11.04.23 GRAFCET 1

GRAFCETGRAFCETSpezifikationssprache für Spezifikationssprache für

Funktionspläne der AblaufsteuerungFunktionspläne der Ablaufsteuerung

GRAFCET

specification language for sequential function charts

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Die Norm

• GRAFCET: IEC 60848 vom April 2002• GRAFCET: EN 60848 vom Dezember 2002• löst DIN 40719 T. 6 zum 1. 4. 2005 endgültig ab• GRAFCET existiert neben der Ablaufsprache nach

EN 6 1131 T. 3 (SPS-Programmiersprache)

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Die Problematik

• Beschreibung einer Ablaufsteuerung:– „Eine Ablaufsteuerung ist eine Steuerung mit zwangsläufig

schrittweisem Ablauf, bei der der Übergang von einem Schritt auf den oder die folgenden abhängig von Übergangsbedingungen erfolgt.“ (DIN 19 226 T5, 02/1994)

– Beispiele: Handhabungsgerät, Montageautomat usw.• Gegensatz: Verknüpfungssteuerung

– „Eine Verknüpfungssteuerung ordnet den Zuständen der Eingangssignale durch Boolesche Verknüpfungen definierte Zustände der Ausgangssignale zu.“(DIN 19 226 T5, 02/1994)

– Beispiele: Kransteuerung, Baggersteuerung, Alarmanlage usw.

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Beschreibung einer Ablaufsteuerung

• Kurzschreibweise • Weg-Schritt-Diagramm (frühere VDI-Richtlinie),

Funktionsdiagramm• Funktionsplan (DIN 40719 T. 6)• Ablaufsprache (EN 6 1131 T. 3)• GRAFCET (EN 60848)• S7-Programm mit Merkern

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Ein konkretes Beispiel: Die Bohrmaschine

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Ablaufbeschreibung

Bei der Bohrmaschine wird• ein Teil ausgeschoben und zugleich gespannt• der Bohrmotor eingeschaltet• das Teil gebohrt• der Bohrer in Grundstellung gefahren• der Bohrmotor ausgeschaltet• das Werkstück entspannt• das Werkstück ausgeworfen• der Auswerfer in Grundstellung gefahren

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1. Kurzschreibweise (1/2)

• A: 1A1: Spannen• B: 2A1: Bohren• C: 3A1: Auswerfen• D: M1: Bohrmotor

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1. Kurzschreibweise (2/2)

A+ D+ B+ B- D- A- C+ C-

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5. Grafcet1/2

Bohrmaschine.igx

Initialisierung

Start * Grundstellung

S1

Spannen

gespannt

S2

Bohrmotor := 1

Bohrmotor ist an

S3

Bohren

Bohrzylinder ist ausgefahren

S4

A

B

Bohrmaschine.igx

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5. Grafcet2/2

Bohrmaschine.igx

Bohrzylinder ist oben

A

A

S5

Bohrmotor := 0

Bohrmotor ist aus

S6

Entspannen

Entspannt

S7

Auswerfen

Auswerfer ist ausgefahren

S8

Auswerfer ist eingefahren

B

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Umsetzung des Grafcet in ein SPS-Programm mit Merkern

• Die löschende Taktkette– Jeder Schritt besteht aus einer Selbsthaltung mit

einem Merker

– SETZEN durch vorheriger Schritt UND Bedingungen

– RÜCKSETZEN durch nachfolgenden Schritt

– Bedingung für den Initialisierungsschritt: ALLE anderen Schritte NICHT aktiv (außer Sprungschritt)

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Die Grundregeln des Grafcet (wie Ablaufsprache)

• Jeder GRAFCET hat einen Initialisierungsschritt (doppelt umrandet)

• Es folgen immer Schritt auf Transition und umgekehrt– es darf niemals zwei Transitionen hintereinander

(ohne Schritt dazwischen) geben– es darf niemals zwei Schritte hintereinander (ohne

Transition dazwischen) geben• In der Automatisierungstechnik benötigen wir in der

Regel einen Sprung (ein GRAFCET, das mit einem Schritt endet, kann nur EIN Teil produzieren!)

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Verzweigungen im GRAFCET (wie Ablaufsprache)

Wir kennen:• den geradlinigen Ablauf (siehe das Beispiel

Bohrmaschine)• parallele Ketten (Doppellinie: Eine Transition aktiviert

mehrere Schritte)– Beispiel: Rundschalttisch

• alternative Ketten (einfache Linie, für jede Kette eine eigene Transition)– Beispiel: Links- oder Rechtslenker

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Transition

• im GRAFCET kann die Übergangsbedingung sprachlich formuliert werden– z.B.: Tür geschlossen und kein Druck vorhanden

• oder die Symbole ·, + für UND, ODER benutzt– z.B.: [t > 8°C] · k

• zusätzlich sind für steigende und fallende Flanke möglich• zusätzlich sind Ein-/Ausschaltverzögerung möglich

z.B.: 5s/4S1• Wird der Schritt als Variable gewünscht, so wird vor die

Schrittnummer ein X gestellt: z.B. 2s/X12 (Schritt 12 muss 2 Sekunden aktiv sein)

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Aktion (1/3)

• Die Aktion besteht nur aus EINEM Feld (anders als Ablaufsprache!)• Die Zuweisung benutzt das einfache Rechteck

– Beispiel:

• Die speichernde Aktion benutzt die Schreibweise des Strukturierten Textes: 1M1 := 1

Spannen

1M1 := 1

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Aktion (2/3)

• Die Aktion kann ergänzt werden durch , um Aktionen zu definieren, die bei Schrittbeginn oder Schrittende vorgesehen sind

• Die Aktion kann ergänzt werden um | eine Bedingung zuzufügen

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Aktion 3/3

Schritt

Zuweisung

bedingte Zuweisung

Bedingung

Aktion bei Schrittbeginn

Aktion bei Schrittende