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Tema 4- Modelado de Sistemas Secuenciales
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Fundamentos de Automática
1
• Principios básicos.
• Técnicas de modelado.
• Modelado mediante Redes de Petri.
• Implantación de Redes de Petri
– Directa.
– GRAFCET.
– S7-GRAPH.
Grao en Enxeñería Mecánica
MODELADO DE SISTEMAS
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
2
Grao en Enxeñería Mecánica
Principios básicos
• Modelar un sistema consiste en realizar una descripción del mismo, para
analizarlo y determinar posibles mejoras en su funcionamiento.
• Ventajas:
– Un mismo modelo puede representar a varios sistemas físicos.
– Al trabajar con el modelo liberamos el sistema físico modelado.
– En caso de anomalía no hay riesgo de daños en el sistema físico modelado.
• Inconvenientes:
– El modelo es una aproximación al sistema físico.
• Tipos de modelado:
– Modelado estructural: Define las partes del sistema y sus interconexiones.
– Modelado funcional: Describe el funcionamiento o comportamiento del
sistema.
• Sistemas secuenciales: Las salidas en un instante determinado dependen de
como se hayan aplicado (secuencia) los cambios en las entradas.
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de Autómatas
3
Grao en Enxeñería Mecánica
Técnicas de modelado
• Tratan de describir la evolución de las salidas y del estado interno del sistema,
que depende de estados y entradas anteriores, en función del estado y de las
entradas actuales.
• Tabulares:
– Representan, mediante una tabla, la evolución del estado y de las salidas
frente a todas las posibles combinaciones de las entradas.
– Tabla de estados.
– Tabla de fases.
– Diagrama de fases.
• Gráficas:
– Representan, mediante elementos gráficos (segmentos, flechas, nodos, étc.),
la evolución del estado y de las salidas.
– Grafo reducido.
– Redes de Petri.
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4
Grao en Enxeñería Mecánica
Técnicas de modelado: Tabulares
• Tabla de fases / Diagrama de fases:
– En cada casilla de una tabla se especifica el nuevo estado (si procede) al que
evoluciona el sistema en función del estado actual y de una determinada
combinación de las entradas.
00 01 10 11 s1s2
q1
q2
q3
x1x2
-- q1 q2 q3
q3 q3 q2 10 --
q2 q1 q3 -- 00
01
q1
q3
q2
x1x2
x1x2
x1=x2
x1x2
x1x2
x1x2
x1x2
x1x2
– En el diagrama de fases cada estado se representa por un círculo y la
evolución entre estados mediante segmentos orientados.
– Descripción exhaustiva del sistema:
• Combinaciones de las entradas sin significado físico.
• Inutilizable en sistemas complejos con gran número de entradas y salidas.
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5
Grao en Enxeñería Mecánica
Técnicas de modelado: Gráficas
• Grafo reducido (GR):
– Similar a un diagrama de fases en el que la condición lógica que provoca
una evolución entre 2 estados es cualquier combinación lógica de las
entradas.
– Receptividad: Un sistema es receptivo a un determinado evento o condición,
si éste es capaz de hacer evolucionar su estado.
d i
A B
M
R
D
I
M
B
A d
i
– Sensibilidad: Un sistema es sensible a determinada condición lógica, si ésta
es capaz de hacer evolucionar sus salidas sin que evolucione su estado.
H
d/H
i/H
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6
Grao en Enxeñería Mecánica
Grafo Reducido: Ejemplos (I)
• Conjunto de carros sincronizados: El regreso a la izquierda se hace
conjuntamente tras llegar todos los carros a la derecha.
d2 i2
C D M
d1 i1
A B
d1, d2
M
B
A
D d2 d1
D
B
i1, i2
i2
C
C
A
i1
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7
Grao en Enxeñería Mecánica
Grafo Reducido: Ejemplos (II)
• Acciones simultáneas: Ejecución simultánea de 2 acciones, A y B, seguidas de
una acción C. Acciones A y B compuestas de subacciones (A1, A2, A3) y (B1,
B2, B3).
A, B
A
C
B
fin A
fin A
fin B
fin B
A1, B1
A1, B2 A2, B1
A3, B1
A2, B2
f A1
f A2
f B1
f B1 A1, B3
B1 A1
B2
B3
A3, B3
A2, B3 A3, B2
A2
A3
C
f A3
f B1
f B2
f B2
f B3
f B3
f A3
f A1
f A2
f B1 f B2
f B2 f B3
f B3
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8
Grao en Enxeñería Mecánica
Grafo Reducido: Propiedades
• Los conceptos de receptividad y sensibilidad permiten simplificar la descripción
del sistema.
• La información que aporta es mínima, pero suficiente para modelar el sistema
• Ejemplo carro va-y-viene.
• En el caso de evoluciones paralelas o simultáneas:
– Modificaciones pequeñas o locales pueden significar cambiar totalmente la
descripción
• Paso de 1 carro a 2 carros.
– Da lugar a descripciones complejas con gran número de estados
• Paso de 2 carros a 3 carros.
– No permite una descripción descendente del sistema
• Acciones simultáneas con subacciones.
• No es una herramienta flexible: El estado del GR es el estado global del sistema
y no un subestado parcial.
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9
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Introducción
• La Red de Petri (RdP) es una herramienta matemática y gráfica para modelar
sistemas de diversa índole, en especial sistemas secuenciales concurrentes.
• La parte gráfica consiste en un grafo orientado con 2 tipos de nudos:
– Lugares, representados por círculos.
– Transiciones, representadas por segmentos lineales.
• Los lugares y las transiciones se unen mediante Arcos, representados por líneas
finalizadas en punta de flecha:
– Los arcos van desde las transiciones a los lugares o viceversa, pero nunca
unen 2 lugares o 2 transiciones.
• Un lugar puede contener un número positivo o nulo de Marcas, representadas
por puntos en el interior del lugar:
– El conjunto de marcas asociado, en un determinado instante, a los lugares
constituye un Marcado de la RdP.
• A los lugares se les asocia acciones o salidas. A las transiciones se les asocia
eventos (combinaciones lógicas de las entradas) y acciones o salidas.
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10
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Comportamiento
• El comportamiento de la RdP viene dado por la evolución del marcado
– Un lugar p es de entrada a la transición t si existe un arco orientado de p
hacia t.
– Un lugar p es de salida de la transición t si existe un arco orientado de t
hacia p.
– Una transición está sensibilizada si todos sus lugares de entrada están
marcados.
– Una transición sensibilizada es disparada o franqueada si se verifica el
evento asociado
• El disparo de una transición consiste en eliminar una marca de cada uno de sus
lugares de entrada y añadir una marca a cada uno de sus lugares de salida, si el
pesos de todos los arcos es igual a 1.
• Si el peso de un arco de p hacia t es a, al disparar t se eliminan a marcas de p.
• Si el peso de un arco de t hacia p es b, al disparar t se añaden b marcas a p.
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11
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Evolución marcado
Si A=1
Y B=0
A.B
2
3
2
A.B
2
3
2
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Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Ejemplos (I)
• Conjunto de carros sincronizados: El regreso a la izquierda se hace
conjuntamente tras llegar todos los carros a la derecha.
M
d1 i1
A B
d2 i2
C D
d3 i3
E F
M
B D
A C
i2 i1
d2 d1
M
B D
A C
d2 d1
F
E
d3
i2 i1 i3
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Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Ejemplos (II)
• Acciones simultáneas: Ejecución simultánea de A y B, seguida de C. Acciones
A y B compuestas de subacciones (A1, A2, A3) y (B1, B2, B3).
B A
C
fin A fin B
B1 A1
fin A1 fin B1
A2
fin A2
A3
fin A3
B2
fin B2
B3
fin B3
C
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14
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Configuraciones
• Un lugar con varios arcos de entrada y/o de salida se denomina nudo O
• Una transición con varios arcos de entrada y/o de salida se denomina nudo Y
. . .
. . .
Nudo Y Conjunción
. . .
Distribución
. . .
. . .
Nudo O
. . .
Selección
. . .
. . .
Atribución
– Selección: Un arco de entrada y varios de salida.
– Atribución: Varios arcos de entrada y uno de salida.
– Distribución: Un arco de entrada y varios de salida.
– Conjunción: Varios arcos de entrada y uno de salida.
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15
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Propiedades
• Una transición es viva, para un marcado M0, si, para todo marcado M alcanzable
desde M0, existe un marcado sucesor de M a partir del cual se puede disparar la
transición. Una RdP es viva, para un marcado dado, si todas sus transiciones son
vivas para ese marcado.
• Una RdP es binaria, para un marcado dado, si cualquier marcado alcanzable es
tal que ningún lugar posee más de una marca.
• Una RdP es conforme, para un marcado dado, si es binaria y es viva.
• Varias transiciones, descendientes del mismo lugar, sensibilizadas
simultáneamente están en conflicto si el lugar de entrada no posee suficientes
marcas para dispararlas simultáneamente. El conflicto se hace efectivo si se
verifican simultáneamente los eventos asociados a las transiciones.
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16
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Características
• Herramienta clara y fácil de utilizar para el modelado de sistemas concurrentes
– El marcado representa el estado del sistema.
• Contiene los conceptos de receptividad y sensibilidad, lo que permite obtener
descripciones con un mínimo de información.
• Simplifica la representación de evoluciones simultáneas debido a su facilidad
para realizar modificaciones locales y su capacidad para permitir descripciones
descendentes
– Paso de n a n+1 carros.
– Acciones simultáneas con subacciones.
• Permite una primera validación del correcto funcionamiento del sistema en base
a la comprobación de ciertas propiedades de la RdP (vivacidad, conflictos,
marcado ilimitado, …).
• Independiente de cualquier tecnología (eléctrica, neumática, hidráulica, …).
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Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Salidas impulsionales
• Acciones que se ejecutan durante el cambio de estado en una señal, mientras que
las salidas por nivel (asociadas a los lugares) se ejecutan durante el tiempo que
una señal se encuentra en un determinado estado.
• Se asocian a las transiciones y son generadas al disparar las mismas.
• Se representan en la RdP con /* después del evento asociado a la transición.
• Temporizaciones: Permiten permanecer en un lugar un tiempo determinado.
D
A.B
C1> valor final
A.B
D
D /* inc C1
• Contaje: Permiten permanecer en un lugar hasta que se produzca un
determinado número de eventos.
/* in T1
. fin T1
/* C1=0
18
Grao en Enxeñería Mecánica Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
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Redes de Petri: Salidas condicionadas
• Permiten implantar el concepto de sensibilidad:
– El marcado de la RdP no varía no varía el estado, pero sí evolucionan las
salidas.
• Una salida condicionada asociada a un lugar se activa si el lugar está marcado y
si se verifica la condición asociada.
• Se representan escribiendo la condición después de la acción con una barra /
intercalada.
d
/ A A
B
A
A
B
d
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19
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Extensiones
• Permiten obtener descripciones más condensadas y fáciles de utilizar.
• Arcos inhibidores
– Van desde un lugar a una transición, nunca de una transición a un lugar.
– Se representan sustituyendo la punta de flecha del arco convencional por un
pequeño círculo.
– Las transiciones con arcos inhibidores sólo podrán ser disparadas si los
lugares de los que parten dichos arcos están desmarcados.
– Tras el disparo se aplican las reglas convencionales de evolución del
marcado.
– Siempre se puede obtener una RdP equivalente sin arcos inhibidores.
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20
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Capacidades modelado (I)
• Exclusión mutua
– Relativa a recursos que sólo pueden ser utilizados por un proceso o por un
número limitado de procesos a la vez (recurso común).
– En RdP se modela mediante lugares marcados con más transiciones de
salida que de entrada (selección).
¿A=B=1?
…
…
– Problemas de conflicto entre las transiciones de salida
• Es necesario establecer prioridades.
.A B A
…
…
B A
…
…
B A
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21
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Capacidades modelado (II)
• Alternancia
– La alternancia entre procesos (modelados con subredes de Petri) puede
darse sin necesidad de la existencia de un recurso común.
A
fin A
B
fin B
C
fin C
• Alternancia entre los procesos A, B y C, siguiendo la secuencia A → B → C →
A → B → C …
22
Grao en Enxeñería Mecánica Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
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Redes de Petri: Capacidades modelado (III)
• Alternancia
– La alternancia entre procesos (modelados con subredes de Petri) puede
darse sin necesidad de la existencia de un recurso común.
• El proceso B presenta 2 finales distintos alternos fin B1 → fin B2 → fin B1 …
A
fin A
B
fin B
C
fin C
• Alternancia entre los procesos A, B y C, siguiendo la secuencia A → B → C →
A → B → C …
B
fin B1 fin B2
23
Grao en Enxeñería Mecánica Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
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Redes de Petri: Capacidades modelado (IV)
• Alternancia
– La alternancia entre procesos (modelados con subredes de Petri) puede
darse sin necesidad de la existencia de un recurso común.
• El proceso B presenta 2 finales distintos alternos fin B1 → fin B2 → fin B1 …
A
fin A
B
fin B
C
fin C
• Alternancia entre los procesos A, B y C, siguiendo la secuencia A → B → C →
A → B → C …
B
fin B1 fin B2
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24
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Capacidades modelado (V)
• Modularidad
– Un conjunto de secuencias representadas por una Subred de Petri se puede
reutilizar (llamar) desde diversos puntos de la red principal
– Se consiguen descripciones de menor tamaño y modularidad.
d
s
Pa
Tai
Taf
M1
d
s
Pa
Tbi
Tbf
M2
d
s
Pa
Tci
Tcf
M3
• Es necesario recordar el punto de regreso de la secuencia.
• No se podrá ordenar la llamada de la subred mientras se está utilizando.
Tai Tbi
Tci
Taf Tbf
Tcf
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25
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Capacidades modelado (VI)
• Modularidad
– Un conjunto de secuencias representadas por una Subred de Petri se puede
reutilizar (llamar) desde diversos puntos de la red principal
– Se consiguen descripciones de menor tamaño y modularidad.
d
s
Pa
Tai
Taf
M1
d
s
Pa
Tbi
Tbf
M2
d
s
Pa
Tci
Tcf
M3
• Es necesario recordar el punto de regreso de la secuencia.
• No se podrá ordenar la llamada de la subred mientras se está utilizando.
d
s
Pa
Tai Tbi
Tci
Taf Tbf
Tcf
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
26
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Sistema complejo (I)
• Los carros A y B transportan material desde los puntos de carga CA y CB,
respectivamente, hasta el punto de descarga D.
• Si el carro A se encuentra en CA y se oprime el pulsador MA, comienza un ciclo
CA-D-CA
– Espera eventual en EA hasta que la zona común se encuentre libre.
– Espera obligatoria en D de 100 seg.
• El funcionamiento del carro B es similar (al pulsar MB realiza el ciclo CB-D-
CB), pero con espera en D de 50 seg., y prioridad en caso de demanda
simultánea de la vía compartida.
CA
dB iB
CB
B
MA
D MB
EA
EB
G
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27
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Sistema complejo (II)
MA MB
EA ↓
EB
dB
dA,G
iA,G
G
D /* in T100
fin T100
iA
CA
dB
iB
D /* in T50
fin T50
dA
EA
EB ↓
iB
CB
EB
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
28
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Sistema complejo (II)
MA MB
EA ↓
EB
dB
dA,G
iA,G
G
D /* in T100
fin T100
iA
CA
dB
iB
D /* in T50
fin T50
dA
EA
EB ↓
iB
CB
29
Grao en Enxeñería Mecánica Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
Redes de Petri: Sistema complejo (II)
MA MB
EA ↓
EB
dB
dA,G
iA,G
G
D /* in T100
fin T100
iA
CA
dB
iB
D /* in T50
fin T50
dA
EA
EB ↓
iB
CB
EB EA EB
dA / EA dB / EB
EB .
30
Grao en Enxeñería Mecánica Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
Redes de Petri: Implantación directa (I)
• Método sistemático de generación de código en el API a partir de la RdP:
– Asignar entradas y salidas del API a eventos y acciones de la RdP.
– Asignar marcas del API a las transiciones y lugares de la RdP.
– Programar en distintos módulos (FCn) del API
• 1ª fase: Evaluación de las condiciones de disparo de las transiciones.
M 1.0
E 1.0
& =
M 3.0
M 1.1
E 1.1
& =
M 3.1
& =
M 3.2
E 1.1
E 1.2
M 1.2
M 1.3
FC1
P = E 1.0
A = E 1.1
B = E 1.2
d = A 2.0
i = A 2.1
M 1.0
M 1.1
M 1.2
M 1.3
M 3.0
M 3.1
M 3.2
P
A i
d, i
d
A.B
31
Grao en Enxeñería Mecánica Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
Redes de Petri: Implantación directa (II)
• Método sistemático de generación de código en el API a partir de la RdP:
– Programar en distintos módulos (FCn) del API …
• 2ª fase: Disparo de las transiciones y evolución del marcado.
RS R
S Q
M 1.0
M 3.2
M 3.0 RS
R
S Q
M 1.1
M 3.0
M 3.1
RS R
S Q
M 1.2
M 3.0
M 3.2
RS R
S Q
M 1.3
M 3.1
M 3.2
FC2
P = E 1.0
A = E 1.1
B = E 1.2
d = A 2.0
i = A 2.1
M 1.0
M 1.1
M 1.2
M 1.3
M 3.0
M 3.1
M 3.2
P
A i
d, i
d
A.B
32
Grao en Enxeñería Mecánica Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
Redes de Petri: Implantación directa (III)
• Método sistemático de generación de código en el API a partir de la RdP:
– Programar en distintos módulos (FCn) del API …
• 3ª fase: Activación de las salidas.
– Establecer condiciones iniciales (marcado, contaje, …) en módulo
específico (OB100).
– Programar en otro módulo operaciones de temporización, contaje, …
– Establecer en el módulo principal (OB1) las llamadas al resto de módulos.
≥ 1
=
A 2.0
=
A 2.1 ≥ 1
M 1.1
M 1.3
M 1.2
M 1.3
FC3
P = E 1.0
A = E 1.1
B = E 1.2
d = A 2.0
i = A 2.1
M 1.0
M 1.1
M 1.2
M 1.3
M 3.0
M 3.1
M 3.2
P
A i
d, i
d
A.B
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
33
Grao en Enxeñería Mecánica
Redes de Petri: Implantación normalizada
• Dificultad para describir e implantar en KOP, FUP o AWL procesos complejos.
• Necesidad de facilitar la comunicación entre personal de diferente formación.
• Posibilidad de diseñar programas de control sin conocer los lenguajes citados.
• GRAFCET: Lenguaje gráfico, evolucionado a partir de RdP, para representar
sistemas secuenciales:
– Representación gráfica de la evolución de un proceso mediante una
sucesión de etapas.
– Cada etapa lleva asociadas unas acciones, que se ejecutan cuando la etapa
está activa.
– Entre 2 etapas existe una transición, con una condición asociada. La
transición es válida si la etapa anterior está activa.
– La verificación de la condición de una transición válida implica la
activación de la etapa siguiente y la desactivación de la precedente.
– Las etapas iniciales se activan en la puesta en marcha.
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
34
Grao en Enxeñería Mecánica
GRAFCET: Etapas
• Una etapa corresponde a un estado de funcionamiento estable.
• Se representan mediante un cuadrado con un número en su interior, que indica
el orden de la etapa en el Grafcet.
2 0 5 1
Abrir válvula Activar motor
Abrir válvula
Activar motor
• Las etapas iniciales se representan con un cuadrado doble y debe existir como
mínimo una.
• Una etapa puede tener más de una entrada / salida.
• Las acciones asociadas a las etapas se representan dentro de rectángulos,
situados a la derecha de las etapas y, conectados a las mismas.
6
6
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
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35
Grao en Enxeñería Mecánica
GRAFCET: Transiciones
• Permiten representar la posibilidad de evolución entre etapas. Esta evolución se
produce al franquear la transición.
• Se representan con un trazo perpendicular a la línea que une dos etapas
consecutivas.
2
3
D A.B
1
2
6
7
t/6/10s
5
6
=1 E↑
4
5
M↓
3
4
• La condición que permite franquear una transición se denomina condición de
transición.
• Para la evaluación de la condición de transición se utiliza lógica positiva.
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de Autómatas
36
Grao en Enxeñería Mecánica
GRAFCET: Uniones
• Las uniones, arcos orientados o caminos, indican las vías de evolución del
GRAFCET.
• Conectan etapas con transiciones y transiciones con etapas.
• El sentido general de evolución es de arriba hacia abajo. Cuando no sea éste, se
indicará mediante flechas.
• Estructuras básicas:
A.B
1
2
3
E↑
Secuencia Selección Salto Repetición Simultaneidad
A.B
5
E↑
6
4
D E↓
7
A.B
3
4
5
E↑
E↓
D
A.B
2
3
4
E↑
D
E↓
A.B
6 7
8
5
E↓
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
37
Grao en Enxeñería Mecánica
GRAFCET: Ejemplo montacargas (I)
• Dos montacargas pueden ascender (acciones u1/u2) o descender (acciones d1/d2).
En los extremos de los recorridos existen fines de carrera superiores (A1/A2) e
inferiores (B1/B2). En la situación inicial ambos montacargas se encuentran en
su posición inferior.
• Caso 1:
– Cada montacargas posee un pulsador
independiente (M1/M2) para comenzar el
movimiento ascendente.
– No se permite el funcionamiento
simultáneo de ambos montacargas.
– El accionamiento simultáneo de los 2
pulsadores no puede ocurrir.
– Al llegar al extremo superior el
montacargas correspondiente desciende
hasta la situación inicial.
0
M1 M2
1 u1 3 u2
A1 A2
2 d1 4 d2
B1 B2
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
38
Grao en Enxeñería Mecánica
GRAFCET: Ejemplo montacargas (II)
• Caso 2:
– Un único pulsador (M) permite
comenzar el movimiento ascendente
de ambos montacargas a la vez.
– Al llegar a su extremo superior, cada
montacargas desciende hasta su
situación inicial.
– Para comenzar cada ciclo es
necesario que ambos montacargas se
encuentren en su posición inferior.
0
M
u1 1 3 u2
A1 A2
d1 2 4 d2
B1.B2
B1 B2
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
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39
Grao en Enxeñería Mecánica
GRAFCET: Ejemplo montacargas (III)
• Caso 3:
– Igual al caso anterior, pero ambos
montacargas han de comenzar su
descenso a la vez.
M
1 u1 u2
2 d1 d2
0
B1.B2
B1 B2
A1 A2
A1.A2
M
u1 1 3 u2
A1 A2
2 4
0
d1 5 7 d2
B1 B2
6 8
Fundamentos de Automática – Modelado de Sistemas para la Programación
de Autómatas
40
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Introducción
• Lenguaje gráfico de programación de autómatas de Siemens, basado en la
normalización del GRAFCET. Implanta los conceptos
– Etapas.
– Transiciones.
– Estructuras:
• Cadenas secuenciales.
• Saltos.
• Ramas alternativas.
• Ramas simultáneas.
– Acciones asociadas a etapas:
• Estándar / Controladas por eventos.
• Condicionadas.
• Activación / Desactivación etapas.
– Temporizaciones y contajes.
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de Autómatas
41
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Etapas y Transiciones
Sn Nombre n
Nombre n
Acción
Ti Nombre i
Sn+1 Nombre n+1
Nombre n+1
Ti+1 Nombre i+1
Sn+2 Nombre n+2
Nombre n+2
Acción
Acción
Ti+2 Nombre i+2
E 1.5 E 5.1
E 8.8 &
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de Autómatas
42
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Estructuras (I)
Sn
Ti
Sn+1
Ti+1 Ti+2
Ti+1
Sn
Sm
Tj
Sm+1
Tj+1
Ti+2
Tj+1
• Cadenas secuenciales y saltos.
Sm Sm
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de Autómatas
43
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Estructuras (II)
• Ramas alternativas y simultáneas.
S1
T1 T6 T7
S2
S3
T2
Sm Sx
S4
T3
Tm
S5
T5
S1
T5
Tz
Ty
T4
Sy Sz
Tz
S1
Tx Tx+1
Sm Sx
T1
S2
S3
T2
S4
S5
T5
S1
T5
Sz
S1
T3
Tx
Sy
Sn
Ty
T4
• Acciones estándar: Se ejecutan mientras la etapa se encuentre activa.
• Acciones controladas por eventos: Se ejecutan cuando se cumple el evento
asociado
– El estado del evento se detecta mediante evaluación por flancos.
– Operaciones específicas para activar / desactivar otras etapas.
• Acciones condicionadas: Se ejecutan cuando se cumple la condición asociada
– Se aplican tanto a acciones estándar como controladas por eventos.
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de Autómatas
44
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Acciones
• Se ejecutan de “arriba” a “abajo” cuando se activa la etapa. Se componen de
– Un evento (opcional) y una operación.
– Un operando o una asignación.
Sn Nombre n
Nombre n
op2
operando x ev
operando y
op1
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de Autómatas
45
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Acciones estándar
Operación Operando Descripción
N A, E, M, D Mientras esté activa la etapa la señal del operando será 1.
S A, E, M, D Activar: Al activarse la etapa el operando se pondrá a 1 y
permanecerá en dicho estado al desactivarse la etapa.
R A, E, M, D Desactivar: Al activarse la etapa el operando se pondrá a 0 y
permanecerá en dicho estado al desactivarse la etapa.
D A, E, M, D
T#<n>
Retardo a la conexión: El operando se pondrá a 1 n seg. después de la
activación de la etapa, y permanecerá en ese estado hasta la
desactivación de la misma.
L A, E, M, D
T#<n>
Impulso limitado: El operando se pondrá a 1 al activarse la etapa y permanecerá en ese estado n seg. o hasta que se desactive la etapa.
CALL FBx, FCx Llamada a bloque: Al activarse la etapa se llama al bloque indicado.
Sn Nombre n
Nombre n
D
M 1.0 N
A 5.7
S A 2.3
T#3M25S
Evento Significado
S1
S0 ETAPA
INACTIVA
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de Autómatas
46
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Acciones con eventos
Sn Nombre n
Nombre n
M 1.0 S1 N
A 3.6 S0 S
• Sólo se ejecutan en el ciclo en el que aparece el evento.
S0 = 1 ETAPA
INACTIVA
S1 = 1
ETAPA ACTIVA
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de Autómatas
47
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Acciones especiales
Sn Nombre n
Nombre n
M 1.0 S1 NC
A 5.0 R
• Acciones para activar / desactivar etapas.
E 3.4 M 8.7 Interlock
C
C
A 3.6 SC
Evento Operación Operando Descripción
S1 ON, OFF Sn Activar (ON) o desactivar (OFF) la etapa n en
función del evento.
S1 OFF S_ALL Desactivar todas las etapas, a excepción de la etapa
en la que se encuentra la acción.
S0 ON, OFF Sn Activar (ON) o desactivar (OFF) la etapa n en
función del evento.
• Acciones condicionadas.
S5 S0 ON
S8 S1 OFF
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de Autómatas
48
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Operandos específicos
• Permiten utilizar las informaciones de sistema relativas a las etapas como
operandos en transiciones, interlocks y acciones.
Operando Significado
Sn.X Variable binaria que indica si la etapa Sn está activa o no.
Sn.T Variable que indica el tiempo total transcurrido desde la última activación de la etapa Sn.
Sn.U Variable que indica el tiempo transcurrido, sin errores, desde la última activación de la etapa Sn.
Transn.TT Variable binaria que indica si se verifica la condición asociada a la transición Transn.
Sn
Ti & E 3.4
Sm.X
Sn
Ti Cmp
>= Sn.T
T#30S
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de Autómatas
49
Grao en Enxeñería Mecánica
S7-GRAPH: Ejemplo
• Caso 3 ejemplo montacargas de GRAFCET.
S0
T3
S0
S1 S2
S3 S4
T1
T2
T3
C
C
C
C
C
“A1”
C
“A2”
C
“B1”
C
“B2”
&
&
&
“A1”
“A2”
“B1”
“B2”
“M”
N “u1” “u2”
NC “d1” NC “d2”
C N C