Grafcet: Introduzione
Grafcet: Formalizzazione
Grafcet: Loop di esecuzione
Grafcet: Traduzione
La formalizzazione del Grafcet
IL GRAFCET è un formalismo standardizzato nato per la descrizione e la progettazione del ciclo operativo di macchine ed impianti. Il formalismo è stato standardizzato dal Comitato Elettrotecnico Internazionale (IEC) come Standard IEC-1131-3 con il nome di Sequential Functional Chart (SFC). Come struttura, esso è assimilabile ad un diagramma degli stati e risulta indipendente dalla tecnologia utilizzata per l’implementazione. Un progetto in Grafcet può essere infatti tradotto in una serie di linguaggi diversi, posto che esistano dei modi, per questi linguaggi, per rendere possibile l'interfacciamento con il processo.
L'uso di un formalismo astratto semplifica la rappresentazione stimolando la scomposizione in sotto-problemi. La scomposizione è opportuna poichè, in realtà, ad ogni situazione operativa solo un un sotto-insieme delle informazioni provenienti dal processo è indispensabile per il controllo.
Concetti di base sul Grafcet
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Stato |
uno stato è una condizione operativa della macchina alla
quale è associato un ben preciso algoritmo di controllo (Azioni), diverso
da quelli associati agli altri stati. L'attivazione di un particolare
evento forza la transizione dallo stato attuale ad/ai successivi. In
generale, durante il tempo di permanenza in uno stato le uscite del
sistema di controllo possono variare in risposta alle variazioni degli
ingressi o allo scorrere del tempo.
La suddivisione in stati è possibile quando l’evoluzione temporale del funzionamento di un impianto complesso è descrivibile mediante una successione temporale di situazioni operative più semplici, nelle quali solo un sottoinsieme degli ingressi e delle uscite è attivo. Ad ogni stato vanno associate le AZIONI da intraprendere quando si è in quello stato. Un esempio di azione può essere un algoritmo di controllo, attivo solo quando il sistema si trova in quello stato. Ogni stato è individuato da un numero che lo identifica in modo univoco rispetto agli altri stati. |
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Transizioni e collegamenti |
Sono la possibilità di evoluzione da uno stato ad un altro.
Non tutti gli stati ammettono tra loro una transizione. Ad ogni
transizione è associata una condizione che deve essere verificata
affinché la transizione sia attiva e sia quindi possibile l'evoluzione
degl i stati che collega. Tra uno stato e il successivo in ordine di
evoluzione il collegamento è rappresentato tramite un arco orientato.
L'orientamento naturale prefissato è quello dall'alto verso il basso. Nel
caso che il collegamento effettivo sia dal basso verso l'alto è
obbligatorio orientare l'arco tramite una freccia.
Ad ogni transizione va associata una sola CONDIZIONE (che però può essere la composizione logica di più eventi) che ne determina l’attivazione (passaggio ad un nuovo stato). Due transizioni successive non separate da uno stato sono proibite. Ogni transizione è individuata da un simbolo del tipo "Txy" (oppure "Tx-y") dove x e y sono lo stato di provenienza e di arrivo. |
L'evoluzione di un diagramma Grafcet
Inizializzazione: Occorre definire gli stati attivi all’inizio del funzionamento stati iniziali. Gli stati iniziali possono essere più di uno e si indicano con due quadretti uno dentro l’altro. Gli stati iniziali possono anche non essere i primi stati di uno schema.
Abilitazione delle transizioni: una transizione si dice Abilitata quando lo stato di partenza è attivo; una transizione non abilitata non viene nemmeno testata. Una transizione diventa Attiva quando è Abilitata e la Condizione associata è vera. La transizione, quando attiva, determina il cambio di stato. In conseguenza al cambio di stato, Il controllo relativo allo stato precedente viene interrotto e viene attivato quello relativo allo stato successivo.
Le strutture di collegamento
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Scelta alternativa e Convergenza |
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Scelta Alternativa |
Questa struttura permette di derivare da uno stato più
sequenze di stati in base ad una scelta alternativa. Graficamente,
la scelta alternativa viene rappresentata tramite una linea orizzontale
dalla quale si diramano le linee che portano alle varie sequenze.
Le condizioni che portano alla scelta di una delle sequenze di stati sono mutuamente esclusive, per cui solo una delle sequenze può essere attivata da una di queste strutture. Graficamente, le transizioni vengono poste a valle della linea di scelta. Porre la condizione a monte costituisce un errore di tipo sintattico. |
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Convergenza
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Una o più sequenze, tra di loro alternative, possono
convergere su uno stato tramite una struttura detta di convergenza.
Graficamente, la convergenza viene rappresentata tramite una linea
orizzontale alla quale convergono le linee che derivano dalle varie
sequenze.
Le condizioni che attivano l'accesso alla convergenza possono essere anche non mutuamente esclusive visto che, comunque, in questo caso sono le sequenze ad essere tra di loro alternative. Graficamente, le transizioni vengono poste a monte della linea di scelta. Porre la condizione a valle costituisce un errore di tipo sintattico. |
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Parallelismo e Sincronizzazione |
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Parallelismo
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Questa struttura permette di attivare da uno stato più
sequenze di stati in conseguenza ad un unica condizione detta di parallelismo.
Graficamente, il parallelismo viene rappresentato tramite una coppia di
linee orizzontali dalle quali si diramano le linee che portano alle varie
sequenze.
Al verificarsi della condizione che attiva la transizione, tutte le sequenze che derivano dal parallelismo diventano contemporaneamente attive. Graficamente, la transizione viene poste a monte della linea di scelta. Porre la condizione a valle costituisce un errore di tipo sintattico. |
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Sincronizzazione
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Una o più sequenze, possono essere sincronizzate e
convergere su uno stato tramite una struttura detta di sincronizzazione.
Graficamente, la sincronizzazione viene rappresentata tramite una coppia
di linee orizzontali alla quale convergono le linee che derivano dalle
sequenze da sincronizzare.
E' importante notare che, perché non si abbia un blocco dell'evoluzione del Grafcet, le sequenze da sincronizzare siano tutte attive. Nel caso in cui una delle sequenze non sia attiva, almeno uno degli stati di sincronizzazione (nella figura, 2, 3 e 4) non viene mai attivato, per cui si arriva ad una condizione di blocco. Infatti, condizione necessaria affinché la condizione associata alla transizione T[234]5 venga esaminata è che tutti gli stati a monte del simbolo di sincronizzazione siano contemporaneamente attivi. Graficamente, la transizione viene posta a valle della linea di sincronizzazione. Porre la condizione a monte costituisce un errore di tipo sintattico. |
Perché un grafcet sia sintatticamente corretto, è bene rispettare anche alcune regole:
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Le sequenze attivate da un parallelismo, prima o poi, devono sempre convergere in una sincronizzazione; |
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Le sequenze che discendono da una scelta alternativa devono sempre convergere in una convergenza; |
Questa pagina è stata aggiornata il 19/06/01.