Post on 03-May-2018
CLASE
GuíaGuía GEMMA GEMMA EjemploEjemplo de de aplicaciónaplicación
ÍndiceÍndice
Contexto de la claseIntroducción• La guía GEMMA• Modularidad
Ejemplo de aplicación• Especificación del proceso• Solución propuesta• Conclusión
ÍndiceÍndice
Contexto de la claseIntroducción• La guia GEMMA• Modularidad
Ejemplo de aplicación• Especificación del proceso• Solución propuesta• Conclusión
ContextoContexto de la de la claseclase
Ejemplo de automatizaciónFinal de curso: síntesisMateria impartida• Problemática de los procesos• Modos de funcionamiento de un proceso• GRAFCET
• Lenguaje gráfico adecuado para la descripción del comportamiento de procesos basados en eventos discretos.
• GEMMA• Guía para la obtención de un diagrama de descripción
de los modos de funcionamiento de un proceso.
ÍndiceÍndice
Contexto de la claseIntroducción• La guía GEMMA• Modularidad
Ejemplo de aplicación• Especificación del proceso• Solución propuesta• Conclusión
GuíaGuía GEMMAGEMMA
A - Procedimientos de parada
D - Defecto en el proceso
Sistema deControl sinalimentar
EMERGENCIA
D1
MANUAL
F4
PRODUCCIÓN NORMAL(AUTOMÁTICO)
F1
INICIALIZACIÓN
A6
ESPERA
A1
PARADA MODOAUTOMATICO
F3
F - Proceso en funcionamiento
Modos de funcionamiento• Identificación
• Modo inicial• Evolución
• transiciones
Guía completaGuía particular(reducida)
Simple, pero ayuda a la estructuración inicial
ModularidadModularidad: : visiónvisión controlcontrol--procesoproceso
Modularidad• Proceso ⇒ Control• Ventajas:
• simplicidad• modificación
Módulo control/célula• célula• hardware• controlador software• INTERFASE VIRTUAL
Control de planta• Modos de func. planta• Gobierno de los
controles de célula.
célula1
Proceso
hardware PLC
Controlcélula1
Control de planta( manual - automático - emergencia )
célula2
Controlcélula 2
célula3
Controlcélula N
Sistema de Control
Módulosubsistema
Interfasecontrolvirtual
ModularidadModularidad: : estructuración diagramasestructuración diagramasDiseño jerárquico• múltiples diagramas• sincronismo
• diálogos (var. booleanas)• forzados
Esquema• Control de células• Control de planta
• Modos funcionamiento• Gestión de modos
gestión de los modos de funcionamiento
detección deemergencia
modomanual
modoincialización
controlcélula1
controlcélula2
controlcélulaN
CONTROL DE PLANTA:Gestión de modo
+Modos de funcionamiento
CONTROL deCELULAS
Planta a controlar(células o subprocesos)
ÍndiceÍndice
Contexto de la claseIntroducción• La guía GEMMA• Modularidad
Ejemplo de aplicación• Especificación del proceso• Solución propuesta• Conclusión
EspecificaciónEspecificación: : descripción básicadescripción básica
Función: "Planta embotelladora"Constitución:• Apertura almacén• Máquina embotelladora automática• 2 subsistemas de transporte: cinta + rodillos
máq. embotelladora (ME)
Subsistema de transporte ST1 Subsistema de transporte ST2
Aperturaalmacén
PERFIL LATERAL
EspecificaciónEspecificación: : modelo máquina embotmodelo máquina embot..
Control integrado en máquinaModelo: interfases• Control:
• Mpro: orden de producción• Mpe: paro de emergencia• Mvac: máquina vacía de botellas
• E/S: "no importan"
Tiempo: 5s/botellaAliment. automática• botellas• líquido
MproControladorintegrado en
máquina
CELULA DEEMBOTELLADO
Proceso internode máquinaembotelladora
Mvac
Mpe
EspecificaciónEspecificación: : E/S E/S ((sensoressensores y y actuadoresactuadores))
Apertura Almacén• Salida: cilindro AA
Máquina embotelladora• Salida: señales Mpro, Mpe• Entrada: señal Mvac
Sistema transporte• Entrada:
• Sensor Ax: inicio cinta• Sensor Bx: límite satur.• Sensor Cx: pieza
• Salida:• Motor cinta MCx
Botella llena
máq embotelladora (ME)
Botella vacía
Guía
ZTA1
ZTD
bloqueo control.por ME
ZTMC1
ZTMC2
ZTB1
ZTC1
ZTA2
ZTB2
ZTC2
ZTAA
PLANTA SUPERIOR
EspecificaciónEspecificación: : panel de panel de operadoroperador
Lámparas de 24V
Pulsadores
ON
OFF RED
PARADAEMERGENCIA
PE
Leme
AA
m
p
MC1
m
p
MAQ
m
p
MC2
m
p
A1 B1 C1
A2 B2 C2Modo
MANUAL
AUT INI
FUNCIONAMIENTO
MAN
Lman Laut Lini
Lpaut
P
Pulsadores modo• Inicialización• Automático• Manual
Pulsadores paro• Paro normal (P)• Paro emergencia (PE)• P/PE son de tipo NC
Pulsadores MANUAL• marcha/paro actuador
Indicadores• modo planta• actuadores• sensores
EspecificaciónEspecificación: : modosmodos de de funcionamientofuncionamiento
Espera (A1)Manual (F4)Inicialización (A6)Automático (F1)Parada de modo automático (F3)Emergencia (D1)
(especificación en detalle ⇒ documento)
SOLUCIÓN propuesta
FasesFases dede diseñodiseño
Obtención del diagrama GEMMA particular del proceso.Definir la estructura de diagramas de control.• Identificar los diagramas GRAFCET a crear
• Establecer la interacción entre ellos.• Diálogo
• Forzado
Realización de los diversos diagramas.• Diagramas de Controles de célula
• Diagramas de Control de modo
GuíaGuía GEMMAGEMMAA - Procedimientos de parada
D - Defecto en el proceso
Sistema deControl sinalimentar
EMERGENCIA
D1
MANUAL
F4
PRODUCCIÓN NORMAL(AUTOMÁTICO)
F1
INICIALIZACIÓN
A6
ESPERA
A1
PARADA MODOAUTOMATICO
F3
F - Proceso en funcionamiento
!P
!PE
eAut
eManeIni
!P
sMansIni
sPaut
eIni = Ini·!Man·!Aut·P
eMan = Man·!Ini·!Aut·P
eAut = Aut·!Man·!Ini·P
sIni = (finalización de inicio)
sMan=!P·(actuad.desactiv.)
sPaut = (toda la planta vacía)
Estructura diagramasEstructura diagramas de controlde control
... a partir de la estructura propuesta.
diálogos entre capas:• célula-modo• modo-gestión
gestión modos de funcionamiento
detecciónemergencia
modomanual
CONTROLDE
PLANTA
Planta a controlar(células o subprocesos)
modoinicial.
modopar.aut.
controlST1
controlST2
CONTROLDE
CÉLULAS
controlMAQ
modoaut.
modoemerg.
controlMAQ
controlAA
ModelosModelos de de los controladoreslos controladores de de célulacélula
Objetivo: definir las interfases de los controladores• Modelo apertura almacén
• Simple acceso al cilindro AA
• Modelo máquina embotellado• Simple acceso al control empotrado en máquina
• Modelo para ST1 y para ST2• Interfase de control virtual: Tpro(1/2),Tvac(1/2)• Interfase E/S físicas:
– Motor cinta: MC (1/2)– Sensores: A,B,C (1/2)
• Control interno: GRAFCET
Tpro1Controlador de
célula(ST1)
SISTEMA DETRANSPORTETvac1
MC1
C1B1A1
Controles (GRAFCETs)
ControlesControles int. int. célulacélula: : AlmacénAlmacén, , MáquinaMáquina
Modelo apertura almacén• No contiene control (sólo interfase transparente)
Modelo máquina embotellado• No contiene control (sólo interfase transparente)
ControlesControles int.int. célulacélula:: sistsist..transportetransporte (G2)(G2)Objetivos• Activar la cinta el mínimo
tiempo necesario.• Superar diferentes situaciones:
botellas sobre la cinta ysaturaciones en la zona rodillos
Procedimiento• Intentar mantener la cinta en
func. durante 12 s.• Si ello se consigue sin detectar
A1, B1, la cinta se para.• En caso contario, se intenta de
nuevo mantener la cinta 12smás.
Botella llena
máq embotelladora (ME)
Botella vacía
Guía
ZTA1
ZTD
bloqueo control.por ME
ZTMC1
ZTMC2
ZTB1
ZTC1
ZTA2
ZTB2
ZTC2
ZTAA
PLANTA SUPERIOR
ControlesControles int. int. célulacélula: : sistsist..transportetransporte (G2)(G2)
21 MC1
22
1s/X22
Tpro1
20
23
!B1
Tsat1
25
(5s/X25)·reposo
!(1s/X22)·!B1
!(12s/X21)·B112s/X21 !(12s/X21)·!B·A1
MC1 24
1
reposo= !A1+!B1+!C1
26 Tvac1
A1
!Tpro1·reposo
A1
Gestión modo funcionamientoGestión modo funcionamiento: : (G0, G1)(G0, G1)
1
FinModAut
ModAut
2
FinModParAut
ModParAut
FinModMan
3 ModMan
FinModIni
4 ModIni
Aut·!Man·!Ini·P·vacio Ini·!Aut·!Man·PMan·!Aut·!Ini·P
0 ModEsp
5
FinModEme
ModEme
vacio = Tvac1·Tvac2·Mvac
11
!ModEme·PE
10
F/G0:{X5}
ModEme
Modo automáticoModo automático: : (G4)(G4)
41
ModAut
40
CAA
!P
Tpro1
Tpro2
Mpro
42 FinModAut
!ModAut
ModoModo "fin de "fin de modo automáticomodo automático": ": (G5)(G5)
51
ModParAut
50
Tpro1
vacio
Tpro2
Mpro
53 FinModParAut
!ModParAut
52 Tpro1
vacio·(Ts/X52)
Tpro2
Mpro
!vacio
vacio = Tvac1·Tvac2·Mvac
Modo inicializaciónModo inicialización: : (G6, (G6, igual queigual que G5)G5)
61
63
ModIni
60
TraCin1
FinModIni
vacio
62
!ModIni
!vacio
TraMaq
TraCin2
TraCin1
TraMaq
TraCin2
vacio·(Ts/X62)
vacio = Tvac1·Tvac2·Mvac
ModoModo manual: manual: (G7)(G7)
71
!P
ModMan
70
72
!AA·!MC1·!MAQ·!MC2
R AA
R MC1
R Mpro
R MC2
73 FinModMan
!ModMan
CS AA mAA
CR AA pAA
CS MC1 mMC1
CR MC1 pMC1
CS MC2 mMC2
CR MC2 pMC2
CS Mpro mMpro
CR Mpro pMpro
Modo emergenciaModo emergencia: : (G8)(G8)
81
82
!ModEme
ModEme
80
F/G2:{20}
FinModEme
!P·X20·X30·X40·X50·X60·X70·!AA·!MC1·!MAQ·!MC2
F/G3:{30}
F/G4:{40}
F/G5:{50}
R AA
R MC1
R MAQ
R MC2
F/G6:{60}
F/G7:{70}
ResumenResumen del del procedimientoprocedimientoA - Procedimientos de parada
D - Defecto en el proceso
Sistema deControl sinalimentar
EMERGENCIA
D1
MANUAL
F4
PRODUCCIÓN NORMAL(AUTOMÁTICO)
F1
INICIALIZACIÓN
A6
ESPERA
A1
PARADA MODOAUTOMATICO
F3
F - Proceso en funcionamiento
!P
!PE
eAut
eManeIni
!P
sMansIni
sPaut
gestión modos de funcionamiento
detecciónemergencia
modomanual
CONTROLDE
PLANTA
Planta a controlar(células o subprocesos)
modoinicial.
modopar.aut.
controlST1
controlST2
CONTROLDE
CÉLULAS
controlMAQ
modoaut.
modoemerg.
controlMAQ
controlAA
1
FinModAut
ModAut
2
FinModParAut
ModParAut
FinModMan
3 ModMan
FinModIni
4 ModIni
Aut·!Man·!Ini·P·vacio Ini·!Aut·!Man·PMan·!Aut·!Ini·P
0 ModEsp
5
FinModEme
ModEme
vacio = Tvac1·Tvac2·Mvac
41
ModAut
40
CAA
!P
Tpro1
Tpro2
Mpro
42 FinModAut
!ModAut
21 MC1
22
1s/X22
Tpro1
20
23
!B1
Tsat1
25
(5s/X25)·reposo
!(1s/X22)·!B1
!(12s/X21)·B112s/X21 !(12s/X21)·!B·A1
MC1 24
1
reposo= !A1+!B1+!C1
26 Tvac1
!reposo
!Tpro1·reposo
!reposo
1
FinModAut
ModAut
2
0
ModAut
40
42 FinModAut
!ModAut
1
2
3
2
3'
31
ImplementaciónImplementación
“RUN”
Módulo deejecución inicial
(OB21)
Módulo deejecución cíclico
(OB1)
Retorno
Lectura Entradas(auto)
conmutadoren RUN?
Si
No
Escritura Salidas(auto)
Evol. Grafcet X
Graf. Xforzado?
Si
No
TratamientoResets de cada
transición
TratamientoSets de cadatransición
Forzado 1?No
Si
AnálisisForzado 1
Forzado 2?No
Si
AnálisisForzado 2
Forzado M?
AnálisisForzado M
Temporizadoresrelativos a
etapas
Retorno
Evol. Grafcet 0
Evol. Grafcet 1
Evol. Grafcet N
Operaciones
Módulo deejecución cíclico
Retorno
Copia EtapasX1 → Y1
ConclusiónConclusión
Procedimiento sistemático y modular.Aplicación generalProcedimiento:• GEMMA• Estructura de diagramas• Múltiples GRAFCETs
• Controles de célula• Gestión modo• Modos: Aut, Man, Ini, ...
• Sincronismo • Diálogos• Forzados
BibliografíaBibliografía
• Oriol Boix Aragonès, Antoni Sudrià Andreu, Joan Bergas Jané. "Automatització industrial amb GRAFCET.
(Segunda edición)". Edicions UPC, 1.994. 114 pág.• Todo el libro (sobre todo cap. GEMMA)
• Ernest Gil, "Automatización industrial basada en máquinas de estado". Artyplan, 2003. ISBN: 84-607-7160-1. 250 páginas.
• Capítulo IV (máquinas de estado).
• Apuntes de GRAFCET/GEMMA (seminario de verano URV'96).
• Comparativa con otro método.
CLASE
GuíaGuía GEMMA GEMMA EjemploEjemplo de de aplicaciónaplicación