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CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
1-50 / _|
GRAFCET
MÉTODO GRÁFICO PARA LA RESOLUCIÓN DE AUTOMATISMOS
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
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TEMARIO
1.- Definición de conceptos de control
2.- Elementos de un proceso de control
3.- El grafcet
4.- Etapas y transiciones
5.- Acciones y receptividades
6.- Desarrollo de un grafcet
7.- Niveles de grafcet
8.- La alternativa de selección (or)
9.- La simultaneidad (and)
10.- El salto (jump)
11.- El bucle o lazo (loop)
12.- Condición en la acción
13.- Condición por una etapa
14.- Condición por tiempo
15.- Condición por flancos
16.- Subrutinas
17.- La acción NOP
18.- Conversión a contactos (escalera-ladder)
19.- Prácticas a realizar
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INTRODUCCIÓN
Los sistemas de control industrial tienden a mejorar la producción resolviendo sus
problemas por medio de la automatización.
Estos sistemas automáticos deben tener ciertas características:
Flexibilidad; respuesta pronta a los cambios y actualizaciones.
Versatilidad; posiblidades de utilizar el equipo de control en otro proceso sin
cambiar sustancialmente conexiones y dispositivos.
Monitoreo; del proceso, en individual y en conjunto.
Centralización del control; el proceso es supervisado desde un solo puesto.
Ligación; sistemas individuales que son enlazados para una producción en
conjunto.
Tiempos cortos de paro; rápida respuesta en corrección de fallas.
La evolución de los sistemas de control por medios electrónicos de estado sólido y
la cada vez mayor integración en chips de estado sólido, han mejorado su
capacidad de procesar información con mucho mayor velocidad de respuesta, y
nos permiten realizar controles más efectivos y complejos cada vez. al mismo
tiempo al personal de mantenimiento se le exige una mayor capacidad de idear un
control y resolver los problemas de cualquier proceso de producción.
Un método para realizar rápida y efectivamente el control de un proceso
automático y secuencial, prácticamente a prueba de fallas, es idearlo por medio
del GRAFCET.
Para entender el grafcet, es menester tener conocimientos en sistemas de control
convencional con releés auxiliares o con electrónica digital, además para nuestro
caso es indispensable saber programar y aplicar un PLC.
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1.- CONCEPTOS DEL CONTROL
CONTROL
Sistema en el cual se observa constanemente el cumplimiento de los parámetros
establecidos para la obtención de un producto final.
La observación de esos prámetros ocurre en todo momento; durante el proceso, al
principio y al final de éste.
Eléctricamente los parámetros a controlar son: situaciones, tiempos, eventos,
posiciones, velocidades, movimientos.
CONTROL MANUAL
Es todo sistema de control que depende totalmente de la intervención del ser
humano
CONTROL AUTOMÁTICO.
Es aquel sistema en el cual el control se realiza con la mínima o nula intervención
del ser humano; son controles capaces de actuar por si mismos, verifican los
parámetros establecidos y ejecutan las operaciónes necesarias para mantener
esos párametros. lógicamente este automatismo es ideado por el ser humano
PLC (IEC-61131, IEC-1131, IEC-848, DIN-40719)
Controlador lógico programable, es un aparato electrónico diseñado para utilizarse
en un entorno hostil, utiliza una memoria programable para el almacenamiento de
las intrucciones orientadas al usuario para implantar soluciones específicas, tales
como; secuencias lógicas, temporizaciones, conteos, funciones aritméticas.
etcétera; con el fin de controlar mediante las señales digitales o analógicas de
entrada y de salida, a los dispositivos actuadores, máquinas o procesos.
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2.- ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE CONTROL.
ELEMENTOS DE MANDO.- Sensan situaciones mecánicas o posicionales de los equipos a controlar y envían las señales hacia los
procesadores
PROCESADORES.- Reciben las señales desde los elementos de mando, las procesan (interpretan), toman decisiones y envían
órdenes operativas a los actuadores.
ACTUADORES.- Ejecutan las órdenes recibidas desde los procesadores.
BOTONERAS
SENSORES MAGNÉTICOS
(REED),
SENSORES ÓPTICOS
SENSORES INDUCTIVOS,
SENSORES CAPACITIVOS,
POTENCIÓMETROS,
SELECTORES,
CELDAS DE PESO O CARGA,
PRESOSTASTOS,
TERMOSTATOS,
TERMOPARES,
LIMITADORES (LS),
INTERRUPTORES DE PEDAL,
ENCODERS,
REGLAS POTENCIOMÉTRICAS,
FLOTADORES,
INTERRUPTORES DE FLUJO,
ETCÉTERA.
RELEÉS,
TEMPORIZADORES,
CONTADORES,
PIRÓMETROS,
DECODIFICADORES,
VARIADORES DE VELOCIDAD,
REGULADORES,
CONTROLADORES
ELECTRÓNICOS,
DISPOSITIVOS DE MEMORIA,
PROGRAMADORES DE LEVAS,
PROGRAMADORES DE CINTA,
CONTROLADORES DE
TEMPERATURA
(PIRÓMETROS),
ARRANCADORES
PROGRESIVOS,
CONTROLADORES LÓGICOS
PROGRAMABLES (PLC)
MOTORES,
LÁMPARAS,
CILINDROS (PISTONES),
ALIMENTADORES
NEUMÁTICOS,
HORNOS DE TEMPLE,
HORNOS DE ARCO,
HORNOS TÚNEL,
RECTIFICADORES TUNGARD,
RECTIFICADORES PARA
GALVANOPLASTÍA,
FOCOS PILOTO,
ALARMAS AUDIBLES,
BALIZAS,
VÁLVULAS PROPORCIONALES,
ETCÉTERA.
MANDOS PROCESADORES ACTUADORES
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ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE CONTROL
M1
3~
M2
3~
ALTERNADOR Y SIMULTANEADOR DE DOS BOMBAS DE AGUA
ARRANCADOR DE UN MOTOR
TRIFÁSICO DE C.A.
M
3~
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3.- EL GRAFCET
El grafcet nació en 1977 como resultado del estudio y análisis para mejorar el
control de los sistemas automáticos, realizado por la AFCET (Association
Française Pour la Cybernétique Economique et Technique-Asociación Francesa
para la Cibernética Económica y Técnica), conjuntamente con la ADEPA
(Asociation Pour Devenlope du la Production Automatique-Asociación para el
Desarrollo de la Producciòn Automática)
En el mes de junio del año 1982 se crea la norma francesa C-03-UTE-NF-190
(Diagramme Fonctionnel pour la Description des Systèmes Logiques de
Commande "GRAFCET"-Diagrama Funcional para la Descripción de Sistemas
Lógicos de Control)
En el año 1988, el GRAFCET es reconocido por la norma internacional, IEC-848
(Preparation of Function Charts for Control Systems-Preparación de Diagramas
Funcionales para Sistemas de Control) con los nombres Function Chart,
Diagramme Fonctionnel-Diagrama Funcional, Sequencial Function Chart (SFC). la
norma IEC no reconoce el nombre GRAFCET porque las traducciones pueden dar
lugar a ambigüedades.
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4.- ETAPAS Y TRANSICIONES
El GRAFCET se forma con dos partes principales
ETAPAS O PASOS, simbolizados con un cuadrángulo.
Son cada uno de los pasos en que ocurren las acciones del proceso
TRANSICIONES, simbolizadas por una línea que une a una etapa con otra.
Son los momentos que ocurren entre etapa y etapa. Se le asocian las receptividades
(señales) en arreglos lógicos o booleanos.
No podrá activarse una etapa si no se ha activado antes la etapa anterior y además debe
validarse su transición; esto es, debe cumplirse con la lógica de las receptividades
asociadas.
ETAPA
1
ETAPA
2
ETAPA
3
ETAPA
4
TRANSICIÓN 1-2
TRANSICIÓN 2-3
TRANSICIÓN 3-4
TRANSICIÓN 4-0
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5.- ACCIONES Y RECEPTIVIDADES
ACCIONES
Cada etapa tiene asociada una o más acciones. estas acciones serán activadas al
momento en que se activa la etapa correspondiente.
La mayoría de las acciones son ejecutadas por los elementos actuadores; subir, cerrar,
abrir, doblar, sujetar, etcétera, salvo las acciones internas del plc, tales como;
temporizar, contar, transferir datos, convertir datos, etcétera.
Cuando se han cumplido las acciones de una etapa, se entenderá que podrá validarse la
transición que permite el paso a la siguiente etapa.
Cada vez que se activa una etapa, al mismo tiempo se desactiva la etapa anterior y
también se desactivan las acciones asociadas a esta.
ETAPA ACCIONES: Abrir, cerrar, voltear, girar, mover, detener,
desplazar, jalar, empujar, desviar, recoger, subir, bajar,
presionar, sujetar, soltar, elevar, liberar, remachar,
troquelar, punzonar, llenar, vaciar, fundir, soldar, puntear,
cortar, romper, moler, unir, embragar, frenar, acelerar,
descelerar, extraer, frenar, doblar, enderezar, rectificar,
sellar, imprimir, borrar, grabar, transferir, sacar, meter,
fijar, colocar, poner, quitar, succionar, arrancar, parar,
presurizar, despresurizar, activar, desactivar, esperar,
aumentar, disminuir, limpiar, pintar, rolar, estirar,
comprimir, torcer, soplar, inyectar, cargar, calentar,
enfriar, enderezar, extruir, set, reset, latch, unlatch, lock,
unlock, liberar, asegurar, temporizar, contar, NOP,
etcétera.
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RECEPTIVIDADES
En las TRANSICIONES se encuentran asociadas las receptividades (señales de los
dispositivos de mando involucrados en ese momento).
Esas receptividades informan el cumplimiento de las acciones asociadas a la ETAPA, se
convierten entonces en condicionantes para la activación de la siguiente etapa. Estas
receptividades son asociadas en arreglos lógicos o booleanos (AND-0R-NOT)
combinatorios. Ejemplo = (a + /b) x (c)
Cuando se cumplen con las condiciones dadas en el arreglo lógico, la transición es
validada y se puede activar la etapa siguiente.
Las receptividades, en su mayoría son señales proporcionadas por los elementos de
mando. Salvo algunas señales internas del PLC. tales como; tiempos, eventos, datos,
comparaciones.
TRANSICIÓN
10-11
ETAPA
10
ETAPA
11
RECEPTIVIDADES (MANDOS):
Pulsadores, selectores,
interruptores de limite,
interruptores de pedal,
interruptores de flujo,
sensores capacitivos,
sensores inductivos,
sensores ópticos, infrarrojos, lasser,
interruptores presostatos,
termostatos, termopares,
potenciómetros,
encoders lineales, encoders giratorios,
tacogeneradores, celdas de peso,
tiempos, conteos, estado de etapas,
todas las señales de mando deben estar
en arreglos lógicos;
ejemplo = (a + /b) x c
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El GRAFCET básicamente es de tipo CICLICO, aunque tambien existen las funciónes:
ALTERNATIVA “O” (or), SIMULTANEIDAD “Y” (and), SALTO (jump) y el BUCLE o LAZO
(loop), teniendo cada una su propia aplicación y existiendo también la posiblidad de
realizar combinaciones de estas funciones.
CICLICO ALTERNATIVA (OR) SIMULTANEIDAD (AND)
SALTO (JUMP) BUCLE O LAZO (LOOP)
1
3
1
3
1
3
3
1
3
3
1
3
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SECUENCIAS COMBINATORIAS
1
3
3
1
3
3
3
1
3
3
3
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6.- DESARROLLO DE UN AUTOMATISMO CON GRAFCET
1.- Establecer los pasos o etapas del proceso a automatizar.
2.- Asociar a cada etapa la acción o acciones que en ese momento ocurrirán
3.- Unir las etapas con sus transiciones
4.- Asociar, siempre en arreglos lógicos, las transiciones con las receptividades
(condiciones) necesarias para su operacíon,
5.- Verificar si es la última etapa
6.- Verificar si es la última transición y cerrar la secuencia con la etapa inicial
ETAPA
1
ETAPA
2
ETAPA
3
ETAPA
4
ACCIÓN (X)
ACCIÓN (A)
ACCIÓN (B)
ACCIÓN (C)
RECEPTIVIDADES
RECEPTIVIDADES
RECEPTIVIDADES
RECEPTIVIDADES
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EJEMPLO:
GRAFCET de un semáforo sencillo para el cruce de dos calles
Aqui en la etapa inicial (1) se encienden los focos Verde 1 y Rojo 2, a su vez se activa
el temporizador temp1.
Al terminar su tiempo temp 1, se activa la etapa (2), con ello enciende el foco Ambar 1
y permanece encendido el foco Rojo 2. Tambien se activa el temporizador temp2. Al
mismo tiempo es desactivada la etapa (1) y el foco Verde 2 se apaga.
Las acciones ocurren al activarse la etapa correspondiente. cuando se desactiva esa
etapa, también se desactivan las acciones asociadas.
ETAPA
1
ETAPA
2
ETAPA
3
ETAPA
4
TIEMPO 1
TIEMPO 2
TIEMPO 3
TIEMPO 4
ROJO 2 TEMP 1 VERDE 1
ROJO 2 TEMP 2 AMBAR 1
VERDE 2 TEMP 3 ROJO 1
AMBAR 2 TEMP 4 ROJO 1
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7.- NIVELES DE GRAFCET
El grafcet se puede desarrollar en uno de tres niveles (formas). estos niveles no estan en
orden de complejidad, sino unicamente son formas de representación.
a. DESCRIPCIÓN FUNCIONAL
En cada etapa y en cada transición, se mencionan las funciones de todos y cada uno de
los elementos involucrados (acciones y receptividades), describiendo lo más precisa
posible.
a. Descripción funcional
b. Descripción tecnológica
c. Descripción operativa
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b. DESCRIPCIÓN TECNOLÓGICA
En cada etapa y cada transición, se indican los mnemónicos, abreviaturas o claves
(operandos simbólicos) de todos y cada uno de los elementos involucrados (acciones y
receptividades)
Y+
Y-
S1 = PULSADOR INICIO
B2 = SENSOR FIN DE AVANCE
B3 = SENSOR FIN DE RETROCESO
Y+ = EXTENDER VÁSTAGO
Y- = RETRAER VÁSTAGO
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c. DESCRIPCIÓN OPERATIVA
En cada etapa y en cada transición, se indican las direcciones (operandos absolutos) de
todos y cada uno de los elementos involucrados (acciones y receptividades)
I0 = SEÑAL DE ENTRADA
RET
I0 = Señal entrada, botón de inicio
I1 = Señal entrada, sensor final de avance
I2 = Señal entrada, sensor final de retroceso
Q0 = Señal de salida, avance de cilindro
Q1 = Señal de salida, retroceso de cilindro
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8.- ALTERNATIVA DE SELECCIÓN (FUNCIÓN Ó)
Esta es una función que nos permite seleccionar uno y solo un proceso de entre dos o
más. para lograr esto, en el gráfico se deberá de aplicar una operación llamada
"selectividad"
La selectividad es la utilización de una señal verdadera en uno de los procesos (ramal) y
su complementario en el otro proceso (a, /a)
Ejemplos: un motor reversible, el motor de un elevador de carga, o de un elevador
personal.
La función tiene una apertura (divergencia) y un cierre (convergencia) del gráfico.
a /a
SELECTIVIDAD
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9.- SIMULTANEIDAD (FUNCIÓN Y)
Esta función nos permite que se efectuen dos o más procesos de manera simultanea.
Una sola receptividad (o combinación de receptividades) activa las etapas iniciales de
cada proceso a realizar.
Un proceso puede tener más etapas que el otro, pero el proceso que termine antes
esperará que termine el otro u otros procesos.
La función tiene una apertura (divergencia) y un cierre (convergencia) del gráfico.
a * /b + c
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10.- SALTO (JUMP)
Esta es una función que nos permite saltar etapas en un momento dado, cuando no sea
necesario efectuar todos los pasos de un proceso.
Para elegir entre todos los pasos y el salto debemos aplicar la "selectividad" (a, /a)
a /a
SELECTIVIDAD
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11.- LAZO O BUCLE (LOOP)
El lazo permite realizar operaciones repetitivas hasta encontrar una señal (o combinación
de ellas) que lo obligue a tomar otro camino.
Ejemplos: una troqueladora que cuente cierto número de golpes antes de realizar un
avance del material; una envasadora que cuente el número de bolsas a empacar antes de
retirar la caja donde las ingresa.
Para que se pueda efectuar el lazo debe aplicarse tambien la "selectividad" (a, /a) de
una señal
a
/a SELECTIVIDAD
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12.- CONDICIÓN EN LA ACCIÓN
Muchas veces una acción puede ser condicionada, en su parte operativa, por una señal
adicional que no tiene injerencia ni efecto en el gráfico.
En el gráfico siguiente la acción de Y+ se realizará en el momento que se activa la etapa 1
y que además esté presente la señal de S2
Aqui el sensor S2 afecta la operación de Y+
Y+
Y-
S2
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13.- CONDICIONAMIENTO POR ETAPAS
A veces es conveniente que alguna etapa de un grafcet o la acción de una etapa dependa
de la situación (activa-inactiva) de alguna etapa de otro grafcet.
AQUI LA ACCIÓN Y+ EN LA ETAPA 1,
DEPENDE ADEMÁS DEL ESTADO
ACTIVO DE LA ETAPA (X18) Y LA
ETAPA 2 DEPENDE DEL ESTADO
ACTIVO DE LA ETAPA (X22)
Y+
Y-
X22
X18
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14.- CONDICIONAMIENTO POR TIEMPO
En muchos casos hay que utilizar condiciones que dependen del tiempo. El
GRAFCET prevé una operación temporizada en las receptividades de la transición. Esta temporización es del tipo ON-DELAY.
Formato: T/Xi/ns; Donde.- T = condición temporizada
X = indicador de Etapa i = etapa de activación del temporizador
n = tiempo de retardo s = unidad de tiempo en segundos
T/X1/8s
Y+
Y-
T/X1/8s
Condición (T) = temporizador Etapa (X) de activación = 1 Tiempo de retardo = 8 seg.
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Pero no todos los PLC tienen la función Temporizada proporcionada por
GRAFCET, y por lo tanto debemos de activar un Temporizador en la etapa que corresponda.
En el gráfico, el temporizador (T5) es activado en la etapa 1 y después de 8
segundos es validada la transición y entonces se activa la etapa 2
T5
T5 # 8s Y+
Y-
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15.- CONDICIONAMIENTO POR FLANCOS
A veces el condicionamiento de una receptividad depende del cambio de estado de la señal (0->1, 1->0) y no del estado real de esa señal (0, 1).
Asi tenemos respuestas a la señal con; flanco positivo (ascendente; 0->1) o con flanco negativo (descendente; 1->0)
En el ejemplo siguiente la receptividad es cierta en el instante en
que la variable (c) pasa de inactivada a activada (0-->1)
Si la transición es válida en ese instante, entonces se franqueará.
En este otro caso la receptividad es cierta en el instante en el que la
variable (b) pasa de activada a desactivada (1-->0). si la transición
es válida en ese instante, entonces la transición se franqueará.
Este tipo de señales también pueden ser utilizadas en el condicionamiento de
una acción
La acción (a) esta condicionada
a la transición positiva de la señal (b)
1
0
1
0
FLANCO:
POSITIVO,
ASCENDENTE, RISE
FLANCO:
NEGATIVO,
DESCENDENTE, FALL
ACCIÓN (A) ETAPA
b
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16.- SUBRUTINAS
Cuando un conjunto de etapas se vuelven repetitivas, no es necesario repetir
todo ese conjunto, basta con englobarlas en una subrutina y llamarla en el
momento adecuado.
Ejemplo: Un elevador personal, tiene dos direcciones de desplazamiento; hacia
arriba o hacia abajo, y se detiene en el piso al cual fué enviado o llamado.
cada vez que el elevador se detiene en el piso deseado, las puertas efectúan
una rutina; abrir-cerrar.
Se puede realizar el grafcet de la puerta, englobarlo en una subrutina que se
activará cada vez que se detenga el elevador en cualquier piso. Una vez
terminada la subrutina -operadas todas las etapas y correspondientes
acciones- el gráfico continuará después de ella.
17.- ACCIÓN NOP
EEnn uunnaa eettaappaa ppuueeddee eexxiissttiirr llaa nneecceessiiddaadd ddee uunn mmoommeennttoo ddee eessppeerraa ssiinn llaa
iinntteerrvveenncciióónn ddee uunn tteemmppoorriizzaaddoorr.. ppaarraa eelllloo ssee uuttiilliizzaa llaa aacccciióónn ((??)) nnoopp qquuee
ssiiggnniiffiiccaa ""nnoo--ooppeerraattiioonn"" ((lliitteerraallmmeennttee;; nnoo--hhaacceerr--nnaaddaa))
Y+
Y- SSUUBBRRUUTTIINNAA
PPUUEERRTTAASS
NOP
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EEjjeemmpplloo ddee aapplliiccaacciióónn::
GGRRAAFFCCEETT NNiivveell 11 ((ddeessccrriippcciióónn ffuunncciioonnaall)),, ddee uunnaa pprreennssaa
Aquí en el gráfico se observa la existencia de un salto que permite elegir entre
la operación todas las etapas 1, 2, 3, 4 y 5, o brincar desde la etapa 1 hacia la
etapa 4. el salto evita la operación de las etapas 2 y 3.
La selectividad esta condicionada por la orden de "ciclo dentro" y su respectiva
señal complementaria (negación)
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29-50 / _|
TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA
Desarrollar automatismos por medio del grafcet, nos permite decidir la tecnología a
utilizar en ese control, los cuales pueden ser a base de: relés (lógica alambrada),
compuertas lógicas, válvulas lógicas neumáticas y PLC’s.
Algunos plc’s (como el telemecanique) aceptan de manera directa la programación en
forma de GRAFCET, convirtiendose asi en un lenguaje más de programación.
Sin embargo, podemos programar cualquier plc y de cualquier marca, convirtiendo el
grafcet a lenguaje escalera (lad-kop) o en bloques de función (fup), en lista de
instrucciones (IL), en cualquier otro lenguaje, siguiendo las reglas establecidas para
ello.
ETAPA
1
ETAPA 2
E 0 a E 2
E 1 d E 3
E1
E 2
b
&
>1
&
1
E1
E0
a b
E2
ETAPA
1
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18.- CONVERSIÓN A ESCALERA
Para convertir un gracfet a lenguaje escalera debemos considerar los siguientes conceptos:
1.- Desarrollar el control por cada etapa.
2.- Cada etapa equivale a un rele interno (bandera, bit, marca, etc).
3.- Asociar las etapas (relés internos) con las acciones
4.- La activación de una etapa se condiciona a dos aspectos básicos:
a. Estar activa la etapa anterior
b. Estar validada la transición
5.- La validación de una transición, sucede cuando se cumple con la lógica de las
receptividades asociadas a ella
6.- Al activarse una etapa debe desactivarse la etapa anterior.
7.- Al desactivarse la etapa anterior, se desactiva la acción o acciones asociadas.
8.- El control debe tener una etapa inicial
9.- Cada acción equivale a una salida. excepto aquellas acciones que son de índole
interno del plc, tales como: comparación, temporización, conteo, transferencias de
datos, operaciones aritméticas, control PID y otras.
RELÉ,
BANDERA O
MARCA POR
CADA ETAPA
SALIDAS
(ACCIONES)
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31-50 / _|
ARREGLO QUE CUMPLE CON LOS PUNTOS 2, 4, 5, 6, COMO UN CONTROL TRADICIONAL.
ARREGLOS QUE CUMPLEN CON LOS PUNTOS 2, 4, 5, 6, COMO UN CONTROL SET-RESET.
ETAPA
ANTERIOR
TRANSICIÓN ETAPA
SIGUIENTE
ETAPA
ACTUAL
ETAPA
ACTUAL
ETAPA
ANTERIOR TRANSICIÓN ETAPA
ACTUAL
SET
ETAPA
ANTERIOR
RESET
ETAPA
ANTERIOR TRANSICIÓN
ETAPA
ACTUAL
ETAPA
SIGUIENTE
SET
RESET
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32-50 / _|
ARREGLOS QUE CUMPLEN CON EL PUNTO 8.
ETAPA
INICIAL
ETAPA
INICIAL
ETAPA
ANTERIOR TRANSICIÓN
ETAPA
SIGUIENTE
TODAS LAS ETAPAS, DESPUÉS DE LA INICIAL
ETAPA
INICIAL
ETAPA
ANTERIOR TRANSICIÓN
TODAS LAS ETAPAS, DESPUÉS DE LA INICIAL SET
RESET
TODAS LAS
ETAPAS,
DESPUÉS DE
LA INICIAL
RESET
RESET
ETAPA 1
ETAPA 2
ETAPA N
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
33-50 / _|
ASOCIACIÓN DE LAS ETAPAS CON LAS ACCIONES (SALIDAS), PUNTO 9
Todas las etapas son asociadas
con las acciones que en ese
momento deberán de ocurrir.
Las acciones son operaciones
que realizan los elementos
actuadores que estan
conectados en las salidas del
p.l.c. por lo tanto, debemos
asociar los relès internos de cada
etapa con cada salida del plc (en
correspondencia con los
actuadores)
ETAPA
0
ETAPA
1
ETAPA
2
ETAPA
3
ACCIÓN A
ACCIÓN B ACCIÓN C
ACCIÓN C
ACCIÓN B
a * b
d
e
f
ACCIÓN A => SALIDA 1
ACCIÓN B => SALIDA 2 ACCIÓN C => SALIDA 3
ETAPA 0
ETAPA 3
SALIDA 2
SALIDA 1
ACCIÓN A
ACCIÓN B
ETAPA 1
SALIDA 3
ACCIÓN C
ETAPA 1
ETAPA 2
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
34-50 / _|
EJEMPLO DE GRAFCET CONVERTIDO A ESCALERA.
ETAPA
0
ETAPA 1
ETAPA 2
ETAPA
3
ACCIÓN A
ACCIÓN B ACCIÓN C
ACCIÓN C ACCIÓN A
ACCIÓN B
a * b
d
e
f
E 0
E 1
E 1
E 3
E 2
SALIDA
1
SALIDA 2
SALIDA 3
ACCIÓN A
ACCIÓN B
ACCIÓN C
ETAPA 0
ETAPA 1
ETAPA 2
ETAPA 3
E 3 E 2 E 1
E 3
E 0
f
E 0 a E 2
E 1 d E 3
E 2 e E01
E1
E 2
E 3
b
control
salidas
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
35-50 / _|
CONVERSIÓN A ESCALERA DE OTROS ARREGLOS DE GRAFCET
LA “ALTERNATIVA DE SELECCIÓN”
Esta función presenta la
opciòn de decidir entre dos o
más procesos de los
disponibles, seleccionando
uno y solo uno de ellos.
Esto se logra con una señal de
receptividad, colocada en las
transiciones de los ramales
donde se bifurcan.
Una de las señales debe ser
complementaria a la otra
(a, /a), o sea una señal
verdadera y su negación, para
evitar la activación simultanea
de las transiciones.
SELECTIVIDAD: a, a
0
1 3
4 2
a a
b
a
c
d
e
5
f
ETAPA 1
E 0 a E 2
E 1
ETAPA
5
E 2 c E 0
E 4 e
E 5
ETAPA
3
E0 E 4
E 3
a
ETAPA
0
E 5 E 2 E 1
E 5
E 0
f
E 3 E 4
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
36-50 / _|
LA “SIMULTANEIDAD”
Esta función permite que dos o
más procesos se puedan
operar al mismo tiempo.
Esos procesos se activan
simultaneamente y ocurren al
mismo tiempo. aunque alguno
de ellos termine antes, éste
espera a que terminen los
demás procesos.
0
1 3
4 2
a
b d
c e
5
f
ETAPA
1
ETAPA
5
ETAPA
3
E 0 a E 2
E 2 c E 0
E0 E 4
E 1
E 4
E 3
a
e
E 5
ETAPA
0
E 5 E 4 E 1
E 5
E 0
f E 3
E 2
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
37-50 / _|
EL SALTO (JUMP)
Este control es utilizado en casos
dónde existan varios productos
cuyos procesos son similares en
operación, pero no en cantidad
de pasos.
Esto quiere decir que en alguno
de los productos no se
efectuarán uno o varios pasos,
“saltándolos”
ETAPA
1
ETAPA
0
ETAPA
2
ETAPA
4
E 5 E 4
E 2
E 5
E 0
f
E 1 a E 3
E 0
E 1
E1 E 5
E 2
E4
E 4
a
E 5
d
E 3 E 2
0
1
2
3
4
5
a a
f
d
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
38-50 / _|
EL LAZO O BUCLE (LOOP)
f
d
Esta forma de control se utiliza
cuando sea necesario que algunos
pasos se operen repetidamente.
Una vez cumplidas las condiciones
que obligaron a tales repeticiones,
el grafico se dirige hacia la etapa
inicial.
0
1
2
3
4
5
a
a
ETAPA
0
ETAPA
4
ETAPA
1
ETAPA
5
E 5 E 2 E 1
E 5
E 0
f
E 3 c E 1
E 0 d E2
E 4 E 0
E 4
E 4
E 5
E 5
a
a
E 1
E 5 E 2
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
39-50 / _|
OPERACIÓN CONDICIONADA EN LA ACCIÓN
Se refiere a la operación de una
acción que se encuentra
condicionada por alguna
receptividad adicional y que solo
tiene efecto en esa acción, sin
afectar ninguna transición del
grafcet.
En el gráfico la acción “C” es
afectada por “LS1”, mientras la
acción “B” es afectada por “LS2”
ETAPA
0
ETAPA 1
ETAPA 2
ETAPA 3
ACCIÓN A
ACCIÓN B ACCIÓN C
ACCIÓN C
ACCIÓN B
a * b
d
e
f
LS2
LS1
E 0
E 2
E 1
E 1
E 3
E 2
SALIDA
1
SALIDA
2
SALIDA
3
ACCIÓN
A
ACCIÓN
B
ACCIÓN
C
LS2
LS1
ETAPA
0
ETAPA
1
ETAPA
2
ETAPA
3
E 3 E 2 E 1
E 3
E 0
f
E 0 a E 2
E 1 d E 3
E 2 e E01
E1
E 2
E 3
b
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
40-50 / _|
Ejemplos prácticos
de GRAFCET
Ejemplos de graficos realizados en diferentes empresas: de servicios, inyección de
productos plásticos, farmacéuticas, compactadoras de chatarra, metalmecánica, etcétera.
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
41-50 / _|
0
5 4
6
3
2
1
7
8
SUBIR
CARRO Y1
ABRIR
MOLDE M1
T1
CERRAR
MOLDE
M1
CORTAR MATERIAL
TOGGLE-Y3
T2
# 2
BAJAR
CARRO
Y2
T3
# 7
BAJAR
INYECTOR
SET-Y4
T4 SOPLAR
Y5
T5
ENFRIADO T6
T7
SUBIR INYECTOR
RST-Y4
T8
T0 * S2 * S5 * S6
T1 * S3
T2
T3 * S4
T4
T4 * T5 * S6
T6
T7 * S2
T8 * S6
T0
S6 * S5 * S2
S6 *S4
ABRIR
MOLDE
M1
T5 = TIEMPO DE SOPLADO.
T6 = TIEMPO DE ENFRIADO.
S7
S2
S3
SOPLADORA FISHER
SUBIR
INYECTOR RST-Y4
S2
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
42-50 / _|
0
4
5
3
2
1
6
7
Alta
presión Y3
Botador
retorna Y8b
Tiempo de ciclo
T1
Cerrar molde
Y2a
Alta presión
Y3
Inyectar Y7 Alta presión Y3
Cargar Y9a Alta presión
Y3
Tiempo de
enfriado T5
Tiempo
remanente T3
Abrir
molde Y2b
Expulsar
pieza Y8a
Alta
presión Y3
Autom * pta cerr * botador atrás * carro adel
T1
Molde cerrado
Fin de inyección
Fin de carga
T5
T7 * S2
Botador adelante
Alta presión
y3
OPERACIÓN: AUTOMÁTICO
Y SEMIAUTOMÁTICO
INYECTORA BUHLER
PROYECTÓ: AMO FECHA: AGS 97
Abrir molde
Y2b
Semi * pta cerr * botador atrás * carro adel
8
Botador
atrás Y8b
Alta
presión
Y3
Botador atrás * (autom + semi * pta abta)
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
43-50 / _|
MÁQUINA MACHUELEADORA DE CONDULETS
ATIZAPÁN EDO MEX DISEÑÓ: AMO
SEPT 2001
ARREGLO DE MACHUELEADORAS
M1, M2, M3, son motores de dos velocidades de la machueleadora, cambian de giro al momento de entrar la velocidad alta.
M1-
DERECHA
BAJA VEL
M1-IZQ
ALTA VEL
T1 = 3 seg.
M2-
DERECHA
BAJA VEL
M2-IZQ
ALTA VEL
T2 = 3 seg.
M3-
DERECHA
BAJA VEL
M3-IZQ
ALTA VEL
T3 = 3 seg.
10
11
12
20
21
22
30
31
32
100
LS-A
LS-D
T1
LS-B
LS-E
T2
LS-C
LS-F
T3
ETAPA 46
ETAPA 41
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
44-50 / _|
MÁQUINA MACHUELEADORA DE CONDULETS
Botón izquierdo * botón derecho * mordaza abierta (LS-M)
Etapa 100 activa * mordaza cerrada (LS-M)
ATIZAPÁN EDO MEX DISEÑÓ: AMO SEPT 2001
ARREGLO DE MORDAZAS
BI y BD son pulsadores, uno para cada mano
ABRIR
MORDAZAS
CERRAR
MORDAZAS
QUITAR
SEGURO
40
41
42
GIRAR
PLATO
PONER
SEGURO
T5
43
45
46
Seguro puesto (LS-S)
Seguro retirado ( LS-S )
T5* etapa 100 inactiva
NOP
44
Limitador de plato accionado (LS-P)
Limitador de plato liberado (LS-P)
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
45-50 / _|
Diseñó: AMO
2008
14
15
16
17
18
19
20
21
22
13
Compuerta abierta (S39)
/ presostato PS1 menor a 60 bar
Ariete adelante (S37)
/ presostato PS1 menor a 60 bar y tiempo t8
Tiempo de retroceso t9 # 3 seg
Compuerta cerrada (S40)
Ariete atrás (S38)
/ presostato PS1 menor a 60 bar
Tapa arriba (S36)
/ presostato PS1 menor a 60 bar
12
0
Abrir COMPUERTA de salida
Mantener abierta la COMPUERTA de salida
Avanzar ARIETE para sacar la paca
Detener ARIETE
Retroceder ARIETE; T9
Retroceder ARIETE y cerrar COMPUERTA
Continuar retroceso de ARIETE
Descelerar el ARIETE
Subir rápido la TAPA
Subir lento la tapa TAPA
Tiempo de espera t7 # 1seg 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
POSICIÓN INICIAL:
Retroceder Ariete, Subir Tapa, Retroceder Precompresor
Avance rápido de PRECOMPRESOR
Avance lento del PRECOMPRESOR
Paro del precompresor y descompresión del sistema
Bajar rápido la TAPA
Bajar lento la TAPA
Descompresión; T5
Retroceder rápido el PRECOMPRESOR
Retroceder lento el PRECOMPRESOR
Detener el PRECOMPRESOR; T16
Avance rápido del ARIETE (compresor); T6
Detener avance del ARIETE
Retroceder lento el ARIETE; T7
Pulsar Botón de marcha automática
Precompresor a medio camino (S31)
Precompresor al frente (S32) y presostato PS2 (240b-S42)
/ presostato PS1 menor a 60 bar (/S41)
Tapa a mitad de bajar (S34)
Presión PS2 de 240 bar (S42) y Tapa abajo (S35)
/ presostato PS1 menor a 60 bar (S41) y t5 # 1 seg
Precompresor a mitad de camino (S33)
/ presostato PS1 menor a 60 bar (S41)
Tiempo de espera t16 # 4 seg
Presión PS2 a 240 bar (S42) y tiempo de espera t 6 # 3 seg
/ Presión PS1 menor 60 bar (S41)
Tiempo de espera t7 # 1seg
13
ARIETE
ATRÁS /S38
TAPA
ARRIBA /S36 PRECOMPRESOR
ATRÁS /S33
COMPACTADORA DE CHATARA DE ALUMINIO ACÁMBARO, GTO.
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
46-50 / _|
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
13 82
Pausa
82 85 88 T3
8
Ariete -
82 86 88 Puerta +
82 86 Pausa
82 84 88 89 Ariete +
T39 Pausa
85 87 88 89 T40 Ariete --
85 87 88 89 T42 Puerta–Ariete--
85 88 89 Ariete --
85 Ariete -
83 88 89 Tapa --
83 Tapa -
T36
80
88 89 Precom ++
80 88 Precom +
80 T4 Pausa
80 82 88 89 90 Tapa +++
80 82 89 Tapa ++
80 82 88 Tapa +
82 T34 Pausa
81 82 88 Precom --
81 82 Precom -
82 T35 Pausa
82 84 88 89 90 Ariete ++
82 84 88 89 T37 Ariete +
PS3
E11 * E27 * E30 * E33
E25
E26 * E39
/E37
T38
E34
/E37 * T41
E38
E28
/E37
E32
E37 * T39
E29 * E39
/E37 * T34
E37
T40
E25
E33
E27
T35
E38 * T36
E33 * E37
E30
/E37
E39 * T37
13
12
0
Diseñó: AMO
Enero 2008
COMPACTADORA DE CHATARA DE ALUMINIO ACOLMAN, EDO. MEX
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
47-50 / _|
LISTADO DE PRÁCTICAS A REALIZAR
1.- Arrancador a tensión reducida estrella-delta
2.- Arrancador a tensión reducida por autotransformador
3.- Arrancador para motor de anillos rozantes
4.- Semáforo cruce de dos calles
5.- Semáforo cruce dos calles con preventiva en el verde
6.- Semáforo cruce dos calles, con peatonal
7.- Semáforo cruce dos calles, con tiempo real
8.- Alternador y simultaneador de dos bombas de agua
9.- Alternador y simultaneador de tres bombas de agua
10.- Arranque progresivo manual de cinco motores
11.- Arranque alternado manual de cinco motores
12.- Control reversible cuenta 5 eventos y se detiene
13.- Envasadora de latas, cuenta 12 eventos y se espera
14.- Inyectora de plástico automático-semiautomático
15.- Moldeadora de botellas por soplado
16.- Compactadora de chatarra de aluminio
17.- Machueleadora de tres ejes
18.- Control de prensa a dos manos
19.- Automático de criba
20.- Cinco motores, un autotransformador
21.- Brazo Manipulador (4 cilindros)
22.- Libre
23.- Libre
24.- Libre
25.- Libre
NOTA: Éstas prácticas pueden realizarse con cualquier "plc" o con el simulador
"automation studio" excepto el del reloj de tiempo real que será únicamente con el "plc
Siemens-S7"
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
48-50 / _|
BIBLIOGRAFÍA
.- El método gráfico de control (Grafcet), tesis; Antonio Rodríguez Camacho. CETMA
.- Les Systemmes Automatisés, tome 1 et tome 2, Bourbonne, Cojean et Foucher
.- Autómatas Programables, Montoro
.- Curso plc básico, Festo.
.- Curso plc avanzado, Festo
.- Curso plc básico, Cecati 11, Alfredo Mancilla Ortega, mayo 1995
.- Manual de programación plc Telemecanique
.- Manual de programación plc Festo
.- Manual de programación plc Siemens S-7
.- Manual de programación plc Mitsubishi-Medoc
.- Manual de programación plc Omron
.- Manual de programación Wingpc/Cutler-Hammer
.- Manual de programación plc Hitachi
.- Manual de programación plc Allen-Bradley Micrologix 1000
.- Manual de programación plc Allen-Bradley SLC-500
.- Manual de programación Automation V3.05
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
49-50 / _|
MÁXIMAS (Y MÍNIMAS)
Toda solución provisional, se queda permanente.
El trabajo debe ser: tranquilo, automático y a remoto.
Si hay alguna manera de hacer mal las cosas, siempre habrá alguien que lo
ponga en práctica.
Ser puntual significa cometer el error a tiempo.
Entre más alto sea el cargo, mayor será el error por cometer.
No importa lo mucho que haga, nunca será suficiente.
No importa que nadie sepa de tus actos, lo importante es la costumbre de
hacerlo bien.
Los equipos de una instalación, son a prueba: de agua, de polvo, de ácidos,
de explosión... pero nunca a prueba de tontos.
Los amigos llegan y se van. los enemigos se acumulan.
El discurso político, como el chicle, se mastica pero no se traga.
Cuando las soluciones no se adapten al problema, adapta el problema a las soluciones.
Cuando se decida hacer algo, se debe aceptar la responsabilidad que ello
implica.
No te preocupes por lo que piensen de ti los demás, pues están
preocupados por lo que tú piensas de ellos. Unos trabajan de trueno y es pa’otros la llovida.
CURSO: GRAFCET PROF: ALFREDO MANCILLA ORTEGA CECATI 11-D.F.
NOMBRE: __________________________________________ FECHA: ______
50-50 / _|
ÍNDICE
CONCEPTO PÁGINA
0.- Introducción_______________________________________ 3
1.- Definición de conceptos de control_____________________ 4
2.- Elementos de un proceso de control____________________ 5
3.- El GRAFCET _____________________________________ 7
4.- Etapas y Transiciónes_______________________________ 8
5.- Acciones y Receptividades___________________________ 9
6.- Desarrollo de un grafcet_____________________________ 13
7.- Niveles de grafcet__________________________________ 15
8.- La alternativa de selección (or)________________________ 18
9.- La simultaneidad (and)______________________________ 19
10.- El salto (jump)_____________________________________ 20
11.- El bucle o lazo (loop)_______________________________ 21
12.- Condición en la acción______________________________ 22
13.- Condición por una etapa_____________________________ 23
14.- Condición por tiempo_______________________________ 24
15.- Condición por flancos_______________________________ 26
16.- Subrutinas________________________________________ 27
17.- La acción NOP_____________________________________ 27
18.- Conversión a contactos (escalera-ladder) _______________ 30
19.- Ejemplos gráficos__________________________________ 40
20.- Prácticas a realizar_________________________________ 47
21.- Bibliografía_______________________________________ 48
22.- Máximas (y mínimas)_______________________________ 49
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