91059684 gemma y grafcet
TRANSCRIPT
GEMMA Y GRAFCET aplicado a Sistemas Industriales
AutomatizadosIng. Paul Gálvez
Que es GEMMA?
• GEMMA (Guide d’Etudes des Modes de Marches et d’Arrêts)
• En Español: Guía de Estudio de Modos de Marcha y Parada
ADEPA (Agence nationale pour le Developpement de la Production Appliquée al’industrie)
F1
F3 F4 F5 F6
F2
Analicemos un Proceso
M1
M2
KM11
KM12
KM21 KM22
C1 C2 C3
C4
F1
F3 F4 F5 F6
F2
Analicemos un ProcesoSTART
0
1
2
3
4
5
7
6
8
9
10
11
12
M1
M2
M1
M1
M2
M1
M1
M2
M1
M1
M2
M16
0
12 5
131 SFF
2F
4F
1F
2F
6F
5F
1F
2F
1F
2F
3F
1F
• Se debe implementar una parada de emergencia
• Como debe comportarse el sistema frente a una parada de emergencia?
• Como debe rearmarse el sistema luego de una parada de emergencia?
• Si se hace que el sistema sea cíclico, como debe implementarse una parada normal al final de un ciclo?
GEMMA
Porque el estudio de los modos de marcha y parada de un sistema?
• La necesidad de herramientas y métodos.• La necesidad de un vocabulario preciso.• La necesidad de un enfoque guiado.
La GEMMA responde adecuadamente a estas necesidades:
• Es un método que define un vocabulario preciso y que ofrece un enfoque sistemático orientado al diseñador: La carta GEMMA.
GEMMA: Conceptos Básicos
• Concepto N°1: Los modos de marcha son vistos por la parte de comando como órdenes de marcha.
Parte de Comando Parte OperativaPérdida de
Energía
GEMMA: Conceptos Básicos
• Concepto N°2: El criterio “Producción”
EN PRODUCCIÓN
FUERA DE PRODUCCIÓN
Procedimientos de Funcionamiento
Procedimientos de Detenciones
Procedimientos de Defectos
GEMMA: Conceptos Básicos• Concepto N°3: Las tres grandes familias
Rearme Paradas Operación Ajuste
Defecto
PRODUCCIÓN
Estas tres familias se dividen de la siguiente manera :
Ajustes
Defectos
OperaciónParadasRearmeP
érd
ida
de
En
erg
ía
Puesta del sistema en el Estado Inicial
A6
Puesta del sistema en un estado determinado
A7
Preparación para la puesta en marcha después de un defecto
A5
Parada en el Estado Inicial (Reposo)
A1
Parada Obtenida
A4
Parada solicitada al final del ciclo
A2
Parada solicitada en algún estado
A3
Marcha de Arranque
F2
Marcha de Cierre
F3
Marcha de Verificación sin orden
F4
Marcha de Verificación con orden
F5
Marcha de test
F6
Producción Normal
F1
Parada de Emergencia
D1
Producción a pesar de los defectos
D3
Diagnóstico y/o tratamiento de fallos
D2
Pér
did
a d
e E
ner
gía
Puesta del sistema en el Estado Inicial
A6
Preparación para la puesta en marcha después de un defecto
Puesta del sistema en un estado determinado
A7
A5
Parada en el Estado Inicial (Reposo)
A1
Parada Obtenida
A4
Parada solicitada al final del ciclo
A2
Parada solicitada en algún estado
A3
Marcha de Arranque
F2
Marcha de Cierre
F3
Marcha de Verificación sin orden
F4
Marcha de Verificación con orden
F5
Marcha de test
F6
Producción Normal
F1
Parada de Emergencia
D1
Producción a pesar de los defectos
D3
Diagnóstico y/o tratamiento de fallos
D2
PRODUCCIÓN
Rearme Paradas
Defectos
Operación Ajustes
Significado de los colores: Pilotos
• Color Rojo– Emergencia: Condición peligrosa que requiere una
acción inmediata.– Demanda intervención urgente por parte del operador
• Color Amarillo– Anomalía: Condición anormal que puede llevar a una
condición peligrosa.– Demanda Intervención por parte del operador.
• Color Blanco– Neutro: Información general (sistema energizado)
• Color Verde– Sistema preparado para entrar en servicio– Funcionamiento Normal
• Color Azul– Rearme: El sistema se encuentra en estado de
rearmado.
Significado de los colores: Pulsadores
• Pulsador Blanco– Puesta en marcha / puesta en
tensión.• Pulsador Negro
– Parada / Puesta fuera de tensión.• Pulsador Rojo
– Parada de emergencia o iniciación de una función de emergencia
• Pulsador Amarillo– Supresión de condiciones anormales
o reestablecimiento de un ciclo automático interrumido
• Pulsador Azul– Rearme
Programación de los MMP
• Como implementar la información obtenida del estudio de los modos de marcha y parada?
• Resultado = GRAFCET completo• Métodos
– (1) Enriquecimiento del Grafcet Base– (2) Estructuración en Tareas
Programación de los MMP• Enriquecimiento del GRAFCET de base
Consiste en adicionar a la secuencia de funcionamiento normal las condiciones de maniobra– Da lugar a un único GRAFCET, frecuentemente complejo– Se reserva a sistemas sencillos
• Descomposición en tareas coordinadasConsiste en múltiples GRAFCETs, cada uno con una tarea particular a realizar.– Ventajas:
• Facilita la automatización de cada tarea• Simplifica los GRAFCETS a realizar• Facilita el mantenimiento y posibles modificaciones del programa• Permite testar los subsistemas de uno en uno y a medida• Permite adicionar o eliminar tareas fácilmente
– Inconvenientes:• La coordinación entre los GRAFCETs puede resultar compleja• Aumenta del número de estados en total• Resulta difícilmente aplicable a sistemas cableados debido a que aumenta
la complejidad
1.- Enriquecimiento del Grafcet Base
Partir Parar Rearme Emergencia
OFF ON
1.- Enriquecimiento del Grafcet Base
Partir Parar Rearme Emergencia
OFF ON
1.- Enriquecimiento del Grafcet Base
Partir Parar Rearme Emergencia
OFF ON
0
1
2
3
4
5
6
M1
M2
M1
M1
M1
M2
131 SFF
2F
4F
1F
2F
3F
1F
1.- Enriquecimiento del Grafcet Base
Partir Parar Rearme Emergencia
OFF ON
1.- Enriquecimiento del Grafcet Base
1S
0
1
2
3
4
5
M1
M2
M1
M1
M1
M2
131 SFF
2F
4F
1F
2F
3F
1F
Marcha de Posicionamiento
Inicial
6
1S
71 XF
Partir Parar Rearme Emergencia
OFF ON
S1 S2 S3 PE
1.- Enriquecimiento del Grafcet Base
1S
0
1
2
3
4
5
M1
M2
M1
M1
M1
M2
131 SFF
2F
4F
1F
2F
3F
1F
Marcha de Posicionamiento
Inicial
81 XF
8
2S
1
7
6
1S
1S
71 XF
Partir Parar Rearme Emergencia
OFF ON
0
1
2
3
4
5
M1
M2
M1
M1
M1
M2
131 SFF
2F
4F
1F
2F
3F
1F
Marcha de Posicionamiento
Inicial
81 XF
PE
PE
PE
PE
PE
PE
8
2S
3S1
S1 S2 S3 PE
?
1.- Enriquecimiento del Grafcet BaseNecesitamos gestionar el Grafcet:
1.- Reestablecerlo
2.- Forzarlo
3.- Congelarlo
7
6
0
9
1.- Enriquecimiento del Grafcet Base
Partir Parar Rearme Emergencia
OFF ON
1.- Enriquecimiento del Grafcet Base
S
S
EmergenciaRESET Grafcet
Estado de Emergencia
S
R
Estado de Emergencia INIT Grafcet
Estado de Emergencia
0
1
2
3
4
5
6
M1
M2
M1
M1
M1
M2
131 SFF
2F
4F
1F
2F
3F
1F
Marcha de Posicionamiento
Inicial
1S
Emergencia
Rearme
1.- Enriquecimiento del Grafcet Base
SParar PFC
RX0 PFC
0
1
2
3
4
5
6
M1
M2
M1
M1
M1
M2
131 SFF
2F
4F
1F
2F
3F
Marcha de Posicionamiento
Inicial
1S
PFCF 1 PFCF 1
S
S
EmergenciaRESET Grafcet
Estado de Emergencia
S
R
Estado de Emergencia INIT Grafcet
Estado de Emergencia
Emergencia
Rearme
Específico de una plataforma
2.- Estructuración en Tareas
• Existen dos aproximaciones– (2.1) Coordinación Horizontal
• Cuando una tarea puede lanzar a la otra• En caso de existir pocas tareas• Una sola tarea se ejecuta al mismo tiempo
– (2.2) Coordinación Vertical o Jerarquizada• Un GRAFCET maestro asume la coordinación de
los modos de marcha y parada
100
101
102
103
1R
402X
2R
3R
200
201
202
203
204
1R
5R
6R
7R
300
301
302
1R
8R
400
401
402
302204103 XXX
1
9R
402X
402X
Estructuración en Tareas2.1 Coordinación Horizontal
.- Enlace de variables entre GRAFCETS de un mismo nivel
.-Las tareas se describen por GRAFCETS independientes
.- Las tareas se sincronizan por los bits de etapas que sirven de receptividades a otras etapas
Estructuración en Tareas2.1 Coordinación Horizontal
No hay un GRAFCET “MAESTRO”, los GRAFCETs se llaman unos a los otros y, preferentemente, un GRAFCET debe terminar antes de empezar otro.
Se utiliza cuando hay pocas tareas a realizar y las relaciones entre ellas son limitadas.
El numero de estados a utilizar es menor que en la coordinación vertical
1S
Estructuración en Tareas2.1 Coordinación Horizontal
1S
Estructuración en Tareas2.1 Coordinación Horizontal
Partir Parar
S1 S2
OFF ON
Validar
S0
AUT. MAN.
Rearme Emergencia
S3 PE
Estructuración en Tareas2.1 Coordinación Horizontal
0
1
2
3
M1
M1
M2
131 SFF
2F
3F
1F
10
11
12
13
14
15
16
M1
M2
M1
M1
M1
M2
4X
2F
4F
1F
2F
3F
221 XF
4
20
21
22
4X
2S
10X
22X
22X
Tarea F1
Tarea F2
Tarea A2
Manual / Automático?
Parada Emergencia?
1
GRAFCET de producción normal
automática
Marcha AND %Xi
50
Automático Manual
Marcha de posicionamiento
inicial (marcha de arranque)
Marcha en modo manual
%Xi
Última Condición de arranque
Automático
Manual
Etapa sin acciones asociadas para el funcionamiento en modo normal automático
Estructuración en Tareas2.1 Coordinación Horizontal
10
Estructuración en TareasEstructuración en Tareas2.2 Coordinación Vertical o Jerárquica
Consiste en un GRAFCET “MAESTRO” (o de nivel superior) que gobierna los otros GRAFCETs “ESCLAVOS” (o de nivel inferior).
Los GRAFCETs “ESCLAVOS” son llamados por el GRAFCET “MAESTRO”, para ello no es necesario que un GRAFCET finalice antes de activarse otro.
100
101
102
103
501X
100OK
2R
3R
200
201
202
203
204
5R
6R
7R
300
301
302
8R
400
401
402
502X
9R
500
501
502
503
1R
1
400OK
501X 501X
200OK
300OK 400OK
300200100 OKOKOK
Estructuración en Tareas2.2 Coordinación Vertical o Jerárquica
GRAFCET de nivel superior
GRAFCET de nivel inferior
Estructuración en Tareas
Los elementos del GEMMA pueden establecerse en un GRAFCET de nivel superior
Establecer los GRAFCET de nivel inferior que describen cada una de las tareas
GRAFCET de nivel superior gestionando el control de la ejecución de las tareas.
Este es un GRAFCET de estado de tareas donde una tarea está en ejecución en todo momento
GEMMA
Estructuración en Tareas2.2 Coordinación Vertical o Jerárquica
Estructuración en Tareas2.2 Coordinación Vertical o Jerárquica
0
1
2
3
.Energ
PE
PE
REARME
4
10X
10
20
30
40
ValidAuto
MarchaIPFin ...
Parar
FinParar
50
ValidMan
Manual
.Auto
«F1»
«F2»
«F3»
«F4»
«A1»
«A5»
«A6»
«D1»Reset de todos
los Grafcets
Forzar todos los Grafcets a reinicio
GRAFCET de Seguridad
GRAFCET de Conducción
GRAFCETS de Nivel Inferior
Estructuración en Tareas2.2 Coordinación Vertical o Jerárquica
0
1
2
3
.Energ
PE
PE
REARME
4
10X
10
20
30
40
ValidAuto
MarchaIPFin ...
Parar
FinParar
50
ValidMan
Manual
.Auto
«F1»
«F2»
«F3»
«F4»
«A1»
«A5»
«A6»
«D1»Reset de todos
los Grafcets
Forzar todos los Grafcets a reinicio
GRAFCET de Seguridad
GRAFCET de Conducción
GRAFCETS de Nivel Inferior
200
201
202
203
M1
M1
M2
20X
2F
3F
1F
204
30X
Estructuración en Tareas2.2 Coordinación Vertical o Jerárquica
0
1
2
3
.Energ
PE
PE
REARME
4
10X
10
20
30
40
ValidAuto
MarchaIPFin ...
Parar
FinParar
50
ValidMan
Manual
.Auto
«F1»
«F2»
«F3»
«F4»
«A1»
«A5»
«A6»
«D1»Reset de todos
los Grafcets
Forzar todos los Grafcets a reinicio
GRAFCET de Seguridad
GRAFCET de Conducción
300
301
302
303
304
305
306
M1
M2
M1
M1
M1
M2
30X
2F
4F
1F
2F
3F
1F
Algunos Comentarios Finales
• La GEMMA proporciona una metodología sistemática para el estudio de modos de marcha y parada de un sistema automatizado
• El GRAFCET se complementa perfectamente con la implementación de la GEMMA.
• La factibilidad de implementación del GRAFCET estructurado, en una plataforma determinada, depende de los detalles de la implementación del lenguaje por parte del fabricante del autómata programable.
Todo logro es producto de un buen método…
R. Descartes
MUCHAS GRACIAS