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1

GRAFCETSesión 4MSc.Ing. Ramiro Franz Aliendre GarcíaFacultad Nacional de IngenieríaUniversidad Técnica de Orurohttp://[email protected]

ContenidoACCIONES Y RECEPTIVIDADES1. Considerando el tiempo2. Acciones3. Acciones de nivel4. Acciones de impulso5. Acciones y salidas

2

Contenido6. Representación de las acciones según IEC-848

a. Acción estandar

b. Acción condicionada

c. Acción retardada

d. Acción limitada en el tiempo

e. Acción impulsional

f. Acción memorizada

7. Receptividades8. Ejemplo de aplicación

ACCIONES Y RECEPTIVIDADES

Las acciones y las receptividades son condicionadas por:

1. Variables externas

2. Estado de activación de las etapas (variables internas)

3. El tiempo

Notación: La variable booleana asociada a una etapa se denota con la letra Xi:

X30=0: etapa no activa

X30=1: etapa activa

30

3

5

6

a

b

Considerando el tiempo

Tiempo: define una receptividad o limita una acción

Variable t/N/T: variable booleana, adopta el valor 1 cuando el tiempo transcurrido t desde la última vez que la etapa Npaso de inactiva a activa, es por lo menos igual a T segundos

a 1

0

b 1

0

X5 1

0

X6 1

0

10seg.

20seg.

t/6/10 1

0

t/6/20 1

0

Considerando el tiempoDetalles de la notación t/N/T:

Xi 1

0

t/i/T 1

0

A B C D

T T T

TT

4

Considerando el tiempoOtra notación (IEC 848): T1/Xi/T2

Cuando T1 o T2 es cero:

7

T2=0:T1/Xi T1=0:Xi/T2

1

2

r1

r2

VálvulaVabierta

(2)

(1)

AccionesTipos de acciones:

Acciones de nivel (acciones estándar): modeladas por una variable booleana. Pueden ser incondicionales o condicionales:

r1

r2

X2

VálvulaVabierta

Acción incondicional

5

1

2

r1

r2

VálvulaVabierta

(2)

(1)a

Acciones de nivel, condicionalesVariable booleana a:

r1

r2

X2

VálvulaVabierta

a

5

6

r5

r6

VálvulaYabierta

(2)

(1)X7

7

Acciones de nivel, condicionalesEtapa Xi:

r5

r6

X6

VálvulaYabierta

X7

6

8

9

r8

r9

VálvulaZabierta

(2)

(1)t/9/10s

Acciones de nivel, condicionalesTemporización t/Xi/T:

r8

r9

X9

VálvulaZabierta

t/9/10s10seg.

Acciones de nivel, apuntes importantes La condición asociada a una acción puede ser una

expresión booleana. Ejemplo:· 3⁄ 10⁄ 3 · 5

Una acción de nivel tiene por definición una duración finita, (posiblemente infinitamente grande). Solamente definida para situaciones estables.

Ejemplo:

7

8

9

r8

r9

VálvulaVabierta

(9)

(8)

r8

r9

X9

VálvulaVabierta

6

7

r6

r7

VálvulaWabierta

(7)

(6)

VálvulaWabierta

r6

r7

X6

VálvulaWabierta

X7

Acciones de impulso Acción de impulso: cambia el valor de una

variable discreta (variable booleana u otra, por ejemplo, el valor de un contador).

Se lleva a cabo tan pronto la etapa cambia de estado inactivo a activo, sin importar la duración en la cual la etapa permanece activa (incluso infinitamente pequeña).

Una acción de impulso puede decirse que es una orden (hacer esto ...), mientras que una acción de nivel indica un estado.

Ejemplos:

8

1

2

r1

r2

AbrirválvulaV

(2)

(1)

3

4

r3

r4

CerrarválvulaV

(4)

(3)

r1

r2

X4

VálvulaVabierta

r3

r4

X2

Acciones de impulso

NOTA: Para denotar una acción de impulso en ocasiones se utiliza el asterisco A*, cuando pueda existir ambigüedad

6

7

r8

r9

P←P‐3

(9)

(8)

r8

r9

P←P‐3

X7

P 5 2

9

Acciones y salidas Ciertas acciones no son salidas y ciertas

salidas no son acciones Salida: señal que actúa sobre el ambiente

del sistema descrito. Ejemplos: sobre el sistema controlado, sobre el sistema de supervisión, o un operador humano (visualización)

Apunte importante: no existen acciones impulso condicionales!!

Representación de las acciones según IEC-848 Norma IEC-848 (Preparation of function charts for

control systems): forma general de descripción de las acciones asociadas a las etapas

Acción genérica: tres cuadros

10

Representación de las acciones según IEC-848 Cuadro 1: tipo de condición de la acción:

◦ C: Acción condicionada

◦ D: Acción retardada

◦ L: Acción limitada en el tiempo

◦ P: Acción impulsional

◦ S: Acción memorizada

Cuadro 2: descripción de la acción

Cuadro 3: referencia de la señal de comprobación. Se utiliza en pocas ocasiones.

Acciones según IEC-848: acción estándar

1

2

r1

r2

A

(2)

(1)

3

r3(3)

S Q

R

&r1X1

X2

X3

S Q

R

& X1

X2

S Q

R

&r2X2

X3

X4

1

2

3

Grafcet Logigrama

11


1

2

r1

r2

A

(2)

(1)

3

r3

S Q

R

&r1X1

X2

X3

S Q

R

& X1

X2

S Q

R

&r2X2

X3

X4

1

2

3


1

2

r1

r2

A

(2)

(1)

3

r3

S Q

R

&r1X1

X2

X3

S Q

R

& X1

X2

S Q

R

&r2X2

X3

X4

1

2

3

12


1

2

r1

r2

A

(2)

(1)

3

r3

S Q

R

&r1X1

X2

X3

S Q

R

& X1

X2

S Q

R

&r2X2

X3

X4

1

2

3


1

2

r1

r2

A

(2)

(1)

3

r3

S Q

R

&r1X1

X2

X3

S Q

R

& X1

X2

S Q

R

&r2X2

X3

X4

1

2

3

13


1

2

r1

r2

A

(2)

(1)

3

r3

S Q

R

&r1X1

X2

X3

S Q

R

& X1

X2

S Q

R

&r2X2

X3

X4

1

2

3


Equivalencia Logigrama ↔ Diagrama escalera

Representación del latch con compuertas NOR, con preeminencia a la desconexión

1

2

R

S

Q

S Q

R S R

q

Q

14


Especificación de la salida en Logigrama:

Diagrama escalera para la etapa 2:

X1 X3

x2

X2r1

Ax2

S R

=X2 A


Codificación con latches para SIMATIC 1200, ladder:

15


Codificación con latches para SIMATIC 1200, FBD:


Codificación para SIMATIC 1200, ladder:

16


Codificación para SIMATIC 1200, FBD:

Acciones según IEC-848: acción condicionadaRepresentación:

Conversión:

Grafcet Logigrama

4

t3‐4

Y1

(9)

(8)

S Q

R

&t3‐4X3

X4

X54

t4‐5

S15

X4Y1&

S15

C

17

Acciones según IEC-848: acción condicionadaCodificación con latches para SIMATIC 1200, ladder:

Acciones según IEC-848: acción condicionadaCodificación con latches para SIMATIC 1200, FBD:

18

Acciones según IEC-848: acción condicionadaCodificación para SIMATIC 1200, ladder:

Acciones según IEC-848: acción condicionadaCodificación para SIMATIC 1200, FBD:

19

Acciones según IEC-848: acción retardada en el tiempoLa acción empieza un tiempo después de la activación de la etapa, siempre que la etapa todavía siga activa

Representación:

Diagrama de tiempos:

2 V

(6)

(5)

t

D 5s

X2

t

V

5seg.

Acciones según IEC-848: acción retardada

Conversión:

Grafcet Logigrama

2

t1‐2

M3

(6)

(5)

S Q

R

&t1‐2

X1X2

X32

t2‐3X2

M3&T35

D 10s T‐ONT3510seg.

X2 T35

20





21





22




23



Acciones según IEC-848: acción limitada en el tiempoLa acción empieza un tiempo después de la activación de la etapa, siempre que la etapa todavía siga activa

Representación:

Diagrama de tiempos:

2 V

(6)

(5)

t

L 8s

X2

t

V

8seg.

24

Acciones según IEC-848: acción limitada

Conversión:

Grafcet Logigrama

8

t7‐8

KM5

(8)

(7)

S Q

R

&t7‐8

X7X8

X98

t8‐9X8

KM5&T10

L 10s T‐ONT1010seg.

X8 T10



25





26





27

Acciones según IEC-848: acción impulsional

La acción dura un tiempo muy corto (pulso, impulso, ciclo de scan).

Suponen la creación de un pulso (t→ciclo de scan) cuando una variable de entrada asociada a ella detecta un flanco positivo o negativo

Representación:


5 ↑V

(5)

(4)

t

P

X5

t

V

1scan

5 ↓V

(5)

(4)

t

P

X5

t

V

1scan

28

Acciones según IEC-848: acción impulsionalS Q

R

&t4‐5X4

X5

X65

S Q

R

X5 Ax

V

&Ax

X5V

5

t4‐5

↑V

(5)

(4)

t8‐9

P

X5

t

V

1scan

Ax


5

t4‐5

↓V

(5)

(4)

t8‐9

P

S Q

R

&t4‐5

X4X5

X65

S Q

R

X5 Ax

V

&Ax

X5V

X5

t

V

1scan

Ax

29


S Q

R

&t4‐5X4

X5

X65

=X5 ↑V

5

t4‐5

↑V

(5)

(4)

t8‐9

P

5

t4‐5

↓V

(5)

(4)

t8‐9

P

S Q

R

&t4‐5

X4X5

X65

=X5 ↓V

Acciones según IEC-848: acción memorizadaImplica que en una etapa determinada se activa una acción y esta acción se desactiva en otra etapa.

Representación:

30

Acciones según IEC-848: acción memorizada

6 V=1

(6)

(5)

t6

S

X6

t6

7

(7) t7

X8

t8

V

8 V=0

(8)

S

t8

Acciones según IEC-848: acción memorizada

S Q

R

&t5‐6X5

X6

X76

S Q

R

&X7

X8

X98

6 KM1=1

(6)

(5)

S

7

(7)

8 KM1=0

(8)

S

t5‐6

t6‐7

t7‐8

S Q

R

KM1

X8

t7‐8

X6t8‐9

31

ReceptividadesVariables internas y externas:

Variable externa. Variable booleana que puede prove-nir de: el proceso a ser controlado, el mundo exterior o una variable t/N/T en relación con el tiempo

Variable interna. Variable booleana relacionada a: situación del grafcet (p.ej. X5), o al estado de procesamiento (p.ej. b=1 si el contador C contiene un valor mayor que 10)

Receptividad. Puede ser condición lógica o un evento externo, o un evento y (and) una condición.

Receptividades Condición lógica. Se escribe como Ci, es una función

booleana de variables internas y externas. Ejemplos:

◦ C1=a’+b∙X4◦ C2 =(t/4/10sec)+b∙c

Evento. Se escribe como Ei, es el flanco ascendente o descendente de una variable externa (o de una función variables externas). Ejemplos:

◦ E3=↑a◦ E4=↓(a+b)◦ E5=↑ (t/8/10min)

32

Receptividades Evento y condición. Ejemplo: evento ↑a,condición b+X3

R6= ↑a∙(b+X3)

En general:

Ri= Ei ∙CiUsando:

a) Condición “siempre verdadera”, escrita como Ci=1,es decir: Ri= Ei ∙1=Ei

b) Evento “siempre ocurriendo”, escrita como Ei=e,es decir: Ri= e∙Ci= Ci

ReceptividadesIMPORTANTE: el símbolo ↑atoma prioridad sobre los símbolos (+)y (∙).Es decir: ↑a∙b= (↑a)∙b,también

↑a+b= (↑a)+b.

No se permiten eventos de variables internas como: ↑X5

33

ReceptividadesEjemplo 1:

ReceptividadesEjemplo 2:

34

ReceptividadesConversión de receptividad por flanco ascendente:

ReceptividadesConversión de receptividad por flanco descendente:

35

Ejemplo de aplicación

B

Ejemplo de aplicaciónEspecificaciones funcionales: (descripción literal)

1. Inicio de la secuencia presionando la botonera B.

2. Llenado de agua al tanque mediante la apertura de la válvula V1hasta que el sensor de nivel superior L1 es activado.

3. Calentamiento del agua hasta que el sensor de temperatura T sea

activado (temperatura mayor a T [°C]). El calentamiento

comienza en cuanto el agua alcanza el nivel inferior, medido

mediante el sensor L0.

4. Vaciado del tanque mediante la apertura de la válvula V2, hasta

que el sensor de nivel inferior L0 es alcanzado.

5. Cierre de la válvula, y vuelta al primer paso, a la espera de la

orden para comenzar una nueva secuencia.

36

Glosario de variablesEntradas:

B: Botonera de inicio

L0: Sensor de nivel inferior

L1: Sensor de nivel superior

T: Sensor de temperatura

Salidas:

V1: Válvula de ingreso de agua

V2: Válvula de salida de agua

Q: Calefactor de agua

Diagramas de tiempo (diagramas de fase)

Señales analógicas (continuas):

37

Diagramas de tiempo (diagramas de fase)

Señales digitales (booleanas):

Grafcet de nivel 1

38

Grafcet de nivel 2

Solución alternativa

39

Implementación del grafcet

Codificación del grafcet:

1. Codificación de etapas

2. Codificación de acciones y salidas

Traducir a:

1. Logigrama (FBD)

2. Diagrama de contactos (LADDER)

3. Codificación del programa para el PLC elegido

CONCLUSIONESACCIONES Y RECEPTIVIDADES1. Considerando el tiempo2. Acciones3. Acciones de nivel4. Acciones de impulso5. Acciones y salidas6. Representación de las acciones según

IEC-8486. Receptividades7. Ejemplo de aplicación

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