graf cet

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07/07

GRAFCET

S4 3B2

1B2 1B1

3B2 2B1

2B1 1B2

2B1

1B2* *3B12B1 3B2

1s/X22 3B1

E2 E4

1M1:=0 1M1:=1

3M1:=0 2M1

3M1:=1

Ajustar_OK:=1 2M2

2M2 1M1:=0

3M1:=1 3M1:=0

3M1:=1

3M2:=1

3M2:=0

2M1

Ajustar_OK:=0 3M2:=13M1:=0

3M2:=1

3M2:=0

3M2:=0

3M2:=1

21 41

23 43

S2 46

24 44

25 45

S4

22 42

P2

Ciclo ciego

Paso macroAjustar”

M2“

Paso macro M4“Automático”

1

M2

M4

S1*1B2* *3B1*2B1 B4

S_Manual

S_Automático

S_Automático

3 P1

1B2* *3B12B1

“Manual/Ajustar”

“S_Automático”

GRAFCET principalMPS estación de D• istribución

2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 548680

Referencia: 721530 Actualización: 07/2007 Autor: Gerhard Schmidt Redacción: Frank Ebel Gráficos: Doris Schwarzenberger Layout: 24.07.2007 © Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Alemania, 2007 Internet: www.festo-didactic.com e-mail: [email protected] Sin nuestra expresa autorización, queda terminantemente prohibida la reproducción total o parcial de este documento, asi como su uso indebido y/o su exhibición o comunicación a terceros. De los infractores se exigirá el correspondiente resarcimiento de daños y perjuicios. Quedan reservados todos los derechos inherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estéticos.

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1. Reseña histórica de sistemas de descripción de secuencias automáticas ______________________________________ 5

2. ¿Porqué una nueva norma?____________________________________ 7 3. Estructura de un GRAFCET ____________________________________ 9 4. Representación gráfica de los elementos _______________________ 11 4.1 Pasos ____________________________________________________ 11 4.1.1 Paso inicial ________________________________________________ 11 4.2 Transiciones y condiciones para las transiciones__________________ 12 4.3 Acciones __________________________________________________14 4.3.1 Acción de efecto continuo ____________________________________ 15 4.3.2 Acción de efecto continuo con atribución de condiciones ___________ 16 4.3.3 Acción de efecto continuo con atribución de condiciones

en función del tiempo________________________________________ 16 4.3.4 Acción retardada de efecto continuo____________________________ 19 4.3.5 Acción de efecto continuo limitada en el tiempo __________________ 20 4.3.6 Acción con memorización al activar el paso ______________________ 21 4.3.7 Acción con memorización al desactivar el paso ___________________ 22 4.3.8 Acción con memorización al producirse un evento_________________ 23 4.3.9 Acción de memorización retardada _____________________________24 5. Representación gráfica de las estructuras secuenciales ___________ 25 5.1 Cadena secuencial __________________________________________ 25 5.2 Derivación alternativa _______________________________________ 26 5.3 Derivación paralela _________________________________________ 27 5.4 Retroceso y saltos __________________________________________ 28 5.5 Comentarios _______________________________________________ 29 6. La estructura de los GRAFCET_________________________________ 31 6.1 Comandos de control obligado ________________________________ 31 6.2 Pasos incluyentes___________________________________________ 35 6.3 Pasos de macros ___________________________________________ 38 7. Ejemplos__________________________________________________41 7.1 Control de una puerta _______________________________________41 7.2 Equipo de fresado de ranuras _________________________________44 7.3 Equipo de etiquetado________________________________________ 57 7.4 Depósito para acoger el rebose de agua pluvial___________________ 61

Índice

Índice



Las cosas no siempre fueron como hoy. Antes, en los tiempos que siempre suelen considerarse mejores, había menos reglas y prescripciones. Tampoco eran necesarias: las máquinas y las instalaciones eran más pequeñas, y, por lo tanto, tenían una estructura más clara. La mayoría de ellas ni siquiera tenía documentación. Las máquinas pocas veces se desarrollaban en un tablero de dibujo. Era usual desarrollarlas en la propia planta, concibiendo pieza por pieza a mano, para obtener un sistema de funcionamiento automático. La estrategia estaba claramente definida y era muy sencilla: ¡Probar, a ver si funciona! • Si funciona: ¡bien! • Si no funciona: ¡seguir probando! La inexistencia de documentación sobre la máquina tampoco constituía problema alguno, ya que las máquinas y equipos estaban únicamente destinadas al uso propio. Y, además: en los buenos viejos tiempos, casi nadie cambiaba de puesto de trabajo. Por lo tanto, cada operario sabía cómo funcionaba su máquina y qué peculiaridades tenía. Pero, ¡los tiempos cambian! Se dejó de fabricar máquinas únicamente para el uso propio y, además, se empezó a comprar máquinas completamente listas. Y, de pronto, surgió un problema: las personas encargadas del mantenimiento, la reparación y la optimización nunca antes habían visto las máquinas. De esta manera surgió la necesidad de describir su funcionamiento, recurriendo a un esquema de distribución de fácil lectura. Es decir, resultó necesario preparar una documentación completa sobre la máquina. Así surgieron normas sobre símbolos correspondientes a los componentes (que existían en la época) y una norma sobre diagramas funcionales. Las especificaciones contenidas en esta norma fueron más que suficientes para cubrir todo el campo de la automatización disponible por aquellas fechas. Las secuencias eran lineales, no existían funciones de tiempo, funciones de conteo y tampoco existían variantes de programas.

1. Reseña histórica de sistemas de descripción de secuencias automáticas

1. Reseña histórica de sistemas de descripción de secuencias automáticas


Pero las cosas siguieron cambiando en el transcurso del tiempo. La evolución cobró cada vez más velocidad. Mientras que con un diagrama espacio-tiempo era posible describir de modo relativamente sencillo la función del tiempo, un contador de bucles o las variantes de programa, por ejemplo, representaban un escollo insalvable. La técnica de la automatización exigía nuevas posibilidades para la descripción gráfica de las secuencias. Por ello surgió el «plan de funciones lógicas». Cierto es que, al principio, esta forma de representación contenía errores y incongruencias. Pero cuando se consiguió mejorar el plan de funciones lógicas a principios del año 1992, y, por consiguiente, cuando contó con la aceptación de parte de las empresas industriales, el diagrama de funciones desapareció. La técnica de la automatización siguió evolucionando. Y lo mejor supera a lo bueno. Esta es una afirmación que siempre tuvo validez. Fue cierta desde que se inventaron el pico y la pala. Así, también la norma del plan de funciones lógicas terminó desapareciendo. Su norma sucesora tiene validez en toda Europa y se llama GRAFCET. En comparación con el plan de funciones lógicas, GRAFCET puede parecer algo confuso. Pero analizando más detalladamente, se puede constatar que las definiciones son más claras y que, además, muchas cosas son más simples. Adicionalmente, la estructura es más lógica y las modalidades de funcionamiento están claramente normalizadas. Es decir, nuevamente nos encontramos ante una situación en la que debemos despedirnos de lo que nos es familiar, para seguir avanzando a la par con la técnica de la automatización. Porque bien se sabe, que quedarse estancado en el presente, mañana significa ser parte del pasado.


Nadie se tomaría el trabajo de redactar una norma por amor al arte. Para revisar o crear una norma, siempre existen, por lo menos, tres buenas razones: 1. Partes dudosas, confusas o contradictorias en la norma existente 2. Asuntos no incluidos en la norma 3. Internacionalización del ámbito de aplicación de la norma Al cambiar de la norma DIN 40719 parte 6 «Plan de funciones lógicas» a la norma DIN EN 60848 «GRAFCET», el nombre de la nueva norma explica su surgimiento, ya que expresa su ámbito de aplicación. Mientras que el plan de funciones lógicas fue una norma alemana, GRAFCET tiene validez en toda Europa. Y su calidad europea también queda reflejada en el nombre, de origen francés: GRAphe Fonctionnel de Commande Etape Transition. Explicando el nombre de la norma, esta denominación tiene el siguiente significado en español: Representación gráfica de la función de control, con pasos y condiciones para la activación de la siguiente acción. Al comparar la norma antigua con la nueva, llama la atención que, por ejemplo, se utilizan unas pocas flechas en sustitución de un verdadero laberinto de letras. Ello significa que se han eliminado las numerosas letras identificadoras. También han desaparecido las numerosas denominaciones de confirmación. Adicionalmente, el «comando con efecto de memoria» ahora se describe de modo exacto y sencillo, por lo que está mucho más cercano al programa de PLC. Ello significa una considerable simplificación. Los niveles jerárquicos, necesarios para las estructuras generales y específicas exactamente definidas y, además, para todos los modos de funcionamiento, llegando hasta la PARADA DE EMERGENCIA, no se incluían en la norma DIN 40719 parte 6. En el caso de GRAFCET, sí se incluyen. Pero ello no se debe a una negligencia de los autores de la norma anterior. Más bien es una prueba que demuestra cómo ha avanzado la técnica de la automatización. En la práctica ha quedado demostrado lo siguiente: cuanto más avanzada es la tecnología de una máquina, tanto más importantes son los modos de funcionamiento y sus jerarquías. De esta manera fue posible cerrar las lagunas que contenían las normas anteriores.

2. ¿Porqué una nueva norma?

2. ¿Porqué una nueva norma?



Un GRAFCET esencialmente describe dos aspectos de un sistema de control, aplicando determinadas reglas: • Las acciones (comandos) a ejecutar • La secuencia de la ejecución Por ello, un GRAFCET o, expresándolo de otra manera, un plan GRAFCET contiene dos partes. La estructura muestra el proceso en función del tiempo. Y el proceso está constituido por pasos que se suceden.

S1*1B2* *3B1* “Condición incial”2B1 B4

3B2 “Posición estación siguiente”

3B1 “Posición cargador”

3B2 “Posición estación siguiente”

3B1 “Posición cargador”

2B1 “Vacío generado”

2B1 “Vacío desconectado”

1B2 “Pieza soltada”

1B1 “Pieza desplazada”

1

3M1:=0

3M1:=1

3M1:=0

3M1:=1

2M1

2M2

1M1:=0

1M1:=1

3M2:=1

3M2:=0

3M2:=1

3M2:=0

2

4

7

9

5

8

6

3

P1

1B2* *3B1 “2B1 Posición incial”

“Indicación de posición inicial”

“Hacia estación siguiente”

“Desplazar pieza”

“Hacia el cargador”

“Generar vacío”

“Soltar pieza”

“Hacia estación siguiente”

“Depositar pieza”

“Hacia el cargador”

Parte de accionesEstructura

Plan GRAFCET para un proceso en el que se separan piezas y se alimentan a un proceso de producción

3. Estructura de un GRAFCET

3. Estructura de un GRAFCET


La estructura no describe qué acciones concretas se ejecutan. Esta descripción consta en la parte de correspondiente a las acciones o efectos. En el ejemplo que aquí se ilustra, se trata de los bloques que se encuentran a la derecha de los pasos y, además, de las condiciones para la activación de la siguiente acción. El principio básico de un GRAFCET 1. Las secuencias se dividen en

– pasos y – transiciones, que se alternan.

2. Siempre sólo está activo un solo paso. 3. Cada paso puede contener una cantidad ilimitada de acciones. 4. Las secuencias se ramifican y vuelven a unirse a modo de

– derivación alternativa o – derivación paralela. ¡Deberá tenerse en cuenta el paso 1!

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