Presentacion AU IND - DIAGRAMA GRAFCET

1. Automatización Industrial

Introducción a la Automatización Industrial

2. BIENVENIDOS!

2
BIENVENIDOS!
Actividad Practica 2
Diagrama
GRAFCET

3. Automatismo Industrial

Modelo de representación del automatismo
El GRAFCET que significa Diagrama de control con etapas y
transiciones, nació en 1977, fuente del trabajo de la
Asociación Francesa para la Cibernética Económica y
Técnica (AFCET), en principio como síntesis teórica de las
diferentes herramientas existentes por aquel entonces
(organigrama, organifase, diagramas de Girard, red de Petri,
etc...).

4. Automatismo Industrial

GRAFCET.
El GRAFCET es un método gráfico, evolucionado a partir de
las redes de Petri que permite representar los sistemas
secuenciales.
Un sistema o automatismo secuencial es aquel en el que las
salidas en cada instante no dependen sólo de las entradas
en aquel instante sino que también dependen de los estados
anteriores y de su evolución.
Se llama también diagrama de etapa-transición.
Son sistemas con memoria, ya que recuerdan de donde
vienen (el pasado).

5. Automatismo Industrial

GRAFCET.
Sistema Secuencial Sincrónico / Asincrónico
ENTRADA
SALIDA
Circuito Secuencial
Estado Previo
(En-1)
ESTADO PREVIO
Señal de reloj
El GRAFCET sirve para explicar cualquier cosa que sea
secuencial. Ej: para explicar una receta de cocina, un plan de
estudios, un ensayo de laboratorio, etc.

6. Elementos que forman un diagrama GRAFCET

Etapa inicial
Receptividad
ETAPAS
Etapa Activa
TRANSICIÓN
ACCIÓN

7. Automatismo Industrial

GRAFCET.
Estas formas de representación del automatismo de alto nivel
son muy útiles para explicar el funcionamiento del proceso y
facilitar el diseño.
Las entradas en el Grafcet deben ser discretas Ej: ON/OFF
La implementación final, sin embargo, se hace generalmente
con la representación de Diagrama de contactos o Ladder,
que veremos mas adelante...

8. Automatismo Industrial

Representación gráfica de GRAFCET
Etapa inicio
Etapa siguientes
4
ETAPA: La etapa representa lo que hay
que hacer mientras la etapa esté activa.
Las etapas son estados de evolución del
proceso.
Las etapas define un estado en el que se
encuentra el automatismo en un instante
de tiempo.
La etapa inicial solo se activa al arrancar el automatismo.
Cada etapa tiene asociadas las acciones que se realizan en esa etapa.

9. Automatismo Industrial

GRAFCET.
4
5
El estado de una etapa puede ser: en activas o
inactivas.
Todas las etapas deben tener un único número.
Siempre debe haber una etapa activa y se marca
con círculo negro que indica la etapa activa en un
instante de tiempo
A cada etapa le corresponde como mínimo una
acción.
Las acciones no podrán ejecutarse nunca si la
etapa no está activa.

10. Automatismo Industrial

GRAFCET.
5
A1
Las Acciones son en la mayoría
de los casos salidas Físicas
(ACTUADORES) como cilindros,
válvulas, motores, bombas, etc.
ACCIÓN ASOCIADA: define la
acción que va a realizar la etapa,
por ejemplo conectar un contactor,
desconectar un motor, etc. Su
activación lleva consigo una
acción o una espera.
Cada acción se añade como una
caja a la derecha de la etapa
a la que va asociada. Puede
haber varias acciones.

11. Automatismo Industrial

GRAFCET.
LAS ACCIONES
Se pueden clasificar como:
Reales: son acciones concretas que se producen en el automatismo,
Ej: Abrir/ cerrar una válvula
Internas: son las que se producen en el propio dispositivo de control
(PLC) Ej: temporizadores, contadores, cálculos, etc dentro del PLC.
Externas: se producen sobre el proceso en si, externamente con
respecto al dispositivo lógico de control. Ej: encender el motor X.
Condicionales: son aquellas que requieren del cumplimiento de una
condición (función lógica) adicional a la propia activación de la etapa
correspondiente. Ej: una cinta transportadora se activa solo si hay
una pieza detectada

12. Automatismo Industrial

GRAFCET.
4
5
LA TRANSICIÓN
El concepto de transición se asocia a la existencia de 2 etapas
consecutivas y cuyo franqueo hace posible la evolución del
sistema.
A toda transición le corresponde una receptividad, y que
puede ser verdadera o falsa.
La receptividad puede escribirse de forma literal o en forma
simbólica.
Una receptividad significa una condición que se ha de cumplir
para poder pasar la transición.
El franquamiento de la transición se producirá si, y solo sí, la
transición esta validada y la receptividad es verdadera.

13. Automatismo Industrial

GRAFCET.
4
4
5
5
6
TRANSICIÓN: establece una condición
que se debe cumplir. Se representan
mediante segmentos identificados
denominados(Arcos).
Cuando una transición es válida y su
receptividad asociada se cumple se dice
que la transición es franqueable y pasa de
la etapa n a la siguiente n+1.
7
En programación las
transiciones son como entradas
al sistema. Cuando se validan
se pasa a la etapa siguiente

14. Automatismo Industrial

GRAFCET.
No pude haber
mas4de 1
transición entre
las etapas
La transición se utilizan para activar o
desactivar la etapa en curso, para ellos se
utiliza como elementos de entrada a los
sensores, pulsadores, interruptores, etc.
4
5
5
6
7

15. Automatismo Industrial

GRAFCET.
4
5
1.
2.
3.
4.
5.
EJEMPLO DE TRANSICIÓN
Temp > 30°C, es cierta si la temperatura es mayor a 30 grados
C1 = 15, es cierta si el contador 1 a alcanzado el valor 15
S1, es cierta si el sensor 1 esta en ON
S1 , es cierta si el sensor 1 esta en ON
SL1 + SL2 (suma lógica), es cierta si SL1 ó SL2 están activados
(indistintamente)
6. SL1 * SL2 (producto lógico), es cierta si SL1 y SL2 están
activados (simultáneamente)

16. Automatismo Industrial

GRAFCET.
Direccionamiento: Indica la activación
de una y/u otra etapa en función de la
condición o condiciones que se
cumpla/n. Es importante ver que la
diferencia entre la "o" y la "y" en el
GRAFCET es lo que pasa cuando
convergen.
Proceso simultáneo: Muestra la
activación o desactivación de varias
etapas a la vez.
https://www.youtube.com/watch?v=BemisA7B8S4

17. Automatismo Industrial

GRAFCET.
En-1
En-1
Tn-1
Tn-1
En
En-1
En-2
Tn-1
Tn-2
En
En
Tn-1
Tn
Tn2
Tn1
En-2
En-1
En
Tn
Tn
En+1
En+2
Divergencia en OR
En+1
Convergencia en OR
En+1
En+2
Divergencia en AND
En+1
Convergencia en AND

18. Automatismo Industrial

GRAFCET - Reglas de sintaxis
4
5
No puede haber nunca dos transiciones
consecutivas sin una etapa en medio, ya
que o bien le falta una etapa entre las
transiciones 4 y 5 (que puede ser una etapa
sin acción asociada, si así le corresponde) o
deben ponerse todas las condiciones en la
misma transición.

19. Automatismo Industrial

GRAFCET - Reglas de sintaxis
4
5
No puede haber nunca dos etapas
consecutivas sin transición intermedia.
Así pues la figura representa un GRAFCET
incorrecto ya que o bien le falta una
transición entre las etapas 4 y 5 o deben
ponerse todas las acciones en una de las
dos etapas.

20. Automatismo Industrial

Representación de las acciones según IEC-848
La norma IEC-848 presenta una forma general de descripción de las
acciones asociadas a las etapas.
Una acción genérica se representará como en la figura siguiente donde:
• la casilla 2 contiene la descripción de la acción,
• la casilla 3 contiene la etiqueta que indica la referencia de la señal de
comprobación de la ejecución y
• la casilla 1 indica las características lógicas que relacionen la
realización de la acción con la activación de la etapa.
1
2
3

21. Automatismo Industrial

Representación de las acciones según IEC-848
La acción pude ser:
C Acción condicionada
D Acción retardada
L Acción limitada en el tiempo
P Acción impulsional
S Acción memorizada
7
D
Abrir Válvula
t = 5 seg.

22. Automatismo Industrial

Tipos de acciones
Acción retardada por el tiempo
Acción Limitada por el tiempo
4
L
Abrir Válvula
Acción Condicionada
t = 3 seg.
Deposito NO lleno
X4
LUM
4
3s
L
X4
Depósito
NO Lleno
Abrir
Válvula
Abrir Válvula
7
D
Abrir Válvula
t = 5 seg.

23. Automatismo Industrial

ECUACION FUNDAMENTAL - GRAFCET.
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

24. Automatismo Industrial

ECUACION FUNDAMENTAL - GRAFCET.
La Etapa Actual es igual a la Etapa Anterior por la Transición Anterior, mas
la Etapa Actual por la Etapa Siguiente Negada
E. Act = E. Ant x T. Ant +E. Act x E. Sig
La Ecuación Fundamental es una expresión matemática que describe la
evolución de las etapas activas en un sistema automatizado. Su
propósito es determinar qué etapas están activas en cada instante del
tiempo en función de las transiciones y de la activación o desactivación
de etapas previas.

25. Automatismo Industrial

ECUACION FUNDAMENTAL - GRAFCET.
Ejemplo de uso de la Ecuación fundamental
0
M0 ^Start
M0 = Start + M2 x a3 + M0 x M1
M1
M1 = M0 x a1 + M1 x M2
M2
M2 = M1 x a2 + M2 x M0
a1
1
a2
2
a3

26. Automatismo Industrial

Los tres niveles del GRAFCET
El diagrama de GRAFCET se puede representar de 3 maneras
diferentes, divididos en niveles. Cada nivel describe al mismo
diagrama pero con un nivel de detalle que va desde la descripción
funcional, es decir como funciona y lo interpreta literalmente un
humanos, hasta el nivel codificado que lo interpreta para programar a
un PLC (Controlador Lógico Programable). Estos niveles son:
Nivel 1: Descripción funcional
Nivel 2: Descripción tecnológica
Nivel 3: Descripción operativa

27. Automatismo Industrial

Los tres niveles del GRAFCET
Nivel 1: Descripción funcional
Proporciona una definición del comportamiento en
términos no técnicos, pudiéndose derivar de manera directa (sin
aportar ninguna posible solución o consideración tecnológica) de las
indicaciones o especificaciones dadas por el usuario final del
sistema.
Ejemplo:
━ Posicionar la pieza y pulsar Start.
━ Esperar a que esté en posición.
━ Sensor FCD ON ó Sensor Final carrera derecho en On

28. Automatismo Industrial

Los tres niveles del GRAFCET
Nivel 2: Descripción tecnológica
En este nivel se hace una descripción a nivel tecnológico y
operativo del automatismo. Quedan perfectamente definidas las
diferentes tecnologías utilizadas para cada función.
Ejemplo:
━ M1 + (Encender el motor 1).
━ D 1S (Esperar 1 segundo).
━ MG+ (Motor Giro +, Hacer girar el motor hacia la derecha o
sentido horario).

29. Automatismo Industrial

Los tres niveles del GRAFCET
Nivel 3: Descripción operativa
En este nivel se implementa el automatismo a nivel real. En el Nivel
3 debe considerar el modo en que el sistema de control manejará
la parte operativa (sensores, actuadores, interfaces hombremáquina) para conseguir el funcionamiento deseado.
Ejemplo:
━ Q1 (Activar las salida Q1).
━ I1 = 1 (Esperar hasta que la entrada I1 valga 1.
━ t = 1s (Esperar 1 segundo).

30. Automatismo Industrial

Los tres niveles del GRAFCET
Nivel 3: Descripción operativa
En este nivel es preciso hacer ciertas consideraciones sobre
la solución concreta adoptada. Por ejemplo, la acción de “esperar
0,2 segundos” se introduce para evitar retardos en la transmisión.
La Nomenclatura que se utiliza en este nivel son:
entradas (In) y salidas (Qn), etapas (Xi)

31. Automatismo Industrial

Los tres niveles del GRAFCET
Nivel 3: Descripción operativa
Si se utiliza un software de diseño y
simulación, el propio software trae su
nomenclatura por defecto
Ejemplos de software del mercado:
Tía Portal
Ladder Simulador 2
Cade Simu
PC SIMU
ETIQUETAS
UTILIZADAS
Nombre
ENTRADA
Software
Tia Portal
APK : Ladder
Simulador 2
I
I
SALIDA
MARCA /
MEMORIA
O
O
M
M
TEMPORIZADOR
T
T
C
C
CONTADOR
INSTRUCCIONES
SET
INSTRUCCIONES
RESET
S
R

32. Automatismo Industrial

Pasos utilizados para elaborar un diagrama Grafcet
1. Identificar y denominar las entradas y salidas
2. Identificar la situación inicial
3. Determinar el evento esperado
4. Identificar la nueva situación
5. Asociar lista de acciones
6. Repetir 3 a 5 hasta cerrar todos los ciclos
7. Resolver conflictos

33.

Automatismo Industrial
Actividad Práctica de Ejemplo
Ejemplo: carro va y viene:
Un carro dispone de señales de mando para activar su motor
con movimientos a izquierda (IZQ) y a derecha (DCH), también
el sistema tiene los sensores de final de carrera izquierda (FCI)
y derecha (FCD) y un pulsador de marcha (PM).
Al accionarse el pulsador de marcha, si el carro se encuentra
en el extremo izquierdo de la vía, debe realizar un recorrido de
ida al extremo derecho y vuelta. Si al finalizar el recorrido de
vuelta el pulsador de marcha está accionado, el ciclo se debe
repetir.

34.

Automatismo Industrial
Ejemplo: carro va y viene:
Paso 1 - Identificar y denominar las entradas y salidas
Transiciones
(Transductores - Captadores)
Entradas
Pulsador PM
Sensor IZQ - FCI
Sensor DER - FCD
Acciones
(Accionadores)
Salidas
Movimiento IZQ (IZQ)
Movimiento DER (DCH)
señales de mando

35.

Automatismo Industrial
SOLUCIÓN
GRAFCET Nivel 1
Paso 2 a 5 - Identificar, Determinar y Asociar
SI
y
SI
Accionar pulsador marcha | Sensor FCI ON
Activar Movimiento carro DER
SI
Sensor FCD ON
Activar Movimiento. carro IZQ
SI
Sensor FCI ON

36.

Automatismo Industrial
SOLUCIÓN
GRAFCET Nivel 2

37.

Videos didácticos GRAFCET
Los siguientes videos les ayudaran a comprender mas detalles de como se programa en GRAFCET y como se
utiliza el software de simulación Cade Simu
INTRODUCCIÓN A GRAFCET | Introduction to GRAFCET
https://www.youtube.com/watch?v=GspdjfVOnyE
GRAFCET Normas Básicas
https://www.youtube.com/watch?v=EQqvFMVRkHc
Grafcet en Cade Simu
https://www.youtube.com/watch?v=WKk-IqhvtWU
Diseño básico de un GRAFCET para comandar un cilindro de doble efecto mediante válvula monoestable con Cade
Simu
https://www.youtube.com/watch?v=8seM4GgwUks
CADe SIMU CLASE 14 : GRAFCET -ESTRUCTURAS (CONDICIONADA-DIRECCIONADA-SIMULTANEAR
#cadesimu
https://www.youtube.com/watch?v=O6XvNZDRRH0
P45 - DEPURADORA GRAFCET - con PLC LOGO de Siemens
https://www.youtube.com/watch?v=I5TN0Ub-ewU

38.

Muchas
Gracias … !
Lic. Juan Manuel Savid