grafcet 02 2005 - · PDF fileBei GRAFCET werden sie auch in dieser Beziehung fündig. Dies ist keine Nachlässigkeit früherer Norm-Verantwortlichen. Dies ist ein Beweis für die

02/2005

Zusammenfassung

DIN EN 60848

GRAFCET

GRAphe Fonctionnel

de Commande Etape

Transition

Seminarunterlage

S1*S4*1B1*2B1*3B1 S1* *1B1*2B1*3B1S4

1B2 2B2

1

1M1:=1 2M1:=1

3M1:=1

2A 2B

3

Benennung: SEM.UNT.GRAFCET

Bezeichnung: D:SEMU-GRAFCET-DE

Stand: 02/2005

Autoren: Gerhard Schmidt

Grafik: Doris Schwarzenberger

Layout: 02.02.2005, Beatrice Huber

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, 2005

Internet: www.festo.com/didactic

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© Festo Didactic GmbH & Co. KG • GRAFCET 3

1. Ablaufbeschreibungen im historischen Rückblick _____________________ 5

2. Warum eine neue Norm? _________________________________________ 7

3. Die Grundfunktionen der Norm____________________________________ 8

4. Hierarchische GRAFCETs ________________________________________ 18

Inhalt

4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • GRAFCET


Nein, es war nicht immer so wie heute. Früher, in der sogenannten guten alten Zeit,

gab es weniger Regeln und Vorschriften. Warum auch. Es gab nur wenige kleine, und

somit übersichtliche Maschinen und Anlagen. Für die meisten bestand keinerlei

Dokumentation. Die Entwicklung einer Maschine wurde selten am Reißbrett

durchgeführt. Üblich war eine „Entwicklung“ am Produktionsstandort, indem Stück

für Stück von der reinen Handarbeit in Richtung Automatisierung gebastelt wurde.

Die Marschrichtung war dabei klar und denkbar einfach:

Probieren, ob es klappt!

• Wenn ja: gut so! (Rücke vor bis auf Los! Ziehe 4000M ein!)

• Wenn nein: Weiter probieren! (Gehe 3 Felder zurück! Gehe nicht über Los! Ziehe

nicht 4000M ein!)

Das Problem einer nicht vorhandenen Dokumentation existierte auch überhaupt

nicht, waren die Maschinen und Anlagen doch ausschließlich für den eigenen

Gebrauch bestimmt. Und außerdem: in der guten alten Zeit wechselte ohnehin kaum

jemand den Arbeitsplatz. Das Wissen über die Funktionen und Besonderheiten der

Maschinen war dadurch jederzeit parat.

Aber die Zeiten änderten sich! Man baute Maschinen nicht mehr nur für den

Eigenbedarf, oder man kaufte fertige Maschinen ein. Und plötzlich gab es ein

Problem: Maschinen mussten von Personen gewartet, repariert und optimiert

werden, die diese Maschinen zum ersten Mal in ihrem Leben sahen! Somit entstand

ein Bedarf an einer Beschreibung über die Funktion der Anlage, an einem

verständlichen Schaltplan, eben an einer einheitlichen Dokumentation.

Es entstanden Normen über Schaltzeichen der (damals existierenden) Geräte und

eine Norm über Funktionsdiagramme. Mit dieser Norm wurde der damalige Stand

der Automatisierungstechnik voll und ganz abgedeckt. Die Abläufe waren damals

linear, es gab keine Zeitfunktionen, keine Zählfunktionen und keine

Programmvarianten.

Aber die Zeit blieb nicht stehen. Im Gegenteil, es ging immer schneller voran. War

die Zeitfunktion noch recht leicht in einem Weg-Schritt-Diagramm darzustellen,

stellten beispielsweise Schleifenzähler oder Programmvarianten trotz Verbesserung

der Norm praktisch unüberwindbare Hindernisse dar. Die Automatisierungstechnik

forderte neue Möglichkeiten der grafischen Ablaufbeschreibung. Aus diesen

Bedürfnissen war zwischenzeitlich die Ablaufbeschreibung „Funktionsplan“ geboren

worden. Klar, auch sie hatte am Anfang ihre Macken, Ungereimtheiten und

Schwachstellen. Als der Funktionsplan Anfang 1992 wesentlich verbessert wurde

und von der Industrie auch akzeptiert wurde, gab sich das Funktionsdiagramm

geschlagen.

1. Ablaufbeschreibungen im historischen Rückblick

1. Ablaufbeschreibungen im historischen Rückblick


Die Automatisierungstechnik entwickelte sich aber immer weiter und weiter. Und

das Gute wurde ein Opfer des Besseren. Das ist übrigens nicht neu. Es gilt schon seit

der Erfindung des Faustkeils.

So traf es auch die Norm Funktionsplan. Ihr Nachfolger ist europaweit gültig und

heißt GRAFCET. Im Vergleich zum Funktionsplan mag GRAFCET auf den ersten Blick

verwirrend wirken. Beim genaueren Hinsehen fällt auf, dass Einiges klarer definiert

und vereinfacht wurde. Die fehlende Strukturierung bis hin zu den Betriebsarten ist

nun auch klar genormt.

Also stehen wir wieder an einer Stelle, an der es heißt, von vertrautem Abschied zu

nehmen und sich mit dem aktuellen Stand der Automatisierungstechnik auseinander

zu setzen. Denn wie heißt es so schön: Wer auf dem Stand von „heute“ stehen

bleibt, ist morgen „von gestern“.

Historie*

Bis 31 Januar 1963 Unbekannte „graue“ Vorzeit

1. Februar 1963 VDI 3260 „Funktionsdiagramme“ erscheint (neu oder aktualisiert?) und

normt WSD/WZD/Funktionsdiagramm

1. Dezember 1966 VDI 3226 „pneumatische Schaltpläne“ erscheint und verweist auf

Funktionsdiagramme

1. März 1977 DIN 40719 Teil 6 „Funktionsplan“ erscheint (neu oder aktualisiert?)

1. Juli 1977 VDI 3260 „Funktionsdiagramme“ erscheint in aktualisierter Form

1. November 1991 Zurücknahme der VDI 3226 „pneumatische Schaltpläne“

1. Februar 1992 DIN 40719 Teil 6 „Funktionsplan“ erscheint in aktualisierter Form mit seinem

heutigen Ausgabestand

1. Dezember 1994 Zurücknahme der VDI 3260 „Funktionsdiagramme“ mit der Bemerkung:

„Der Regelsetzer empfiehlt die Anwendung von DIN 40719-6 (1992-02)“

1. April 2002 DIN EN 60848 „GRAFCET“ wird Norm und ersetzt DIN 40719 Teil 6

Beide Normen sind für eine Übergangsfrist von 3 Jahren parallel gültig.

31. März 2005 Letzter Gültigkeitsstag der DIN 40719 Teil 6 „Funktionsplan“

* Ohne Anspruch auf Vollständigkeit


Kein Mensch wird sich ernsthaft die Mühe machen, eine Norm nur so zum Spaß zu

erstellen. Es gibt mindestens 3 wichtige Gründe eine Norm zu überarbeiten oder gar

neu zu erstellen.

1. Unklare, verwirrende oder gar widersprüchliche Stellen in der gültigen Norm

2. Fehlende, nicht genormte Inhalte

3. Internationalisierung des Gültigkeitsbereich

Bei der Umstellung von DIN 40719-6 (Funktionsplan) auf DIN EN 60848 (GRAFCET)

fällt eines sofort an der Bezeichnung auf: der Gültigkeitsbereich. War der

Funktionsplan eine deutsche Norm, so ist der GRAFCET in ganz Europa gültig. Die

europäische Herkunft ist auch am Namen erkennbar. GRAFCET ist eine Abkürzung,

die aus dem französischen stammt:

GRAphe Fonctionnel de Commande Etape Transition.

Ins deutsche übersetzt bedeutet dies:

Darstellung der Steuerungsfunktion mit Schritten und Weiterschaltbedingungen.

Beim Vergleich alt <=> neu fällt auf, dass es beispielsweise statt dem bisherigen

Buchstabensalat bei den Aktionen nur noch einige wenige, aber eindeutige Pfeile

gibt. Das Sortiment an Kennzeichnungsbuchstaben ist somit entfallen. Ebenso die

Buchstaben der Rückmeldungen mit all ihren Bezeichnungen. Auch der allgemeine

„speichernde Befehl“ wird jetzt auch einfache Art exakt beschrieben und ist einen

nicht unerheblichen Schritt näher am SPS-Programm. Also eine klare Vereinfachung.

Es gibt somit viel weniger Diskussionen und Rückfragen, wenn ein GRAFCET

beispielsweise in ein S7-GRAPH-Programm übernommen werden muss.

Hierarchie-Ebenen, notwendig für exakt definierte Grob-Fein-Strukturen und für alle

Betriebsarten bis hin zu NOT-AUS suchten sie in der DIN 40719-6 bisher vergebens.

Bei GRAFCET werden sie auch in dieser Beziehung fündig. Dies ist keine

Nachlässigkeit früherer Norm-Verantwortlichen. Dies ist ein Beweis für die

Weiterentwicklung der Automatisierungstechnik. Denn die Praxis zeigt: Je

weiterentwickelter die Maschine, desto wichtiger sind Betriebsarten und deren

Hierarchien. Damit sind die Lücken in der Normung geschlossen worden. Zumindest

für heute, auch wenn damit zu rechnen ist, dass sich in der Zukunft neue Lücken

auftun werden.

2. Warum eine neue Norm?


Nachfolgend sind die wichtigsten Teile der Norm zusammengefasst:

Die Abläufe werden in Schritte unterteilt. Jeder Schritt wird als Kästchen dargestellt,

wobei das Quadrat dem Rechteck vorzuziehen ist. In der oberen Mitte des

Schrittfeldes muss eine alphanumerische Kennzeichnung stehen.

2 93 8B

Zu jeder Schrittkette gehört ein Startschritt. Es ist die Grundstellung der Steuerung,

der Schritt, in dem die Steuerung (nicht die Maschine!) unmittelbar nach dem

Einschalten der Steuerung steht. Er ist erkennbar am doppelten Rahmen.

1

Um von einem Schritt zum nächsten Schritt zu kommen muss eine Bedingung erfüllt

werden. Sie heißt Übergangsbedingung oder Transition. Üblicherweise liegt sie auf

einer von oben nach unten führenden Wirklinie zwischen 2 Schritten, darf aber,

wenn es die Übersichtlichkeit erfordert auch auf einer waagrechten Wirklinie liegen,

die zu einem anderen Schritt führt.

S1*1B1

7

8

( )Presse hoch

S4

Die Weiterschaltbedingung steht auf der rechten Seite der Transition.

Die Transition darf mit einen Transitionsnamen versehen werden. Um

Verwechslungen zu vermeiden, ist er links anzuordnen und muss in Klammern

stehen.

Die Weiterschaltbedingung darf in Textform, mit einem booleschen Ausdruck oder

mit Hilfe grafischer Symbole dargestellt werden. Allerdings ist zu beachten, dass

sämtliche Beispiele in der Norm mit booleschen Ausdrücken beschrieben sind.

3. Die Grundfunktionen der Norm

Schritte

Startschritt

Übergangsbedingung



Zur Erinnerung: Der Punkt, bzw. der dafür verwendete Stern beschreibt eine UND-

Verknüpfung, das Plus-Zeichen beschreibt eine ODER-Verknüpfung. Negationen

werden mit einem Strich über dem Variablennamen beschrieben.

Soll nach Ablauf einer festgelegen Zeit in den nächsten Schritt weitergeschaltet

werden, so ist als Weiterschaltbedingung die Zeit und der boolsche Zustand des

aktiven Schritts, getrennt durch einen Schrägstrich, anzugeben (x Z Bool).

10s/X9

9

10

Um einen fehlerfreien Ablauf zu erstellen, müssen sich Schritte und Transitionen

immer abwechseln!

Wichtigste Regel



An einen Schritt kann eine oder mehrere Aktionen angehängt werden. Eine Aktion

wird als Rechteck mit beliebigem Seitenverhältnis dargestellt. Empfehlung der

Norm: gleiche Höhe wie Schrittfeld. Unterschiedliches Verhalten der Aktionen

werden mit unterschiedlichen Zusätzen dargestellt.

Mehrere Aktionen können nach folgendem Muster an einen Schritt angeschlossen

werden. Die Reihenfolge der Darstellung ist keine zeitliche Reihenfolge!

Aktion 1

Aktion 1

Aktion 1 Aktion 1

Aktion 2

Aktion 2

Aktion 3

Aktion 3

Aktion 2

Aktion 2

Aktion 3

Aktion 3

77

77

7777

Die Aktionen können unterschiedliches Verhalten annehmen. Die Unterscheidung

erfolgt durch die Darstellung und Beschreibung.

Bei der kontinuierlichen Aktion wird für die Dauer der Aktivierung des Schrittes der

beschriebenen Variable der Wert 1 (TRUE) zugewiesen.

3M2

Ventilspule 3M2

Schalte Ventilspule 3M2

4

4

4

(Falls sie sich über den Buchstaben „M“ wundern und ein „Y“ erwartet hätten: Im

Dezember 2000 wurde die DIN 40719-2 durch die DIN EN 61346-2 ersetzt. Seit

diesem Datum heißen Spulen normgerecht „M“.)

Aktionen

Kontinuierlich wirkende

Aktion



Der in der Aktion beschriebenen Variable wird nur dann der Wert 1 (TRUE)

zugewiesen, wenn die Zuweisungsbedingung (im Beispiel B12) erfüllt ist (TRUE).

Andernfalls wird der Variable der Wert 0 (FALSE) zugewiesen, auch wenn der Schritt

(im Beispiel Schritt 3) aktiv ist.

1M23

B12

Zum Zeitpunkt der Aktivierung des Schrittes (Steigende Flanke => Pfeil nach oben)

wird der beschriebenen Variable der angegebene Wert zugewiesen. Der Wert bleibt

solange gespeichert, bis er durch eine Aktion überschrieben wird.

4M1:=1

C:=C+1

9

11

Im oberen Beispiel wird bei Aktivierung des Schrittes 9 die Ventilspule 4M1

eingeschaltet.

Im unteren Beispiel wird bei Aktivierung des Schrittes 11 der Stand der Variable C

um 1 erhöht.

Zum Zeitpunkt der Deaktivierung des Schrittes (Fallende Flanke => Pfeil nach unten)

wird der beschriebenen Variable der angegebene Wert zugewiesen. Der Wert bleibt

solange gespeichert, bis er durch eine Aktion überschrieben wird.

4M1:=012

Aktion mit

Zuweisungsbedingung

Speichernde Aktion bei

Aktivierung des Schrittes

Speichernde Aktion bei

Deaktivierung des Schrittes



Der in der Aktion beschriebenen Variable wird nur dann der angegebene Wert

zugewiesen, wenn bei aktivem Schritt an der Zuweisungsbedingung (im Beispiel

2B1) eine steigende Flanke auftritt (Pfeil an der Variable nach oben => steigende

Flanke). Eine fallende Flanke ist ebenso möglich und wird durch einen Pfeil nach

unten angezeigt.

Teil_ok:=16

↑2B1

Soll eine Aktion zeitverzögert ausgeführt werden, so kann die Aktion mit

Zuweisungsbedingung mit einer Zeit erweitert werden. Als Zusatzbedingung wird

der aktive Schritt angegeben. Im folgenden Beispiel steht X27 für den Zustand

(TRUE) des aktiven Schrittes 27. (X = BOOL)

Die links von der Zuweisungsbedingung (durch einen Schrägstrich getrennt)

stehende Zeit sagt, dass die steigende Flanke der Zusatzbedingung bei der

Ausführung um genau diese Zeit verzögert wird.

Die gleiche Art der Darstellung wird auch verwendet, wenn nach Ablauf einer Zeit in

einen nächsten Schritt weitergeschaltet werden soll. (siehe

„Übergangsbedingungen“)

4M127

2s/X27

0 2 4 6 8 10 12s

Schritt 27

4M1

2 s

Die dargestellten Zeitdiagramme gehören nicht zum GRAFCET und werden in einem

GRAFCET nicht dargestellt! Sie dienen hier lediglich dem Verständnis der Aktion.

Speichernde Aktion

bei Ereignis

Verzögerte Aktion



Die zeitbegrenzte Aktion ergibt sich durch eine Negation der Bedingung der

verzögerten Aktion.

5M229

5s/X29

0 2 4 6 8 10 12s

Schritt 29

5M2

5 s



Anstelle des aktiven Schrittes kann auch eine beliebige Variable eingesetzt werden.

Die links stehende Zeit wird jetzt durch die steigende Flanke der angegebenen

Variable gestartet. Nach Ablauf der Zeit wird die Aktion ausgeführt. Eine rechts

stehende Zeit wird durch die abfallende Flanke der Variable gestartet und verlängert

die Aktionsdauer. Voraussetzung dafür ist, das der Schritt aktiv bleibt.

Eine nicht benötigte Verzögerung (t = 0) wird nicht angegeben. Siehe Punkt „Aktion

mit Zuweisungsbedingung“

2M131

2s/B9/4s

0 2 4 6 8 10 12s

Schritt 31

B9

2M1

4 s

2 s



Zeitbegrenzte Aktion

Zeitabhängige

Zuweisungsbedingung



Speichernde Aktionen, die zusätzlich zeitabhängig sind, sind in der Norm nicht extra

beschrieben. Bei Bedarf ist einfach bei der „speichernden Aktion bei Ereignis“ die

Zeit als Ereignis zu definieren.

Heizung:=142

↑20s/X42

Bietet ein Ablauf mehrere alternative Möglichkeiten, so wird dies durch einfache

Verzweigungen dargestellt. Ein Ablauf kann sich in beliebig viele Alternativabläufe

verzweigen. Für jede Alternative gibt es eine eigene Weiterschaltbedingung. Diese

müssen so eindeutig beschrieben werden, dass niemals mehrere Bedingungen

gleichzeitig erfüllt sein können (gegenseitige Verriegelung).

Nachdem die einzelnen Alternativzweige mit je einer eigenen Transition

abgeschlossen sind, führt eine einfache Zusammenführung direkt in den nächsten

Schritt.

Die Grundregel: „Schritt – Transition – Schritt – Transition – ...“ bleibt somit

unangetastet.

S1*S4*1B1*2B1*3B1 S1* *1B1*2B1*3B1S4

1B2 2B2

1

1M1:=1 2M1:=1

3M1:=1

2A 2B

3

Zeitabhängige, speichernde

Aktion

Ablaufauswahl



Bei parallelen Ablaufketten werden von einer Transition mehrere parallele

Verzweigungen gleichzeitig gestartet. Dabei wird jeweils der erste Schritt aktiviert.

Die einzelnen Ketten laufen völlig unabhängig voneinander weiter.

Erst wenn alle Teilketten abgelaufen sind (jeweils letzter Schritt ist aktiv) schaltet

eine gemeinsame Transition in den nächsten Schritt und deaktiviert alle parallelen

Schritte.

Die parallelen Verzweigungen und die dazugehörigen Zusammenführungen werden

durch 2 parallele Linien dargestellt, die seitlich überstehen.

4B2 5B2

4M1

3M1:=0

5M1

3M1:=1

4A

6

4B

3

5A 5B

3B2

4B1*5B1

Dem Verständnis dienende Erläuterungen können als Kommentare an beliebige

Stellen des Grafcets geschrieben werden. Sie müssen wie in den beiden Beispielen

in Anführungszeichen (vorn unten, hinten oben) geschrieben werden.

„Grundstellung“

„Teil ablegen“

Parallele Ablaufketten

Kommentare



Da Abläufe üblicherweise eine Schleife darstellen, die mehrmals durchlaufen wird,

führt zwangsläufig eine Linie von unten nach oben. Die Richtung des Ablauf ist dem

üblichen Ablauf von oben nach unten entgegengesetzt und muss somit durch einen

Richtungspfeil angezeigt werden. Über die Ausführungen des Pfeils macht die Norm

keine Angaben, es sind dort sogar verschiedene Ausführungen zu sehen.

Allerdings steht wörtlich in der Norm: „Wenn eine Wirkverbindung unterbrochen

werden muss (zum Beispiel in komplizierten Plänen oder wenn sich ein Plan über

mehrere Seiten erstreckt), muss das Kennzeichen des Zielschrittes und die Nummer

der Seite, auf der er erscheint, angegeben werden.“

Das Wort „muss“ sagt aus, dass zwingende Gründe vorliegen müssen, die eine

Wirkverbindung noch oben unmöglich machen. Nur dann darf ein Sprung mit

Zielhinweis eingesetzt werden. Eine Beschriftung des ankommenden Schrittes ist

nicht erforderlich.

1

9 9

Schritt 10

Seite 2

Rückführungen

und Sprünge



Grundablauf MPS® Station Verteilen

S1*1B2* *3B1* "Startbedingung"2B1 B4

3B2 "Position Folgestation"

3B1 "Position Magazin"

3B2 "Position Folgenstation"

3B1 "Position Magazin"

2B1 "Vakuum aufgebaut"

2B1 "Vakuum nicht mehr aufgebaut"

1B2 "Teil freigegeben"

1B1 "Teil ausgeschoben"

1

3M1:=0

3M1:=1

3M1:=0

3M1:=1

2M1

2M2

1M1:=0

1M1:=1

3M2:=1

3M2:=0

3M2:=1

3M2:=0

2

4

7

9

5

8

6

3

P1

1B2* *3B1 "Grundstellung"2B1

"Grundstellungsanzeige"

"Zur Folgestation"

"Teil ausschieben"

"Zum Magazin"

" "Vakuum aufbauen

"Teil freigeben"

"Zur Folgestation"

"Teil ablegen"

"Zum Magazin"

Die beschriebenen Elemente reichen aus, um Abläufe ohne Hierarchieebenen exakt

und präzise zu beschreiben.

Beispiel eine Ablaufs


Wird ein GRAFCET in mehrere Teile aufgeteilt, müssen die Teile benannt werden.

Dem Namen muss dabei ein G vorgestellt werden.

Ein übergeordneter GRAFCET steuert untergeordnete GRAFCETs mit sogenannten

Zwangsbefehlen. Zwangsbefehle sind an der Doppellinie (wie Initialisierungsschritt)

zu erkennen.

G9{100}

G1{ }∗

G2{INIT}

G4{ }

5

9

7

12

Generell sind 4 Einträge, wie in obigen Beispielen dargestellt, möglich. In der

geschweiften Klammer stehen immer die Schritte, die zwangsweise gesteuert

werden.

1. Wird Schritt 12 aktiv, wird kein Schritt des Teil-GRAFCETs 4 aktiviert, oder anders

herum ausgedrückt: alle Schritte von Teil-GRAFCET 4 werden deaktiviert.

2. Wird Schritt 7 aktiv, wird Teil-GRAFCET 2 initialisiert. Das bedeutet, sein als

Initialisierungsschritt gekennzeichneter Schritt wird aktiviert, alle anderen

Schritte werden deaktiviert.

3. Wird Schritt 5 aktiv, wird im Teil-GRAFCET 9 der Schritt 100 aktiviert, alle anderen

Schritte werden deaktiviert. In einer Struktur mit einer Parallelverzweigung

können auch mehrere Schritte zwangsweise gesetzt werden. Diese werden

einfach hintereinander geschrieben.

z. B.: G9{100, 200, 300}. Teil-GRAFCET 9 braucht keinen Initialisierungsschritt.

4. Wird Schritt 9 aktiv, wird Teil-GRAFCET 1 in seiner aktuellen Situation so lange

eingefroren, bis Schritt 9 wieder verlassen ist. In der geschweiften Klammer steht

ein Eiskristall ∗ Schrift: Symbol

4. Hierarchische GRAFCETs

Zwangsbefehle



In der Praxis gibt Zwangsbefehle nur in der oberen hierarchischen Ebene:

NOT-AUS*S_Manuell

1

NOT-AUS*Richten_OK*S_Automatik

3

G10{ }

G100{INIT}

G10{INIT}

G100{ }

2 "Manuell/Richten"

"Automatik"

NOT-AUS

NOT-AUS+S_Manuell

G1: Teil-GRAFCET der Betriebsarten (obere hierarchische Ebene)

In der unteren hierarchischen Ebene gibt es G10, den Teil-GRAFCET für den

Automatikbetrieb. Er entspricht exakt dem bei den Grundfunktionen dargestellten

Ablaufbeispiel. In gleicher Art gibt es noch G100, den Teil-GRAFCET für den

Manuell/Richtbetrieb. Beide sind nachfolgend abgebildet. Alle 3 GRAFCETs werden

gleichzeitig gestartet. G1 deaktiviert durch Zwangsbefehle G10 und zwingt G100 in

seinen Initialisierungsschritt. Nach erfolgter Freigabe von G1 können diese dann frei

arbeiten. Doch wie funktioniert alles im einzelnen:

G1 startet wie jeder GRAFCET im Initialisierungsschritt 1. Dort führt er 2

Zwangsbefehle aus:

• G10, der Automatik-Ablauf wird zwangsweise komplett deaktiviert und bleibt

deaktiviert solange G1 im Schritt 1 steht. Zwangsbefehl: { }

• G100, der Richt-Ablauf wird in seinen Initialisierungsschritt gezwungen und dort

solange G1 im Schritt 1 steht festgehalten. Zwangsbefehl: {INIT}

Nach Entriegeln von NOT-AUS und Wahl der Betriebsart Manuell schaltet G1 in den

Schritt 2. Dort gibt er einen Zwangsbefehl aus:

• G10, der Automatik-Ablauf wird in seinen Initialisierungsschritt gezwungen und

dort solange G1 im Schritt 2 steht festgehalten. Zwangsbefehl: {INIT}

Für den Teil-GRAFCET G100 gibt es im Schritt 2 keinen Zwangsbefehl mehr. Er wird

dadurch freigegeben und kann gemäß seinen Transitionen ablaufen. Wird durch die

Variable Richten_OK der erfolgreiche Richtablauf gemeldet, NOT-AUS nicht betätigt

und die Betriebsart Automatik gewählt, schaltet G1 in den Schritt 3 weiter. Wird im

Schritt 2 NOT-AUS betätigt, springt G1 zurück in seinen Initialisierungsschritt 1.



Im Schritt 3 gibt es erneut einen Zwangsbefehl:

• G100, der Richt-Ablauf wird zwangsweise deaktiviert und bleibt solange

deaktiviert wie der Schritt 3 aktiv bleibt.

Für G10, den Teil-GRAFCET für das Automatikprogramm gibt es keinen Zwangsbefehl

mehr im Schritt 3. Es ist dadurch freigegeben. Der Automatik-Ablauf kann gestartet

werden.

NOT-AUS 2B1 B4*S_Automatik*S1*1B2* *3B1* NOT-AUS*S_Manuell*S4

3B2 1B2

3B1 3B2

3B2

3B1

2B1 2B1

2B1

1B2 1B2* *3B12B1

1B1 1s/X102

10 100

3M1:=0 1M1:=0

3M1:=1 3M1:=0

3M1:=0 Richten_OK:=1

3M1:=1

2M1 2M2

2M2

1M1:=0 3M1:=1 3M2:=0

1M1:=1 2M1

3M2:=1

Richten_OK:=0

3M2:=0 3M2:=1

3M2:=1

3M2:=0

11 101

13 103

16 106

18

14 104

17

15 105

12 102

P1 P2

1B2* *3B12B1 Blinktakt

G10: Teil-GRAFCET des Automatikbetriebs (untere hierarchische Ebene)

G100: Teil-GRAFCET des Manuell/Richtbetriebs (untere hierarchische Ebene)

Werden im G1 die Teil-GRAFCETs G10 und G100 allgemein mit dem Zwangsbefehl

initialisiert, brauchen sie unbedingt eigene Initialisierungsschritte. Wären im G1 die

Schritte genau benannt, könnte im G10 und G100 auf Initialisierungsschritte

verzichtet werden.



Eine weitere Möglichkeit zur Strukturierung ist der einschließende Schritt:

12

Diese Darstellung eines Schrittes bedeutet, dass Schritt 12 weitere Schritte

einschließt. Er wird wie ein normaler Schritt in einen GRAFCET eingebunden. Die

eingeschlossenen Schritte sind mit Schrittnummer (oben) und Schrittnamen (unten)

in einem rechteckigen Rahmen darzustellen. Der zuerst aufgerufene

eingeschlossene Schritt (es ist kein Startschritt!!!) ist mit einem Stern *

gekennzeichnet.

Wir hätten unser Beispiel auch wie folgt mit einschließenden Schritten darstellen

können:

NOT-AUS*S_Manuell

1

Richten_OK*S_Automatik

"Manuell/Richten"

"Automatik"

NOT-AUS

NOT-AUS+S_Manuell

2

3

S4

1B2

3B2

2B1

1B2* *3B12B1

1s/X102

100

1M1:=0

3M1:=0

Richten_OK:=1

2M2

3M1:=1 3M2:=0

2M1

Richten_OK:=0

3M2:=1

101

*

103

106

104

105

102

P2

2

Richten

Blinktakt

Einschließende Schritte



• Die eingeschlossenen Schritte von Schritt 2 sind im Rahmen 2 (Richten)

dargestellt.

• Die eingeschlossenen Schritte von Schritt 3 sind im Rahmen 3 (Schleife)

dargestellt. Dieser enthält wiederum einen einschließenden Schritt 8.

• Die eingeschlossenen Schritte von Schritt 8 sind im Rahmen 8 (Ablauf)

dargestellt.

S1*1B2* *3B1*2B1 B4

X17*3B1

7P1

1B2* *3B12B1

"Zyklus läuft"8

3B2

1B1

2B1

1B2

3B2

2B1

3B1

10

1M1:=1

2M1

3M1:=1

2M2

1M1:=0

3M1:=0

3M1:=1

3M2:=1

3M2:=0

3M2:=1

3M2:=0

11

*

*

13

16

14

15

17

12

3M1:=0

8

3

Ablauf

Schleife



Eignen sich die beiden bisher dargestellten Möglichkeiten besonders für

Hierarchien, ist die 3. und letzte Variante der Strukturierung hauptsächlich auf Grob-

Fein-Strukturen ausgelegt. Es sind Makroschritte.

M4

Ein Makroschritt unterscheidet sich vom einschließenden Schritt, dass er nur

verlassen werden kann, wenn sein Inhalt komplett abgearbeitet ist. Es gibt keine

Hierarchie. Schritt 3 kann im folgenden Beispiel nur aktiviert werden, wenn Schritt

S2 in der Expansion des Makroschrittes M2 aktiv ist und als Übergangsbedingung

die Variable S_Automatik 1 ist. Makroschritte haben eine teilweise festgelegte

Nummerierung. Der Makroschritt selbst beginnt immer mit einem „M“ und einem

alphanumerischen Namen. In der Expansion hat der erste Schritt den gleichen

Namen wie der Makroschritt, allerdings mit einem vorgestellten „E“ (Entrée = franz.:

Eingang). Der letzte Schritt hat auch den gleichen Namen wie der Makroschritt,

allerdings mit einem vorgestellten „S“ (Sortie = franz.: Ausgang). Die Schritte

dazwischen können wie sonst auch beliebig benannt werden.

Das folgende Beispiel unterscheidet sich von den beiden bisherigen Beispielen in

der Funktion und ist somit nicht vergleichbar.

1

M2

M4

S1*1B2* *3B1*2B1 B4

S_Manuell

S_Automatik

S_Automatik

3 P1

1B2* *3B12B1

"Manuell/Richten"

"Automatik"

Makroschritte



Hier sehen sie die Expansionsdarstellungen der Makroschritte M2 und M4:

S4 3B2

1B2 1B1

3B2 2B1

2B1 1B2

2B1

1B2* *3B12B1 3B2

1s/X22 3B1

E2 E4

1M1:=0 1M1:=1

3M1:=0 2M1

3M1:=1

Richten_OK:=1 2M2

2M2 1M1:=0

3M1:=1 3M1:=0

3M1:=1

3M2:=1

3M2:=0

2M1

Richten_OK:=0 3M2:=13M1:=0

3M2:=1

3M2:=0

3M2:=0

3M2:=1

21 41

23 43

S2 46

24 44

25 45

S4

22 42

P2

Blinktakt

Makroschritt M2

"Richten"

Makroschritt M4

"Automatik"

Nun haben sie auch die Highlights von GRAFCET kennen gelernt. Ich denke, ich habe

nichts wichtiges vergessen. Möglicherweise kommen sie auch nicht drum herum,

sich die Original-Norm DIN EN 60848, bzw. in Österreich die OEVE/OENORM EN

60848 oder die entsprechende nationale Ausgabe ihres Landes zu besorgen.

Das war’s, liebe Seminarteilnehmer, an dieser Stelle zum Thema GRAFCET. Jetzt sind

sie am Zug! Das Grundwissen zum Erstellen von GRAFCETs besitzen sie, nur müssen

sie sich auch dazu trauen.

Documents

grafcet 02 2005 - · PDF fileBei GRAFCET werden sie auch in dieser Beziehung fündig. Dies ist keine Nachlässigkeit früherer Norm-Verantwortlichen. Dies ist ein Beweis für die