 Inicialización
25
Ejercicio 1: S7 Paso de X0 a X1, X1 a X2
26
Ejercicio 1: S7 Paso de X2 a X1, y salidas
27
Ejercicio 1: S7 Simulador
28
Ejercicio 1: S7 Simulador II
29
Ejercicio 2: Control de un carro
Dado un pulsador PON y un carro, el cual está inicializado
siempre en posición de reposo (parado y en el A). Al pulsar PON
el carro hace el ciclo de ir a la derecha, llegar al final de B y
volver a posición inicial. Si en el ciclo, se vuelve a pulsar PON, no
se modifica el comportamiento del ciclo, i.e. sólo es tenido en
cuenta el pulsador cuando el carro está en reposo.
PON
A B
Entradas Salidas
PON Izq
SA Dcha
SB
Dcha
Izqda
30
Entradas Salidas
Estructuras fundamentales
4
Grafcet parciales
 Etapas fuentes-sumideras
 Rearme del autómata
Grafcet parcial
Examen marzo 18
Se desea diseñar un sistema de estampado. Las piezas se posicionan en una torre, y
estas caen por gravedad hacia donde está el cilindro A, el cual va a realizar la función
de alimentar y fijar las piezas (A+), para que el cilindro B, el cual realiza el marcado,
se expanda y marque a la pieza (B+). Luego de marcar la pieza, el cilindro B se
comprime (B-), y simultáneamente lo hace también el cilindro A (A-). Por último, el
cilindro C, encargado de la función de expulsión de las piezas, se expande (C+) para
retirar las piezas hacia el siguiente proceso, y, una vez hecho se retrae (C-). Se dispone
de una botonera de MARCHA-PARO. Al pulsar PON, el ciclo descrito de realiza
indefinidamente. La activación de POFF termina el ciclo y para el proceso. Por último,
todas las electroválvulas 5/2 son biestables. La expansión y compresión de los tres
cilindros está sensorizada, y asignada a las etiquetas: SA+,SA-, SB+, SB-, SC+ y SC-.
33
Se pide:
1. Esquema electro-neumático de los tres
cilindros, indicando las señales de mando
de las electrovalvulas y los sensores.
2. Grafect de nivel II.
3. Implementación en S5: mapeo de
entradas/salidas/variables, OB21 y OB1.
Examen marzo 18
34
4 2
5
1
3
A+ A-
SA- SA+
4 2
5
1
3
B+ B-
SB- SB+
4 2
5
1
3
C+ C-
SC- SC+
0
1 A+
X11 SA- SB- SC-
2 B+
SA+
3 A-
SB+
4 C+
SA- SB-
5 C-
SC+
SC-
B-
10
11
PonPoff
Poff
2
3
1
c1
c2
Estructuras lógicas fundamentales
35
1
2
c
Secuencia
única
1
2 3
c
Divergencia
concurrente (Y)
1
2 3
c
Convergencia
concurrente (Y)
1
2 3
c2 c3
3
1 2
c1 c2
2
3
1
c1
c2
Divergencia
alternativa (OR)
Convergencia
alternativa (OR)
Saltos
(casos particulares de divergencia OR)
Prioridad en estructuras OR
36
1
2 3
c2 c3
La estructura OR en su forma más simple no indica
prioridad. Si es posible que C2=C3=1 simultáneamente,
entonces existe un error de diseño.
1
2 3
c3
c2 c3

Modelado de prioridad en
la receptividad
SOLUCIONES
1
2 3
c2 c3
*
2 1
1
2 3
c2 c3
*
Norma IEC 61131-3
Prioridad con parada de emergencia
 En el funcionamiento normal se pasa de la etapa 1 a la 2 y se repite desde 0
 Si se pulsa parada de emergencia (PE) se pasa de inmediato a la etapa 0
2
0
(4):PE
(2):Fin Acción A.no(PE)
Acción A
Acción B
(3):Fin Acción B.no(PE) (3): PE
1
(1):Comienzo
37
Ejercicio 3: Cinta transportadora (I)
 La presente figura representa una bifurcación en el plano vertical en una cinta
transportadora. Para conseguir el movimiento del segmento del carril de la
bifurcación se ha dispuesto de un cilindro neumático de simple efecto, controlado
por una válvula monoestable pilotada eléctricamente.
 El sensor S1 es un sensor infrarrojo, dispuesto de tal forma que cuando las cajas
entrantes superan una determinada altura, el sensor responderá con 24 V, mientras
que estará fijando una señal de 0V en cualquier otro caso (cajas más pequeñas o
ninguna). El sensor capacitivo de presencia S2 detecta, en el carril superior, que la
caja ya ha salido completamente de la bifurcación. S2 está situado al final del carril
móvil. El automatismo funciona de la siguiente manera:
38
Ejercicio 3: Cinta transportadora (II)
 La posición de reposo es la indicada en la figura. Siempre que se detecte una caja en
S1 (es decir, una caja alta) se desviará al carril superior y por tanto deberá
permanecer en esta posición hasta detectar que la caja ha salido (S2). Las cajas
discurren por las cintas con bastante espacio entre ellas, no dándose nunca la
situación de que dos cajas puedan estar a la vez en la bifurcación. Al sistema se le
añaden dos pulsadores, uno de inicio y otro de parada. Al pulsar el botón de inicio,
el sistema moverá las cintas transportadoras C1 y C2 o C1 y C3 según el tamaño
de las cajas. Si se pulsa el botón de parada, las cintas se pararán pero asegurándose
que no se queda ninguna caja alta en la bifurcación.
39
Grafcet (nivel 2)
0
1 C1 C2
2 C1 C3 A1
S2
X11
X10
S1·X10
10
PonPoff
Poff
11
Resolución S7
Bloque: OB100
Segm.: 1 Reposo
SET
S "X0"
S "X10"
R "X1"
R "X2"
R "X11"
Símbolo Dirección Tipo de datos Comentario
A1 A 124.3 BOOL
C1 A 124.0 BOOL
C2 A 124.1 BOOL
C3 A 124.2 BOOL
Inicio E 124.0 BOOL
Parada E 124.1 BOOL
S1 E 124.2 BOOL
S2 E 124.3 BOOL
X0 M 1.0 BOOL
X1 M 1.1 BOOL
X10 M 1.3 BOOL
X11 M 1.4 BOOL
X2 M 1.2 BOOL
Resolución S7
Bloque: OB1
Segm.: 1 Etapa 0->1
U "X0"
U "X11"
R "X0"
S "X1“
Segm.: 2 Etapa 1->0
U "X1"
U "X10"
R "X1"
S "X0“
Segm.: 3 Etapa 1->2
U "X1"
UN "X10"
U "S1"
R "X1"
S "X2“
Segm.: 4 Etapa 2 -> 1
U "X2"
U "S2"
R "X2"
S "X1"
Segm.: 5 Etapa de 10-> 11
U "X10"
U "Inicio"
UN "Parada"
R "X10"
S "X11“
Segm.: 6 Etapa 11->10
U "X11"
U "Parada"
R "X11"
S "X10“
Segm.: 7 Activación de C1 en X1 o X2
O "X1"
O "X2"
= "C1“
Segm.: 8 Activación de C2
U "X1"
= "C2“
Segm.: 9 Activación C3
U "X2"
= "C3"
Segm.: 10 Activación A1
U "X2"
= "A1"
Actividades en
varias etapas
Simulador
Ejercicio propuesto (práctica 1)
Modelado grafcet e implementación en STEP 5 del control de
dos cilindros de doble efecto con pulsador de arranque (PON) y
parada (POFF). La secuencia completa del ciclo debe ser
EXPANSION1-EXPANSIÓN2-COMPRESIÓN1-COMPRESIÓN2.
SC1 SE1
SC2 SE2
4 2
5
1
3
A2 A1
4 2
5
1
3
B2 B1
Divergencia concurrente (Y)
 Errores de sintaxis
 Recomendación de diseño:
 Toda divergencia acaba en una convergencia
45
Reglas de evolución
5
Reglas de evolución
 1-Regla de inicio
 El arranque del sistema supone la activación de todas las etapas iniciales y solamente
éstas
 II-Regla de evolución de una transición
 Una transición franqueable debe ser inmediatamente franqueada
 III- Regla de evolución de las etapas activas:
 El franqueo de una transición supone la activación simultánea de todas las etapas
inmediatamente posteriores y desactivación simultánea de todas las etapas
inmediatamente anteriores
 IV-Regla de franqueamiento simultáneo
 Todas las transiciones franqueables se franquearán inmediata y simultáneamente
 V-Regla de prioridad de etapa activa
 Si la evolución de un GRAFCET (debido a las reglas anteriores) implica la activación y
desactivación simultánea de una etapa, ésta deberá permanecer activa
48
Reglas de evolución
 1-Regla de inicio
 El arranque del sistema supone la activación de todas las etapas iniciales y
solamente éstas
49
Reglas de evolución
 II-Regla de evolución de una transición
 Una transición franqueable debe ser inmediatamente franqueada
1
●
2
1
Estado prohibido: transición franqueable
50
Evolución fugaz
 Si C1=C2=1
Reglas de evolución
 III- Regla de evolución de las etapas activas
 El franqueo de una transición supone la activación simultánea de todas las
etapas inmediatamente posteriores y desactivación simultánea de todas las
etapas inmediatamente anteriores
1
2• 3•
c
1•
2 3
c
Franqueamiento habitual (c=1)
c=1
52
Reglas de evolución
 IV-Regla de franqueamiento simultáneo
 Todas las transiciones franqueables se franquearán inmediata y
simultáneamente
Franqueo simultáneo (d=1, f=1)
1
2•
c
d
3
e
4•
f
5
g
1
2
c
d
3•
e
4
f
5•
g
d=1, f=1
53
Reglas de evolución
 V-Regla de prioridad de etapa activa
 Si la evolución de un GRAFCET (debido a las reglas anteriores) implica la
activación y desactivación simultánea de una etapa, ésta deberá permanecer
activa
54
a
b
1
2
●
a=1, b=1
Activación y Desactivación simultánea
a
b
1
2
Ecuación fundamental
6
Ecuación Fundamental
56
La etapa En se activará, si estando activada
la etapa En-1 se satisface la transición Tn-1. A
partir de este instante permanecerá activada
hasta que se active la En+1
1 1 1
n n n n n
E E T E E
  
   
En-1
En
En+1
Tn-1
Tn
Ecuación de retención del estado
SET RESET & Enclavamiento
Acciones especiales
7
Elementos básicos: Acciones
 Símbolo Normalizado (SFC)
 1:Calificador
 N:Acción continua mientras dura la etapa ->
 S:Acción mantenida (SET)
 R: Desactivación de S (RESET)
 L: Acción limitada
 D:Acción retardada
 2: Nombre
 3: Indicador (Opcional)
 4: Contenido acciones complejas (Opcional)
X 1 2 3
4
6 N Expandir
Acción “normal”
58
Acciones mantenidas (memorizadas)
 Por defecto, las acciones de un Grafcet solo se ejecutan si explícitamente
así se indica.
 Cuando la etapa en la que se ejecuta la acción correspondiente deja de
estar activa la acción dejará de ejecutarse.
 Es posible alterar este convenio mediante las acciones memorizadas
 Inconveniente: Para conocer el estado del automatismo no es suficiente
con saber que etapa está activa, sino que es preciso saber su “historia”
6 S Expandir
7
C1
8 R Expandir
C2
C3
6 Expandir:=ON
7
C1
8
C2
C3
Expandir:=OFF
=
6 Expandir
7
C1
8
C2
C3
Expandir
Con memoria Sin memoria
59
Acciones condicionadas
 Permiten añadir una condición para la ejecución de una
acción cuando su etapa asociada este activa.
 Se debe representar la condición junto con la acción
 Posibilidad de ambigüedad en acciones memorizadas (no
habría cambio en caso de que la condición dejase de ser
cierta)
CONDICIÓN
ACCIÓN
El Motor sólo se activará si estando activa
la etapa 1, se cumple la condición C1
60
6 Acción
C2
C1 C3
Acciones condicionadas al evento
 La condición que permite que la acción se ejecute, incluye el
flanco (cambio de estado) de alguna señal.
 Se representan mediante una flecha vertical, que será hacia
arriba si se trata de un cambio de falso a verdadero (flanco
positivo) o hacia abajo, si se trata de un cambio de verdadero a
falso (flanco negativo).
61
6 Acción
C2
C1 ↑C3
6 Acción
C2
C1 ↓C3
Ejercicios
8
Ejercicio 5: Posicionador (I)
El esquema de la figura representa un sistema de transferencias de piezas. El
dispositivo efectúa la transferencia de piezas sobre dos plataformas diferentes.
Desde que una pieza se presenta delante del posicionador 1, éste la envía
delante del posicionador 2 que, situado perpendicularmente, transfiere dicha
pieza sobre la plataforma de evacuación.
a1,a2, b1, b2: sensores de posiciónón de los cilindros;
S1: detección de caja en posicionador 1
63
S1
64
Ejercicio 5: Posicionador (II)
GRAFCET Nivel 1
0
Esperar a que llegue pieza y los cilindros estén comprimidos
1 Expandir cilindro 1
Esperar a que se haya expandido el cilindro 1
2 Expandir cilindro 2
Esperar a que se haya expandido el cilindro 2
3 Comprimir cilindro 2
4 Comprimir cilindro 1
Esperar a que los cilindros estén comprimidos
“Reposo”
65
Ejercicio 5: Posicionador (III)
GRAFCET Nivel 2
0
S1·a1·b1
1 EXP1
a2
2 EXP2
b2
3 COMP2
b1
4 COMP1
a1
a1·b1
Ejercicio 5: Posicionador (III)
66
GRAFCET Nivel 3
Ejercicio 5: Posicionador (IV)
67
GRAFCET Nivel 3
0
S1·a1·b1
1 V1
a2
2 V2
b2
3
4
a1·b1
Ejercicio 5: Posicionador (VI)
68
GRAFCET Nivel 3
0
S1·a1·b1
1 V1
a2
2 V2
b2
3
a1·b1
Ejercicio 5: Posicionador (V)
A1 E 124.0 BOOL
A2 E 124.1 BOOL
B1 E 124.2 BOOL
B2 E 124.3 BOOL
S1 E 124.4 BOOL
V1 A 124.0 BOOL
V2 A 124.1 BOOL
X0 M 1.0 BOOL
X1 M 1.1 BOOL
X2 M 1.2 BOOL
X3 M 1.3 BOOL
X4 M 1.4 BOOL
X5 M 1.5 BOOL
OB100
SET
S "X0"
R "X1"
R "X2"
R "X3"
R "X4"
R "X5"
69
S7: Tabla de símbolos y OB100
Ejercicio 5: Posicionador (VI)
Segm.: 1 De 0 -> 1
U "X0"
U "S1"
U "A1"
U "B1"
R "X0"
S "X1"
Segm.: 2 De 1 a 2 y 4
U "X1"
U "A2"
R "X1"
S "X2"
S "X4“
Segm.: 3 De 2 a 3
U "X2"
U "B2"
R "X2"
S "X3"
Segm.: 4 De 3 y 4 a 5
U "X3"
U "X4"
U "A1"
U "B1"
R "X3"
R "X4"
S "X5"
Segm.: 5 De 5 a 1
U "X5"
U "A1"
U "B1"
U "S1"
R "X5"
S "X1"
Segm.: 6 Acción válvula 1
U "X1"
= "V1"
Segm.: 7 Acción válvula 2
U "X2"
= "V2"
70
S7: OB1
Ejercicio 5: Posicionador (VII)
71
S7: Simulador
Ejercicio 6: Problema propuesto
Modelado grafcet e implementación en STEP 7 del control de
dos cilindros de doble efecto con pulsador de arranque (PON) y
parada (POFF). La secuencia completa del ciclo debe ser
concurrente: EXPANSION 1-2 - COMPRESIÓN 1-2.
72
Ejercicio 7: Problema propuesto
Modelado grafcet e implementación en STEP 7 del control de
dos cilindros de doble efecto con pulsador de arranque (PON) y
parada (POFF). La secuencia completa del ciclo debe ser
concurrente: EXPANSION 1-2 - COMPRESIÓN 1-2.
SC1 SE1
SC2 SE2
4 2
5
1
3
A2 A1
4 2
5
1
3
B2 B1
73
Ejercicio 8: Montacargas
Un montacargas compuesto por dos pisos. Para su mando,
en cada piso está previsto un botón:
- en el piso inferior de pedir la subida (PS).
- en el piso superior de pedir la bajada (PB).
Para que estas informaciones sean tomadas en
consideración, es necesario que el montacargas esté parado
en su piso correspondiente. Los finales de carrera de piso
alto (FCPA) y bajo (FCPB), permiten conocer las posiciones
extremas del montacargas. Con la salida C1 el motor sube
el montacargas, y con la señal C2 baja.
74
Ejercicio 8: Montacargas
0
1 C1 2 C2
“Montacargas”
(PS_I+PS_S)·FCPB
FCPA FCPB
“Sube” “Baja”
(PB_I+PB_S)·FCPA
75
Ejercicio 9: Depósitos de agua
 Una instalación tiene 2 depósitos (ver figura), cada uno con
un comportamiento idéntico al descrito a continuación:
 Se pretende mantener el nivel de líquido en los depósitos
entre los niveles fijados por los detectores DI y DS. Para
ello, cuando DI no da señal como consecuencia de que el
nivel es demasiado bajo, se pone en marcha la Bomba
mediante la señal B, aportándose líquido al depósito desde
la Balsa. Cuando el nivel de líquido alcanza al sensor DS,
éste da señal lo que origina la parada de la Bomba. El
desagüe del depósito se produce mediante la válvulaV, sin
que el sistema de control tenga capacidad de actuar sobre
ella.
 Ahora bien, ambos depósitos están alimentados desde la
misma instalación eléctrica, que tiene una potencia limitada,
de modo que no es posible que ambas bombas estén
encendidas simultáneamente. Por eso, en caso de que
ambos depósitos precisen aporte de líquido mediante su
respectiva bomba, el depósito 1 tendrá prioridad y la
Bomba del depósito 2 deberá parar su funcionamiento
hasta que la Bomba 1 deje de estar activa.
 Representar el Grafcet que define el comportamiento
descrito de ambos depósitos.
76
Ejercicio 10: Vagonetas (recurso compartido)
 Realizar un grafcet que modele el siguiente sistema de transporte con 2 vagonetas iguales que
se mueven de izquierda a derecha.
 Las vagonetas deben pararse en C1 / C2 si el tramo de vía común está ocupado.
 I1 e I2 detectan vagoneta en izda.
 M1 y M2 pulsadores para activación deV1d oV2d.
 D detecta límite dcho. (debe invertirse el movimiento desactivandoV1d oV2d y activandoV1i
oV2i hasta llegar a límite izdo.
 Vía común: detección con C1 y C2.
77
V1
D
I1
V1i V1d
C2
V1
I2
V2i V2d
M1
M2
C1
Ejercicio 11: Transporte vagonetas sincronizado
 Se debe implementar un sistema de control para las vagonetas de la figura.Al pulsar P1 las
vagonetas irán hacia la derecha y volverán. El movimiento debe estar sincronizado, de manera
que:
 Para iniciar el movimiento todas las vagonetas deberán estar sobre su posición izquierda.
 Al pulsar P1 todas las vagonetas comenzarán su movimiento hacia la derecha. El instante de
llegada a la derecha de cada vagoneta será en general diferente al de las demás.
 El movimiento a la izquierda se iniciará cuando todas las vagonetas hayan llegado a la derecha.
78
V1
D1
I1
P1
V1i V1d
V2
D2
I2
V2i V2d
V3
D3
I3
V3i V3d
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  • 1. Modelado Grafcet Dpto. Electricidad, Electrónica, Automática y Física Aplicada www.elai.upm.es
  • 2. Introducción a Grafcet: definición  Grafcet: Grafo Funcional de Control EtapaTransición  Método gráfico para modelar o representar el comportamiento (secuencial) de un automatismo.  Interpretable por todos los actores del proceso productivo: organización, producción, mantenimiento  No es un lenguaje de programación. 2
  • 3. Introducción a Grafcet: normativa  Propuesto inicialmente a finales de los años 70 por 2 asociaciones francesas (AFCET y ADEPA).  Norma francesa en 1982 y norma internacional (IEC-848) en 1988, bajo el nombre de “Preparación de diagramas funcionales para sistemas de control”  Desde 2002 es norma internacional ISO (IEC 60848) “GRAFCET Specification Language for Sequential Function Chart”.  La norma IEC 61131-3 (1993) define 5 lenguajes de programación normalizados para los autómatas programables industriales.  SFC (Sequential Function Chart) está basado en GRAFCET  Confusión GRAFCET-SFC 3
  • 4. Elementos básicos del GRAFCET ETAPA ACCIÓN TRANSICIÓN GRAFCET: sucesión alternativa de ETAPAS (donde se realizan acciones) y TRANSICIONES (donde se espera un tiempo o a que ocurra algo) 4
  • 6. Niveles del GRAFCET NIVEL 1 FUNCIONAL (DESCRIPTIVO) NIVEL 2 TECNOLÓGICO NIVEL 3 OPERATIVO (DETALLE) GRAFCET SFC Análisis de viabilidad Muy descriptivo: uso de lenguaje natural, verbos Diseño (representación de la parte operativa) Especificación técnica: tipos de sensores, válvulas, etc. Implementación Bajo nivel: programación, señales, etc. 6
  • 7. Niveles del GRAFCET: Nivel 1  Definición del comportamiento en términos no técnicos, pudiéndose derivar de manera directa de las indicaciones o especificaciones dadas por el usuario final del sistema.  No se debe incluir ninguna referencia a las tecnologías utilizadas para conseguir el funcionamiento deseado, siendo éste independiente de la solución adoptada.  Interlocutores: usuario final e ingeniero que comprende y acota el problema a resolver. NIVEL 1 FUNCIONAL (DESCRIPTIVO) Inicio de ciclo y cilindro comprimido ¿cilindro expandido? 0 Expandir 1 Pieza sujeta 2 20 segundos Comprimir 7
  • 8. Niveles del GRAFCET: Nivel 2  Propone y analiza una solución técnica concreta que consiga la funcionalidad especificada del Nivel 1  No se tiene en cuenta el sistema de control que gobernará el automatismo.  El interlocutor es el ingeniero que proyecta o define la solución técnica al problema planteado.  Ej. No se considera si el avance del cilindro se consigue actuando sobre una salida digital concreta de un sistema informático o si se consigue mediante el enclavamiento de un relé.  Ejemplo de acciones:  Hacer girar el motor hacia la derecha  Esperar a que el motor complete el giro necesario para que el mecanismo sitúe a la pieza en su posición  Esperar 1 segundo  Hacer girar el motor hacia la izquierda. NIVEL 2 TECNOLÓGICO Pon·Sc Se 0 Expandir + 1 2 20s/X2 Expandir - 8
  • 9. Niveles del GRAFCET: Nivel 3  Considera el modo en que el sistema de control manejará la parte operativa (sensores, actuadores, interfaces hombre máquina) para conseguir el funcionamiento deseado.  Se deben tener por lo tanto especificadas las señales a manejar y el direccionamiento concreto en el controlador lógico o autómata programable, consecuencia de su conexión.  El interlocutor es el programador del automatismo.  Ejemplo de acciones:  Activar/Desactivar la salida Q1  Esperar hasta que la entrada I1 valga 1  Esperar 1 segundo NIVEL 3 OPERATIVO (DETALLE) Io·I1 I2 0 1 2 s2.T=20s R Q0 S Q0 9
  • 11. Elementos básicos del grafcet  Un GRAFCET se compone de una sucesión alternativa de ETAPAS y TRANSICIONES unidas por ARCOS orientados.  Grafo dirigido con dos tipos de vértices: Etapas (cuadrado) y Transiciones (trazo horizontal)  Las Etapas se representan por cuadrados numerados y tiene asociadas Acciones.  Las Transiciones se representan mediante segmentos identificados (Arcos) y tiene asociadas Receptividades.  Normalmente se lee de arriba abajo  Los arcos tienen sentido descendente.  Se pueden añadir comentarios entrecomillados. 11
  • 13. Elementos básicos: Etapas  Estados estables del automatismo  Representación: cuadrado numerado.  Estado: reposo o activas  Siempre debe haber una etapa activa  “Marca”: círculo negro que indica la etapa activa en un instante de tiempo  En reposo debe haber una etapa activa  Cada etapa es implementada por un bit de memoria.  Se representa cada etapa por X# (bit de memoria)  Las etapas tienen asociadas acciones 13
  • 14. Elementos básicos: Acciones  Cada acción se añade como una caja a la izquierda de la etapa a la que va asociada. Puede haber varias 1 Tarea1 Tarea2 1 Tarea1 Tarea2 1 Tarea1 Tarea2 Ejemplos de acciones continuas con la etapa  Todas la acciones se ejecutan de forma concurrente al comenzar la etapa correspondiente  Sin acción: etapa de espera  Existen diferentes tipos de acciones:  Acción condicionada: Condiciona la acción de control a un evento 2 Tarea1 Condición 2 Ejecutar Tarea si se cumple Condición A B 14
  • 15. Elementos básicos: Transiciones  Representan las posibles evoluciones del automatismo desde una o varias etapas a otras.  FRANQUEAR una transición: pasar de tener una etapa activa a tener otra.  Transición validada: Cuando están activas las etapas que la anteceden.  Transición franqueada: Esta validada y es receptiva  Las transiciones pueden identificarse mediante un número entre paréntesis junto a la transición (opcional).  Las transiciones tienen asociadas receptividades. 15
  • 16. Elementos básicos: Receptividades  Se denomina receptividad a la función lógica que define la transición.  Indican la condición que permiten que una transición pueda ser franqueada.  Se formulan en base a combinaciones lógicas de señales (entradas, variables binarias internas etc.). Se puede usar:  La receptividad identidad (siempre es cierta): símbolo “1”  El estado de una etapa (Xn)  Flancos de señales  La numeración de las receptividades es opcional. 2 ¿válvula abierta? 2 1 S 2 1 3 1 S X S   2 1 2 1 S  A B C D E Ejemplos de sintaxis válidas para receptividades 16
  • 17. Elementos básicos: Arcos  Líneas orientadas que unen etapas con transiciones y viceversa.  Los arcos dirigidos enlazan siempre vértices distintos:  Etapa + arco + transición + arco + etapa + …  En ningún caso pueden unir dos etapas o dos transiciones.  Normalmente la dirección de la unión es de arriba hacia abajo (no siendo preciso indicarlo)  Cuando el arco tiene sentido ascendente debe indicarse obligatoriamente con una flecha. 17
  • 18. Evolución del grafcet 18 Cilindro expandiendo Cilindro expandido (acción mantenida) Sc Se Expandir Transición receptiva Se=1 Transición validada X1=1 FRANQUEABLE Maniobra de expansión de un cilindro Se 0 Expandir + 1 2 20s/X2 3 Expandir - Sc Pon Sc Se   Se 0 Expandir + 1 2 20s/X2 3 Expandir - Sc Pon Sc Se   Comprimir = Expandir-
  • 19. Ejercicio 1: Práctica 1 Realizar un automatismo para el control de un cilindro de doble efecto con una electroválvula 5/2 biestable. Se dispone de un pulsador P y dos sensores de posición S1 y S2, que detectan la compresión y expansión del cilindro respectivamente. Al pulsar P se realizará un ciclo completo de expansión/compresión del cilindro. Para la compresión del cilindro, P debe estar desactivado 19
  • 21. S7 MAPEO: A1 A 124.0 A2 A 124.1 S1 E 124.0 S2 E 124.1 P E 124.2 X0 M 1.0 X1 M 1.1 X2 M 1.2 OB100: SET S "X0" R "X1" R "X2" OB1: U "X0" U "P" U "S1" UN "S2" R "X0" S "X1" U "X1" UN "P" U "S2" R "X1" S "X2" U "X2" U "S1" R "X2" S "X0" U "X1" = "A2" U "X2" = "A1"
  • 23. Reglas de oro  A la hora de implementar un GRAFCET mediante lenguaje S7-AWL, se recomienda seguir las reglas de oro: 23 Un segmento por cada transición Un segmento por cada acción [Habrá más reglas cuando veamos temporizadores y contadores]
  • 24. Ejercicio 1: S7 Tabla de símbolos 24
  • 25. Ejercicio 1: S7 Inicialización 25
  • 26. Ejercicio 1: S7 Paso de X0 a X1, X1 a X2 26
  • 27. Ejercicio 1: S7 Paso de X2 a X1, y salidas 27
  • 28. Ejercicio 1: S7 Simulador 28
  • 29. Ejercicio 1: S7 Simulador II 29
  • 30. Ejercicio 2: Control de un carro Dado un pulsador PON y un carro, el cual está inicializado siempre en posición de reposo (parado y en el A). Al pulsar PON el carro hace el ciclo de ir a la derecha, llegar al final de B y volver a posición inicial. Si en el ciclo, se vuelve a pulsar PON, no se modifica el comportamiento del ciclo, i.e. sólo es tenido en cuenta el pulsador cuando el carro está en reposo. PON A B Entradas Salidas PON Izq SA Dcha SB Dcha Izqda 30 Entradas Salidas
  • 32. Grafcet parciales  Etapas fuentes-sumideras  Rearme del autómata Grafcet parcial
  • 33. Examen marzo 18 Se desea diseñar un sistema de estampado. Las piezas se posicionan en una torre, y estas caen por gravedad hacia donde está el cilindro A, el cual va a realizar la función de alimentar y fijar las piezas (A+), para que el cilindro B, el cual realiza el marcado, se expanda y marque a la pieza (B+). Luego de marcar la pieza, el cilindro B se comprime (B-), y simultáneamente lo hace también el cilindro A (A-). Por último, el cilindro C, encargado de la función de expulsión de las piezas, se expande (C+) para retirar las piezas hacia el siguiente proceso, y, una vez hecho se retrae (C-). Se dispone de una botonera de MARCHA-PARO. Al pulsar PON, el ciclo descrito de realiza indefinidamente. La activación de POFF termina el ciclo y para el proceso. Por último, todas las electroválvulas 5/2 son biestables. La expansión y compresión de los tres cilindros está sensorizada, y asignada a las etiquetas: SA+,SA-, SB+, SB-, SC+ y SC-. 33 Se pide: 1. Esquema electro-neumático de los tres cilindros, indicando las señales de mando de las electrovalvulas y los sensores. 2. Grafect de nivel II. 3. Implementación en S5: mapeo de entradas/salidas/variables, OB21 y OB1.
  • 34. Examen marzo 18 34 4 2 5 1 3 A+ A- SA- SA+ 4 2 5 1 3 B+ B- SB- SB+ 4 2 5 1 3 C+ C- SC- SC+ 0 1 A+ X11 SA- SB- SC- 2 B+ SA+ 3 A- SB+ 4 C+ SA- SB- 5 C- SC+ SC- B- 10 11 PonPoff Poff
  • 35. 2 3 1 c1 c2 Estructuras lógicas fundamentales 35 1 2 c Secuencia única 1 2 3 c Divergencia concurrente (Y) 1 2 3 c Convergencia concurrente (Y) 1 2 3 c2 c3 3 1 2 c1 c2 2 3 1 c1 c2 Divergencia alternativa (OR) Convergencia alternativa (OR) Saltos (casos particulares de divergencia OR)
  • 36. Prioridad en estructuras OR 36 1 2 3 c2 c3 La estructura OR en su forma más simple no indica prioridad. Si es posible que C2=C3=1 simultáneamente, entonces existe un error de diseño. 1 2 3 c3 c2 c3  Modelado de prioridad en la receptividad SOLUCIONES 1 2 3 c2 c3 * 2 1 1 2 3 c2 c3 * Norma IEC 61131-3
  • 37. Prioridad con parada de emergencia  En el funcionamiento normal se pasa de la etapa 1 a la 2 y se repite desde 0  Si se pulsa parada de emergencia (PE) se pasa de inmediato a la etapa 0 2 0 (4):PE (2):Fin Acción A.no(PE) Acción A Acción B (3):Fin Acción B.no(PE) (3): PE 1 (1):Comienzo 37
  • 38. Ejercicio 3: Cinta transportadora (I)  La presente figura representa una bifurcación en el plano vertical en una cinta transportadora. Para conseguir el movimiento del segmento del carril de la bifurcación se ha dispuesto de un cilindro neumático de simple efecto, controlado por una válvula monoestable pilotada eléctricamente.  El sensor S1 es un sensor infrarrojo, dispuesto de tal forma que cuando las cajas entrantes superan una determinada altura, el sensor responderá con 24 V, mientras que estará fijando una señal de 0V en cualquier otro caso (cajas más pequeñas o ninguna). El sensor capacitivo de presencia S2 detecta, en el carril superior, que la caja ya ha salido completamente de la bifurcación. S2 está situado al final del carril móvil. El automatismo funciona de la siguiente manera: 38
  • 39. Ejercicio 3: Cinta transportadora (II)  La posición de reposo es la indicada en la figura. Siempre que se detecte una caja en S1 (es decir, una caja alta) se desviará al carril superior y por tanto deberá permanecer en esta posición hasta detectar que la caja ha salido (S2). Las cajas discurren por las cintas con bastante espacio entre ellas, no dándose nunca la situación de que dos cajas puedan estar a la vez en la bifurcación. Al sistema se le añaden dos pulsadores, uno de inicio y otro de parada. Al pulsar el botón de inicio, el sistema moverá las cintas transportadoras C1 y C2 o C1 y C3 según el tamaño de las cajas. Si se pulsa el botón de parada, las cintas se pararán pero asegurándose que no se queda ninguna caja alta en la bifurcación. 39
  • 40. Grafcet (nivel 2) 0 1 C1 C2 2 C1 C3 A1 S2 X11 X10 S1·X10 10 PonPoff Poff 11
  • 41. Resolución S7 Bloque: OB100 Segm.: 1 Reposo SET S "X0" S "X10" R "X1" R "X2" R "X11" Símbolo Dirección Tipo de datos Comentario A1 A 124.3 BOOL C1 A 124.0 BOOL C2 A 124.1 BOOL C3 A 124.2 BOOL Inicio E 124.0 BOOL Parada E 124.1 BOOL S1 E 124.2 BOOL S2 E 124.3 BOOL X0 M 1.0 BOOL X1 M 1.1 BOOL X10 M 1.3 BOOL X11 M 1.4 BOOL X2 M 1.2 BOOL
  • 42. Resolución S7 Bloque: OB1 Segm.: 1 Etapa 0->1 U "X0" U "X11" R "X0" S "X1“ Segm.: 2 Etapa 1->0 U "X1" U "X10" R "X1" S "X0“ Segm.: 3 Etapa 1->2 U "X1" UN "X10" U "S1" R "X1" S "X2“ Segm.: 4 Etapa 2 -> 1 U "X2" U "S2" R "X2" S "X1" Segm.: 5 Etapa de 10-> 11 U "X10" U "Inicio" UN "Parada" R "X10" S "X11“ Segm.: 6 Etapa 11->10 U "X11" U "Parada" R "X11" S "X10“ Segm.: 7 Activación de C1 en X1 o X2 O "X1" O "X2" = "C1“ Segm.: 8 Activación de C2 U "X1" = "C2“ Segm.: 9 Activación C3 U "X2" = "C3" Segm.: 10 Activación A1 U "X2" = "A1" Actividades en varias etapas
  • 44. Ejercicio propuesto (práctica 1) Modelado grafcet e implementación en STEP 5 del control de dos cilindros de doble efecto con pulsador de arranque (PON) y parada (POFF). La secuencia completa del ciclo debe ser EXPANSION1-EXPANSIÓN2-COMPRESIÓN1-COMPRESIÓN2. SC1 SE1 SC2 SE2 4 2 5 1 3 A2 A1 4 2 5 1 3 B2 B1
  • 45. Divergencia concurrente (Y)  Errores de sintaxis  Recomendación de diseño:  Toda divergencia acaba en una convergencia 45
  • 47. Reglas de evolución  1-Regla de inicio  El arranque del sistema supone la activación de todas las etapas iniciales y solamente éstas  II-Regla de evolución de una transición  Una transición franqueable debe ser inmediatamente franqueada  III- Regla de evolución de las etapas activas:  El franqueo de una transición supone la activación simultánea de todas las etapas inmediatamente posteriores y desactivación simultánea de todas las etapas inmediatamente anteriores  IV-Regla de franqueamiento simultáneo  Todas las transiciones franqueables se franquearán inmediata y simultáneamente  V-Regla de prioridad de etapa activa  Si la evolución de un GRAFCET (debido a las reglas anteriores) implica la activación y desactivación simultánea de una etapa, ésta deberá permanecer activa 48
  • 48. Reglas de evolución  1-Regla de inicio  El arranque del sistema supone la activación de todas las etapas iniciales y solamente éstas 49
  • 49. Reglas de evolución  II-Regla de evolución de una transición  Una transición franqueable debe ser inmediatamente franqueada 1 ● 2 1 Estado prohibido: transición franqueable 50
  • 51. Reglas de evolución  III- Regla de evolución de las etapas activas  El franqueo de una transición supone la activación simultánea de todas las etapas inmediatamente posteriores y desactivación simultánea de todas las etapas inmediatamente anteriores 1 2• 3• c 1• 2 3 c Franqueamiento habitual (c=1) c=1 52
  • 52. Reglas de evolución  IV-Regla de franqueamiento simultáneo  Todas las transiciones franqueables se franquearán inmediata y simultáneamente Franqueo simultáneo (d=1, f=1) 1 2• c d 3 e 4• f 5 g 1 2 c d 3• e 4 f 5• g d=1, f=1 53
  • 53. Reglas de evolución  V-Regla de prioridad de etapa activa  Si la evolución de un GRAFCET (debido a las reglas anteriores) implica la activación y desactivación simultánea de una etapa, ésta deberá permanecer activa 54 a b 1 2 ● a=1, b=1 Activación y Desactivación simultánea a b 1 2
  • 55. Ecuación Fundamental 56 La etapa En se activará, si estando activada la etapa En-1 se satisface la transición Tn-1. A partir de este instante permanecerá activada hasta que se active la En+1 1 1 1 n n n n n E E T E E        En-1 En En+1 Tn-1 Tn Ecuación de retención del estado SET RESET & Enclavamiento
  • 57. Elementos básicos: Acciones  Símbolo Normalizado (SFC)  1:Calificador  N:Acción continua mientras dura la etapa ->  S:Acción mantenida (SET)  R: Desactivación de S (RESET)  L: Acción limitada  D:Acción retardada  2: Nombre  3: Indicador (Opcional)  4: Contenido acciones complejas (Opcional) X 1 2 3 4 6 N Expandir Acción “normal” 58
  • 58. Acciones mantenidas (memorizadas)  Por defecto, las acciones de un Grafcet solo se ejecutan si explícitamente así se indica.  Cuando la etapa en la que se ejecuta la acción correspondiente deja de estar activa la acción dejará de ejecutarse.  Es posible alterar este convenio mediante las acciones memorizadas  Inconveniente: Para conocer el estado del automatismo no es suficiente con saber que etapa está activa, sino que es preciso saber su “historia” 6 S Expandir 7 C1 8 R Expandir C2 C3 6 Expandir:=ON 7 C1 8 C2 C3 Expandir:=OFF = 6 Expandir 7 C1 8 C2 C3 Expandir Con memoria Sin memoria 59
  • 59. Acciones condicionadas  Permiten añadir una condición para la ejecución de una acción cuando su etapa asociada este activa.  Se debe representar la condición junto con la acción  Posibilidad de ambigüedad en acciones memorizadas (no habría cambio en caso de que la condición dejase de ser cierta) CONDICIÓN ACCIÓN El Motor sólo se activará si estando activa la etapa 1, se cumple la condición C1 60 6 Acción C2 C1 C3
  • 60. Acciones condicionadas al evento  La condición que permite que la acción se ejecute, incluye el flanco (cambio de estado) de alguna señal.  Se representan mediante una flecha vertical, que será hacia arriba si se trata de un cambio de falso a verdadero (flanco positivo) o hacia abajo, si se trata de un cambio de verdadero a falso (flanco negativo). 61 6 Acción C2 C1 ↑C3 6 Acción C2 C1 ↓C3
  • 62. Ejercicio 5: Posicionador (I) El esquema de la figura representa un sistema de transferencias de piezas. El dispositivo efectúa la transferencia de piezas sobre dos plataformas diferentes. Desde que una pieza se presenta delante del posicionador 1, éste la envía delante del posicionador 2 que, situado perpendicularmente, transfiere dicha pieza sobre la plataforma de evacuación. a1,a2, b1, b2: sensores de posiciónón de los cilindros; S1: detección de caja en posicionador 1 63 S1
  • 63. 64 Ejercicio 5: Posicionador (II) GRAFCET Nivel 1 0 Esperar a que llegue pieza y los cilindros estén comprimidos 1 Expandir cilindro 1 Esperar a que se haya expandido el cilindro 1 2 Expandir cilindro 2 Esperar a que se haya expandido el cilindro 2 3 Comprimir cilindro 2 4 Comprimir cilindro 1 Esperar a que los cilindros estén comprimidos “Reposo”
  • 64. 65 Ejercicio 5: Posicionador (III) GRAFCET Nivel 2 0 S1·a1·b1 1 EXP1 a2 2 EXP2 b2 3 COMP2 b1 4 COMP1 a1 a1·b1
  • 65. Ejercicio 5: Posicionador (III) 66 GRAFCET Nivel 3
  • 66. Ejercicio 5: Posicionador (IV) 67 GRAFCET Nivel 3 0 S1·a1·b1 1 V1 a2 2 V2 b2 3 4 a1·b1
  • 67. Ejercicio 5: Posicionador (VI) 68 GRAFCET Nivel 3 0 S1·a1·b1 1 V1 a2 2 V2 b2 3 a1·b1
  • 68. Ejercicio 5: Posicionador (V) A1 E 124.0 BOOL A2 E 124.1 BOOL B1 E 124.2 BOOL B2 E 124.3 BOOL S1 E 124.4 BOOL V1 A 124.0 BOOL V2 A 124.1 BOOL X0 M 1.0 BOOL X1 M 1.1 BOOL X2 M 1.2 BOOL X3 M 1.3 BOOL X4 M 1.4 BOOL X5 M 1.5 BOOL OB100 SET S "X0" R "X1" R "X2" R "X3" R "X4" R "X5" 69 S7: Tabla de símbolos y OB100
  • 69. Ejercicio 5: Posicionador (VI) Segm.: 1 De 0 -> 1 U "X0" U "S1" U "A1" U "B1" R "X0" S "X1" Segm.: 2 De 1 a 2 y 4 U "X1" U "A2" R "X1" S "X2" S "X4“ Segm.: 3 De 2 a 3 U "X2" U "B2" R "X2" S "X3" Segm.: 4 De 3 y 4 a 5 U "X3" U "X4" U "A1" U "B1" R "X3" R "X4" S "X5" Segm.: 5 De 5 a 1 U "X5" U "A1" U "B1" U "S1" R "X5" S "X1" Segm.: 6 Acción válvula 1 U "X1" = "V1" Segm.: 7 Acción válvula 2 U "X2" = "V2" 70 S7: OB1
  • 70. Ejercicio 5: Posicionador (VII) 71 S7: Simulador
  • 71. Ejercicio 6: Problema propuesto Modelado grafcet e implementación en STEP 7 del control de dos cilindros de doble efecto con pulsador de arranque (PON) y parada (POFF). La secuencia completa del ciclo debe ser concurrente: EXPANSION 1-2 - COMPRESIÓN 1-2. 72
  • 72. Ejercicio 7: Problema propuesto Modelado grafcet e implementación en STEP 7 del control de dos cilindros de doble efecto con pulsador de arranque (PON) y parada (POFF). La secuencia completa del ciclo debe ser concurrente: EXPANSION 1-2 - COMPRESIÓN 1-2. SC1 SE1 SC2 SE2 4 2 5 1 3 A2 A1 4 2 5 1 3 B2 B1 73
  • 73. Ejercicio 8: Montacargas Un montacargas compuesto por dos pisos. Para su mando, en cada piso está previsto un botón: - en el piso inferior de pedir la subida (PS). - en el piso superior de pedir la bajada (PB). Para que estas informaciones sean tomadas en consideración, es necesario que el montacargas esté parado en su piso correspondiente. Los finales de carrera de piso alto (FCPA) y bajo (FCPB), permiten conocer las posiciones extremas del montacargas. Con la salida C1 el motor sube el montacargas, y con la señal C2 baja. 74
  • 74. Ejercicio 8: Montacargas 0 1 C1 2 C2 “Montacargas” (PS_I+PS_S)·FCPB FCPA FCPB “Sube” “Baja” (PB_I+PB_S)·FCPA 75
  • 75. Ejercicio 9: Depósitos de agua  Una instalación tiene 2 depósitos (ver figura), cada uno con un comportamiento idéntico al descrito a continuación:  Se pretende mantener el nivel de líquido en los depósitos entre los niveles fijados por los detectores DI y DS. Para ello, cuando DI no da señal como consecuencia de que el nivel es demasiado bajo, se pone en marcha la Bomba mediante la señal B, aportándose líquido al depósito desde la Balsa. Cuando el nivel de líquido alcanza al sensor DS, éste da señal lo que origina la parada de la Bomba. El desagüe del depósito se produce mediante la válvulaV, sin que el sistema de control tenga capacidad de actuar sobre ella.  Ahora bien, ambos depósitos están alimentados desde la misma instalación eléctrica, que tiene una potencia limitada, de modo que no es posible que ambas bombas estén encendidas simultáneamente. Por eso, en caso de que ambos depósitos precisen aporte de líquido mediante su respectiva bomba, el depósito 1 tendrá prioridad y la Bomba del depósito 2 deberá parar su funcionamiento hasta que la Bomba 1 deje de estar activa.  Representar el Grafcet que define el comportamiento descrito de ambos depósitos. 76
  • 76. Ejercicio 10: Vagonetas (recurso compartido)  Realizar un grafcet que modele el siguiente sistema de transporte con 2 vagonetas iguales que se mueven de izquierda a derecha.  Las vagonetas deben pararse en C1 / C2 si el tramo de vía común está ocupado.  I1 e I2 detectan vagoneta en izda.  M1 y M2 pulsadores para activación deV1d oV2d.  D detecta límite dcho. (debe invertirse el movimiento desactivandoV1d oV2d y activandoV1i oV2i hasta llegar a límite izdo.  Vía común: detección con C1 y C2. 77 V1 D I1 V1i V1d C2 V1 I2 V2i V2d M1 M2 C1
  • 77. Ejercicio 11: Transporte vagonetas sincronizado  Se debe implementar un sistema de control para las vagonetas de la figura.Al pulsar P1 las vagonetas irán hacia la derecha y volverán. El movimiento debe estar sincronizado, de manera que:  Para iniciar el movimiento todas las vagonetas deberán estar sobre su posición izquierda.  Al pulsar P1 todas las vagonetas comenzarán su movimiento hacia la derecha. El instante de llegada a la derecha de cada vagoneta será en general diferente al de las demás.  El movimiento a la izquierda se iniciará cuando todas las vagonetas hayan llegado a la derecha. 78 V1 D1 I1 P1 V1i V1d V2 D2 I2 V2i V2d V3 D3 I3 V3i V3d