Jusqu'à présent nous ne nous sommes jamais posé la question de savoir ce qui devait être réalisé pour amener une partie opérative dans un état donné pour réaliser la production. De même, quand la production est terminée, nous devons nous poser la question de ce qui doit être réalisé pour arrêter la partie opérative et la partie commande. C'est cet ensemble de questions que l’on appelle étude des modes de marche et d'arrêt.
L'apprentissage de ce chapitre nécessite beaucoup d'expériences. On trouvera ici les rudiments mais pas l’ensemble des exemples qu’il aurait été nécessaire de donner pour une bonne acquisition.
Introduction
Pour éviter d’être trop abstrait, donnons un exemple. Imaginons que la production nécessite un four. Lors de la mise en marche du système il faudra faire chauffer le four, ce qui peut prendre un certain temps. Ce n’est pas au grafcet de production (qui en général s’appelle GPN) de réaliser cette chauffe : un autre grafcet s'en chargera. On peut avoir exactement le même type de problème lors d'un arrêt : on se trouve ainsi très vite avec trois grafcets à gérer et même peut être un quatrième qui sera destiné à synchroniser tout le monde. Ce quatrième grafcet s'appellera souvent GMM (Grafcet des modes de marches) ou GC (Grafcet de Conduite).
Les noms des grafcets présentés ne sont pas plus importants que cela. Il seront acquis au fur et à mesure du déroulement des exemples.
Les modes de marche sur un exemple simple
Nous allons nous intéresser à un exemple simple, trop simple peut être pour en saisir tous les problèmes. Mais ne vaut_il pas mieux de commencer simplement en espérant poser les briques essentielles à la fondation du futur concepteur de programmes destiné à la partie commande.
Exemple de départ
La partie opérative est simple et ne nécessite pas beaucoup d'explications. Il faut cependant bien noter les conventions de la figure :
- comment sont dessinés les capteurs de positions et leurs noms "bh", "bb" et "cf"
- la double flèche sous le capot de protection indique que ce capot se déplace mais ne s'ouvre pas
- évidemment quand le capot de protection est comme indiqué sur le dessin, il est impossible de positionner une pièce à percer
Le fonctionnement désiré est donné sous forme d'un texte ci-dessous :
- État initial = état no1. Dans cet état la mise en place de la pièce est possible.
- État 2 : le bouton départ cycle permet le passage à l'état no2 dans lequel s'effectue le perçage automatique. La fin de cycle provoque le retour à l'état 1.
- État 3 : l'information d'arrêt d'urgence mène à l'état 3 depuis tous les autres.
- État 4 : si le capot est fermé, l'information réarmement permet d'obtenir dans l'état 4 une remise en référence de l'équipement qui retournera à l'état 1 dès que les conditions initiales seront vraies.
Grafcet de production normale
Il n’est pas très compliqué de comprendre ce grafcet.
Ce grafcet est donné à titre d'exemple mais quelques lecteurs ont certainement remarqué que dans ce grafcet le parallélisme n'apporte rien et pourrait donc être évité en toute rigueur.
Grafcet de gestion des modes de marche
On part très facilement du texte décrivant le fonctionnement désiré pour le transformer en graphe.
Ce n’est pas tout à fait un grafcet mais il est très facile de le transformer.
Le Grafcet complet
Cette analyse nous conduit directement à l’ensemble des grafcets capable de gérer notre cahier des charges.
Nous avons utilisé dans cette solution des ordres de forçages présentés dans un chapitre précédent.
Le GEMMA (Guide d'étude des modes de marche et d'arrêt)
Le GEMMA est un outil d'aide à la gestion des modes de marche et d'arrêt. Il s'agit d'un outil graphique que nous présentons maintenant.
Dans le document original il n'y a aucune couleur. Elles ont été ajoutée pour faciliter les explications. Un GEMMA fait apparaître trois zones :
- A pour Arrêt
- D pour défaillance
- F pour Fonctionnement
Dans le document original il existe une quatrième zone : partie commande hors énergie, retirée ici pour simplifier les dessins.
Les rectangles jaunes verts et rouges sont appelés états. Ils ont été colorés en fonction de la zone à laquelle ils appartiennent.
Lors d'une utilisation du GEMMA il est absolument interdit d'ajouter des états. Vous avez, par contre, le droit de n'utiliser que quelques états.
Ce principe est lié au fait que le GEMMA est un document normalisé pour lequel, en principe, toutes les possibilités ont été prévues.
Les flèches barrées qui relient les états sont appelées transitions.
Les transitions ressemblent suffisamment à celles d'un grafcet pour qu'on ne passe pas plus de temps à les détailler.
Lors d'une utilisation du GEMMA il est autorisé d'ajouter des transitions. Vous pouvez utiliser seulement certaines transitions et pas d'autres.
Nous sommes prêt maintenant à examiner quelques utilisations du GEMMA.
Utilisation du GEMMA
Parmi les états proposés par le guide on choisit ceux qui sont nécessaires pour la machine et on précisera le nom de chacun des états et des commentaires éventuels, à l'intérieur du "rectangle-état" correspondant. Les arcs de liaison entre états sont utilisés pour préciser les informations de passage d'un état à un autre. On peut passer d'un état à un autre :
- avec une condition d'évolution: elle est portée sur la liaison orientée entre états; elle peut être liée à l'action d'un bouton du pupitre de commande ou à l'état d'un capteur.
- sans condition explicite
Les besoins en boutons poussoirs et en capteurs peuvent alors être prévus.
Voici un exemple de GEMMA.
Le GEMMA de l'exemple initial
Nous sommes partis d'un exemple initial comportant une partie opérative très simple. Nous en avons donné une solution sans passer par le GEMMA. Si l’on reprend cet exemple voici le GEMMA obtenu.
On y retrouve bien sûr les quatre états du départ.