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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
Acciones según IEC-848: acción estándar
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
Acciones según IEC-848: acción estándar
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
Acciones según IEC-848: acción estándar
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
Acciones según IEC-848: acción estándar
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
Acciones según IEC-848: acción estándar
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
Acciones según IEC-848: acción estándar
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
Acciones según IEC-848: acción estándar
Especificación de la salida en Logigrama:
Diagrama escalera para la etapa 2:
X1 X3
x2
X2r1
Ax2
S R
=X2 A
Acciones según IEC-848: acción estándar
Codificación con latches para SIMATIC 1200, ladder:
15
Acciones según IEC-848: acción estándar
Codificación con latches para SIMATIC 1200, FBD:
Acciones según IEC-848: acción estándar
Codificación para SIMATIC 1200, ladder:
16
Acciones según IEC-848: acción estándar
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
Acciones según IEC-848: acción retardada
Codificación con latches para SIMATIC 1200, ladder:
Acciones según IEC-848: acción retardada
Codificación con latches para SIMATIC 1200, ladder:
21
Acciones según IEC-848: acción retardada
Codificación con latches para SIMATIC 1200, FBD:
Acciones según IEC-848: acción retardada
Codificación con latches para SIMATIC 1200, FBD:
22
Acciones según IEC-848: acción retardada
Acciones según IEC-848: acción retardada
Codificación para SIMATIC 1200, FBD:
23
Acciones según IEC-848: acción retardada
Codificación para SIMATIC 1200, FBD:
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
Acciones según IEC-848: acción limitada
Codificación con latches para SIMATIC 1200, ladder:
25
Acciones según IEC-848: acción limitada
Codificación con latches para SIMATIC 1200, ladder:
Acciones según IEC-848: acción limitada
Codificación con latches para SIMATIC 1200, FBD:
26
Acciones según IEC-848: acción limitada
Codificación con latches para SIMATIC 1200, FBD:
Acciones según IEC-848: acción limitada
Codificación para SIMATIC 1200, FBD:
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:
Acciones según IEC-848: acción impulsional
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
Acciones según IEC-848: acción impulsional
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
Acciones según IEC-848: acción impulsional
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
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):
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