Der Ursprung von GRAFCET

Der geschichtliche Hintergrund

berall in unserer Umgebung finden sich Baugruppen und Anlagen, die ber unter-schiedliche Funktionen verfgen und verschiedene Arbeiten verrichten. Der Rahmen die-ser Funktionen kann sich von einem einfachen Ein- und Ausschalten einer Baugruppewie z.B. eines Elektromotors einer Lftung bis hin zu sehr komplexen Steuerungen einerProduktionsstrae erstrecken.

Da heute - im Gegensatz zu frher - die Personen, die eine Anlage konstruieren, diese inder Regel nicht eigenhndig bauen, aufstellen bzw. betreiben, ist die Dokumentation derFunktionsweise dieser Anlage bis hin zu ihrem Betrieb sehr wichtig. Mit Hilfe dieserDokumentation kann nun eine fremde Fachkraft an jeder Stelle der Produktion der Bau-gruppe/Anlage, ihres Aufstellens und ihrer Inbetriebnahme die notwendige Steuerungnachvollziehen und einrichten bzw. die ordnungsgeme Funktion der Baugruppe/An-lage berprfen.

International haben sich unterschiedliche Sprachen zur Darstellung dieser Steuerungenherausgebildet. Whrend sich in Deutschland das Weg-Schritt-Diagramm speziell im Be-reich der Steuerungstechnik etablierte und zur DIN 40719 Teil 6 Funktionsplan ausgear-beitet wurde, entwickelte eine Arbeitsgruppe der franzsischen AFCET (Association fran-caise des science et technologies de linformation et des systems = Franzsische Gesell-schaft fr Wissenschaft und Technologie fr Information und Systeme) eine eigene Ab-laufsprache.

Die Entwurfssprache GRAFCET (Graphe Fonctioniel de Commande Etape Transition -Graphische Darstellung von Ablaufprogrammen einer Steuerung) besitzt gegenber Dar-stellungsformen wie dem bekannten Funktionsplan den groen Vorteil, Unklarheiten undWidersprche in den bestehenden Darstellungsnormen bzw. fehlende und nicht genorm-te Inhalte verlsslich darstellen zu knnen.

Seit 1992 ist GRAFCET auch in Deutschland zu finden, wurde 2002 als verbindliche,europische Norm festgesetzt und ersetzt alle entsprechenden nationalen Normen. So-mit steht mit GRAFCET erstmals eine europaweit gltige Darstellungsnorm fr Steue-rungsablufe zur Verfgung. Seit April 2005 ist die Gltigkeit der DIN 40719 Teil 6Funktionsplan erloschen.

Grnde der Normnderung von der DIN 40719-6 Funktionsplan zur DIN EN 60848 GRAFCET

1. Unklare, verwirrende oder gar widersprchliche Stellen wurden eliminiert2. Fehlende, nicht genormte Inhalte sind nun erfasst3. Europaweite Internationalisierung des Gltigkeitsbereichs

D

eu

tsc

he

Ste

inko

hle

AG

4Beenden

Beispiel 1

Arbeitsplatz an einer Presse

An einer Presse befindet sich ein Taster, um die Presse zu starten. Bei Bettigung desTasters fhrt der Pressstempel nach unten. Nach Erreichung der unteren Endstellung(BG 1) fhrt die Presse automatisch zurck in die obere Endstellung

Das Weg-Schritt-Diagramm

D

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Ste

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AG

7

1

1

1

2

SF1

BG1

(Taster ein )

(untere Endstellung )

Erklrung der Funktionsschritte:

1: Betriebsbereit2: Presszyklus

Benennung ZustandNr.Schritt

Zeit in sBauglieder

1A

5/2 WegeStellglied

Zylinder 21

Schaltstellung bSchaltstellung a

1 2

SF 1

BG 1

3 = 1^

Der Ablaufplan nach GRAFCET

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Grundfunktionen der Norm

Aktionen

Jeder Funktionsschritt beinhaltet eine Aktion wie z.B. das Aktivieren der Presse aus denBeispielen 1 und 2. Die Aktion wird durch ein Rechteck beliebiger Lnge rechts nebendem Funktionsschritt dargestellt und ist durch eine Wirklinie mit dem Funktionsschrittverbunden. Die Rechtecke von Funktionsschritt und Aktion besitzen die gleiche Hhe.Die Aktionen beinhalten verschiedenartige Aktivitten.

- Kontinuierlich wirkende Aktion:Die Dauer der Aktion (Presszyklus) ist identisch mit der Dauer desFunktionsschritts 2.

- Aktion mit Zuweisungsbedingung:Im Funktionsschritt 314 wird die Variable MA22 der Aktion nur dann aktiviert,wenn die Zuweisungsbedingung C4 erfllt ist. C4 ist eine Variable und kein Bauteil*. Diese Aktionsform wird durch eine senkrechte Linie nach oben mit dazu-gehriger Bedingung dargestellt. Analog zu den Zustnden bei Transitionen wird bei Zuweisungsbedingungen von zwei Zustnden gesprochen:

erfllt = WAHR = TRUE = EIN = 1 (Binrcode)nicht erfllt = FALSCH = FALSE = AUS = 0

D

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Ste

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AG

11

Presszyklus

1

2

SF1* SF2

BG1

( Taster ein )

(untere Endstellung )

314MA22

C4

* Bauteile als Zuweisungsbedingungen, siehe Aktion bei Ereignis

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Beispiel 7

Erstellen eines Main-GRAFCET

Ein Main-GRAFCET (G 1) soll erstellt werden, der einen Teil-GRAFCET (G 10) aktiviert.Nach Bettigung des Not-Aus-Schalters (NOTAUS), soll der Teil-GRAFCET (G 10) unter-brochen werden. Nach dem Zurcksetzen des Not-Aus-Schalters (NOTAUS), soll derTeil-GRAFCET (G 10) erneut starten.

Main-GRAFCET G 1:

Der Start-/Funktionsschritt 1 des Main-GRAFCET (G1) intitialisiert den Teil-GRAFCET(G10). Das bedeutet, dass der INIT-Befehl den Teil-GRAFCET (G10) so lange im Start-schritt festhlt, bis der Start-/ Funktionsschritt 1 des Main-GRAFCETs verlassen wirdund die untergeordnete Steuerung frei gibt.

Bei Bettigung des Not-Aus-Schalters wird der Funktionsschritt 2 von G1 deaktiviertund der Main-GRAFCET springt an seinen Startschritt mit dem INIT-Befehl zurck. DerINIT-Befehl deaktiviert alle Funktionsschritte von G10 und initialisiert erneut den unterge-ordneten Teil-GRAFCET.

D

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AG

29

2

G 10{INIT}

NOTAUS

NOTAUS

1

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bungsaufgaben

Lsung Aufgabe 11b

D

eu

tsc

he

Ste

inko

hle

AG

73

MA1:=1

MA1:=0

MA1:=0

MA1:=1

5s/X4

1

2

SF1*BG1

BG1

BG1

SF2

SF2

SF2

3

4

BG1

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