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Développement des grafcets

Des machines simples aux cellules flexibles
Du cahier des charges à la programmation

 

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Deuxième édition : été 2011

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présentée dans le magazine SIMATIC N°64

Cellule de production pédagogique :
Stylo personnalisable
pour la formation
en automatismes industriels

Préface par Claude CHEZE

Les graphes fonctionnels étapes-transitions (grafcets) sont nés du besoin de décrire de façon claire et fiable les processus de plus en plus complexes des automatismes industriels. Ils ont donc d'abord été développés dans les grandes entreprises mettant en oeuvre des dispositifs tès sophistiqués, et ils ont été normalisés en France en 1982, puis en Europe en 1990. Maintenant largement répandu, le Grafcet est un outil puissant offrant les meilleures garanties pour la modélisation et la transmission d'informations entre les différents acteurs d'un projet. Il permet de répondre facilement et vite à des problèmes variés, ce qui les rend même indispensables jusque dans les petites installations des P.M.I.

Pour traiter du Grafcet, les ouvrages existants s'attachent essentiellement à en décrire le modèle et à préciser les recommandations de la normalisation. Mais pour aider à sa mise en oeuvre effective, il convenait d'en développer la méthode de construction dans une approche raisonnée. C'est le pari de Bernard Reeb qui formalise dans cet ouvrage la manière de concevoir les grafcets.

Bernard Reeb est à la fois un enseignant confirmé et un praticien performant. A l'IUT de Mulhouse, il a développé, en formation initiale et en formation par apprentissage, les différents enseignements d'automatismes industriels (automates, commande numérique, fabrication assistée par ordinateur, centre d'usinage, manipulation de robots...) et il assure le suivi des projets dans le domaine des automatismes. Il a réalisé une maquette d'usine flexible construite dans le cadre d'une pédagogie pluridisiplinaire. Il est aussi le concepteur d'un laboratoire d'automatismes et de production pour la société Isti.

L'ouvrage de Bernard Reeb développe une construction logique progressive :
- Une première partie, introductive, permet de découvrir le Grafcet et présente les connaissances de base pour comprendre son fonctionnement.
- Les deux parties suivantes sont celles consacrées à la construction. Leur fil conducteur est à l'image des trois volets que comporte la méthode : l'analyse des fonctions, la recherche des séquences et le paramétrage. La présentation est étayée par des études de cas choisies pour bien isoler successivement chacun de ces aspects.
- Enfin, dans la dernière partie, des exercices de synthèse et la description d'une unité de production permettent de combiner toutes les composantes de la méthode.

Sur un sujet technique aride et à un bon niveau, Bernard Reeb a composé un ouvrage pédagogique, documenté et solide, avec un soin particulier porté à la progression des difficultés. Il se lit bien et il reste facilement accessible à tout étudiant expérimenté ou débutant.

C'est l'ouvrage qui répond effectivement à l'attente de ceux qui sont, ou qui seront, appelés à construire des grafcets, en leur expliquant clairement comment il convient de procéder.

Claude CHEZE
Professeur des Universités
ancien Directeur d'Ecole d'Ingénieurs et d'I.U.T.

 

Quatrième de couverture : Le Grafcet, puissant outil de modélisation et de transmission d'informations est indispensable pour réaliser des automatismes industriels. Largement répandu, il mérite une approche raisonnée : c'est le pari de cet ouvrage.
Les thèmes abordés vont de l'analyse globale des fonctions jusqu'à la programmation des automates industriels.
Le cours est complet. Il est illustré par des exemples, des études de cas et des exercices dont les corrigés sont largement commentés.
L'ouvrage apporte des éléments indispensables pour la construction des grafcets. Il est directement accessible à tout étudiant débutant ou expérimenté.

Pourquoi ce nouveau livre sur le Grafcet ?

- Il existe déjà bon nombre d'ouvrages sur le Grafcet. Ils font tous la description de cet outil et traitent des exemples d'applications en indiquant directement les solutions adaptées.

- Ce nouvel ouvrage va beaucoup plus loin : il décrit en détail la manière d'aborder un problème en proposant une méthodologie complète. On y montre la construction progressive d'une application, basée sur l'analyse fonctionnelle.

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PARTIE A : ELEMENTS DE BASE

I. PRESENTATION DU CONTEXTE

Ce chapitre montre la nécessité d'adopter un langage commun dans un domaine qui fait intervenir des personnes de cultures techniques diverses et dont la devise principale est la précision. Ce langage est le Grafcet. Il est présenté de manière générale dans un premier temps, en évitant les considérations technologiques. Les solutions de mise en oeuvre sont ensuite présentées succintement, l'automate industriel étant plus particulièrement développé.

II. PRINCIPES GENERAUX

La sémantique, les règles d'évolution et la syntaxe du Grafcet, ainsi que ses possibilités étendues (hiérarchisation, gestion des modes de marche, sécurité, niveaux de précision) sont traitées de manière relativement brève mais très précise.

III. EXERCICES D'INITIATION

Des exercices assez complets sont proposés. Leurs corrigés sont longuement commentés et apportent des éléments technologiques supplémentaires, comme l'utilisation conjointe du codeur incrémental et du comptage rapide.

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PARTIE B : STRUCTURE DES GRAFCETS

IV. NECESSITE D'UNE DEMARCHE

Après avoir montré la nécessité d'une démarche de projet, après avoir analysé la notion de structuration des tâches à accomplir par un système, cette partie aborde les deux premiers volets de la méthode proposée.

V. ANALYSE DES FONCTIONS

Premier volet de la méthode, l'analyse des fonctions est traitée de manière très détaillée à travers une étude de cas.

VI. SEQUENCES OBLIGEES

La recherche des séquences obligées constitue le deuxième volet de la méthode. Elle permet de tracer des épures de grafcet particulièrement intéressantes et efficaces dès lors qu'on attend du système automatisé une certaine souplesse, sinon une flexibilité complète.

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PARTIE C : RECHERCHE DE LA FLEXIBILITE

VII. IDEES DIRECTRICES

La présentation du contexte industriel permet de montrer l'importance des systèmes de communication. Ce chapitre propose une architecture-type du système informationnel d'une entreprise, en précisant les différents besoins de communication. Il aborde les notions de réseaux locaux et de supervision industrielle, exemples à l'appui. La place du Grafcet dans ce contexte général est précisée ensuite.

VIII. MISE EN OEUVRE

Une dernière étude de cas développe le troisième volet de la méthode : la mise en place de structures de données et leur imbrication avec les grafcets, ce qui permet, en liaison avec un superviseur, de contrôler de manière simple des machines ou des cellules complètes dont on attend une grande flexibilité (réactivité par rapport aux fluctuations du marché).

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PARTIE D : SYNTHESE

IX. EXERCICES DE SYNTHESE

Ces exercices, corrigés et commentés, permettent de combiner les trois volets de la méthode en construisant pas à pas des applications complètes.

X. APPLICATION

Ce dernier chapitre fait la description d'une unité de production flexible. L'ensemble des concepts développés tout au long de l'ouvrage sont mis en oeuvre sur cet équipement, ce qui confirme, si besoin était, leur validité.

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