GRAFCET
GRAFCET (GRAFica de Control de Etapas
de Transición) es un grafo o diagrama funcional normalizado, que permite hacer un
modelo del proceso a automatizar, contemplando entradas, acciones a realizar, y
los procesos intermedios que provocan estas acciones. Inicialmente fue
propuesto para documentar la etapa secuencial de los sistemas de control de
procesos a eventos discretos. No fue concebido como un lenguaje de programación
de autómatas, sino un tipo de Grafo para elaborar el modelo pensando en la
ejecución directa del automatismo o programa de autómata. Varios fabricantes en
sus autómatas de gama alta hacen este paso directo, lo que lo ha convertido en
un potente lenguaje gráfico de programación para autómatas, adaptado a
la resolución de sistemas secuenciales. En la actualidad no tiene una amplia
difusión como lenguaje, puesto que la mayoría de los autómatas no pueden
programarse directamente en este lenguaje, a diferencia del Lenguaje Ladder. Pero se ha universalizado como herramienta de modelado
que permite el paso directo a programación, también con Ladder.
ELEMENTOS DE PROGRAMACIÓN
Para programar un autómata en GRAFCET es necesario conocer cada uno
de los elementos propios de que consta. En la siguiente tabla se
muestran los comunes.
PRINCIPIOS BASICOS
Para realizar el programa correspondiente a un ciclo de trabajo en
lenguaje GRAFCET, se deberán tener en cuenta los siguientes principios
básicos:
-
- Se descompone el proceso en etapas que serán activadas una tras otra.
- A cada etapa se le asocia una o varias acciones que sólo serán efectivas cuando la etapa esté activa.
- Una etapa se activa cuando se cumple la condición de transición y está activa la etapa anterior.
- El cumplimiento de una condición de transición implica la activación de la etapa siguiente y la desactivación de la etapa precedente.
- Nunca puede haber dos etapas o condiciones consecutivas, siempre deben ir colocadas de forma alterna.
CLASIFICIACIÓN DE SECUENCIAS
En un GRAFCET podemos encontrarnos con tres tipos de secuencias:
-
- Lineales
- Con direccionamientos o alternativa
- Simultáneas
Lineales
En las secuencias lineales el ciclo lo componen una sucesión lineal
de etapas como se refleja en el siguiente GRAFCET de ejemplo:
El programa irá activando cada una de las etapas y desactivando la
anterior conforme se vayan cumpliendo cada una de las condiciones. Las
acciones se realizarán en función de la etapa activa a la que están
asociadas. Por ejemplo, con la etapa 1 activa tras arrancar el programa,
al cumplirse la "Condición 1", se activará la etapa 2, se desactivará
la 1, y se realizará la "Acción 1".
Con direccionamiento
En un GRAFCET con direccionamiento el ciclo puede variar en función
de las condiciones que se cumplan. En el siguiente ejemplo a partir de
la etapa inicial se pueden seguir tres ciclos diferentes dependiendo de
que condiciones (1, 2 y/ó 3) se cumplan, (normalmente sólo una de ellas
podra cumplirse mientras la etapa 1 esté activa, aunque pueden cumplirse
varias):
La diferencia significativa del direccionamiento ( arbol abierto con
una linea sencilla horizontal ) con respecto a la simultanea es que esta
pasara a la siguiente etapa cuando haya terminado una de las tareas
paralelas independientemente de las que se iniciaron.
Simultáneas
En las secuencias simultáneas varios ciclos pueden estar funcionando a
la vez por activación simultánea de etapas. En el siguiente ejemplo,
cuando se cumple la condición 1 las etapas 2, 3 y 4 se activan
simultáneamente:
En los casos de tareas simultaneas ( arbol abierto por doble linea
horizontal ) la etapa siguiente al cierre solo podra iniciarse cuando
TODAS las etapas paralelas hayan terminado.
Acciones condicionadas
La ejecución de la acción se produce cuando además de encontrarse
activa la etapa a la que está asociada, se debe verificar una condición
lógica suplementaria (función Y):
Acciones temporizadas o retardadas
Es un caso particular de las acciones condicionadas que se encuentran
en multitud de aplicaciones. En este caso, el tiempo interviene como
una condición lógica más. En el siguiente ejemplo la acción A se
realizará durante 10 segundos:
Ejemplo de programación
A continuación se obtendrá el GRAFCET para el control de un
montacargas que funciona entre dos plantas. El ejemplo es sólo
pedagógico; para simplificarlo no se tendrá en cuenta la acción de
parada. Los elementos necesarios son los siguientes:
| Actuadores | Captadores |
|---|---|
| KM1: Contactor de subida | SS: Pulsador de subida |
| KM2: Contactor de bajada | SB: Pulsador de bajada |
| L1: Lámpara indicadora de paro | FCA: Detector de planta alta |
| FCB: Detector de planta baja |
A continuación se ofrece el programa GRAFCET y su funcionamiento:
Al arrancar el programa se activa la etapa inicial 1 encendiéndose la
lámpara de paro, L1. En el supuesto de que el montacargas esté en la
planta baja, FCB = 1, la activación del pulsador de bajada, SB = 1, no
tendrá ningún efecto. En cambio la activación del pulsador de subida, SS
= 1, provocará la desactivación de la etapa 1 y la activación de la 2,
ya que se cumple la condición de transición, esto es, el producto lógico
de SS y FCB es 1. La activación de la etapa 2 excita el contactor KM1, y
el montacargas sube. Al llegar a la planta alta, FCA = 1, se desactiva
la etapa 2 y vuelve a activarse la 1, parándose el motor. En estas
condiciones, la actuación sobre SS no tiene efecto alguno y sobre SB
provoca la activación de KM2, lo que hace que el montacargas comience a
bajar hasta activarse el detector de la planta baja, FCB = 1, momento en
el que se parará.
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