Grafcet-编程原则

版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第1页米其林沈阳§1GRAFCET的简介§1.1什么是GRAFCETGRAFCET是英文的缩写型式GRAFCET：G—GRAPH图解A—ASSEMBLAGE集合F—FRANCE法国C—CYCLE循环E—ECONOMIZE节省T—TECHNIQUE技术GRAFCET是用最简单的、最科学的技术图解来表示一个生产工艺或设备的动做过程。GRAFCET的概念是工步、过渡和步进条件，它描述控制机构在接收输入信号产生动作时使用的命令。在中国编程人员通常称它为顺序功能流程图。它的表示方法与研究开发过程密切相关，它可以实现与下述各类人员对话：-机械的设计者-机械的操作者-机械的维修者应当注意，对同一工序，不同设计人员编写的步进图的数量乃至图的编制方法有很大不同。这是由系统的灵活性造成的。利用GRAFCET编制PLC中的梯图及进行设备维修是很方便的。§1.2操作单元、控制单元及执行单元一般来说，自动控制系统可分为三个部分：操作单元—操作者命令与设备初始状态（限位开关、传感器、按钮等、接近开关、光电开关、还有一些模拟信号等）的输入信号给控制单元。控制单元—接受操作单元所发出的一些命令后，进行一些逻辑运算处理来控制设备。执行单元—在接受到控制单元发出的指令后，执行操作（继电器、接触器、电磁阀、报警器、灯等）版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第2页米其林沈阳下面是生产工艺人员提出要设计一台压缩粉沫制造机械零件的冲压机的动作过程怎样画GRAFCET。冲压机的工作过程冲模B最初位置在冲头C的上方，上冲头A也位于升起位置，中间留出空间便于加料。加装粉沫后，上冲头下降，压缩粉沫，然后回到升起位置。此时冲模B下降，直到它的上表面与冲头C的顶部齐平为止。冲压好的零件被顶出并被移开。冲压零件被移开后，冲模B回到原来的升起位置。可以开始下一个工作周期。低C高向下向上B向下向上低高其它操作装置（加载–卸载）操作者控制装置工作命令监测信号操作装置A版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第3页米其林沈阳冲压机的GRAFCET装填粉末降低冲头10提起冲头2下降冲模B3移开冲好的零件4升起冲模B5起始工步流程线与工步有关的动作粉末装填完毕，操作开始冲头下降完毕过渡阶段线冲头上升完毕步进条件冲模B下降完毕零件已被移开冲模B已被升起版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第4页米其林沈阳§2GRAFCET的构成A.起始工步起始工步指示一个操作周期开始时的活动状态。起始步的激活是无条件的用双正方形表示。B．工步或级位工步或级位由正方形框表示，顺序排号，号码写在正方形框内的上方，框内还可写入代表符号的名称。工步可以是活动的或非活动的。必要时，可以用一个圆点来表示活动工步。自动操作状态全部为活动工步。6END023.版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第5页米其林沈阳C.与工步相联系的动作一个工步可以有一个或几个动作。当该工步被激活时，执行的动作由工步右侧长方形框内的文字或符号来描述。D.工步的过渡由一个工步向另一个工步的过渡用小横杠来表示，它位于连接二个工步的连线上。工步1的动作：机架前进。1机架前进如果动作由符号描述，某个图表应标示出该符号的意义YV1=机架回位。PLC在输出图中示出。2YV1工步3的动作有二种写法。3动作A动作B3动作A动作B动作有时很复杂，可在其它地方描述，在方框内标示出参考信息即可。4参见第4页5起动另外的工作周期该工步可转向另一个GRAFCET，其动作就变成了条件或过渡。表示方法用X5a•b每个过渡过程都有相关的条件，写在它的右侧称为“步进条件”。它是可变的输入函数。如果工步5处于活动状态且过渡“a·b”过渡为真，工步6将被激活，工步5复位。一个实际的现场设备“步进条件”可以是一个输入(I:05/12)也可以是一个位文件(B:4/05)或是一个整数文件(N:07/23)。56版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第6页米其林沈阳发出条件线，应该在过渡线的上面，接受条件线，应在条件线下面。活动工步的演化78=1123a•(b+c)e•f工步2未激活，所以过渡（1）无效⇒a=1且b或c=1为真实过渡条件⇒e=1且f=1为真实过渡条件910a·b=0a·b=0或1910a·b=1910步进条件=1此步为真10PB19LSILS2版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第7页米其林沈阳工步2激活，如果过渡（1）a(b+c)=0，工作周期不起动；如果过渡（1）a(b+c)=1，工步3被激活，工步2复位。23a•(b+c)e•f23a•(b+c)e•f工步3激活且e•f=1工步以往下进行版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第8页米其林沈阳§3动作分类A.连续动作X1为工步1的活动状态。B.有条件动作当X2有效时，因为C是一个变化量，所以只有C=1时，B才动作。动作A1AX11如果t1≤2sX14则D动如果t2=5SX14则E动如果c=1，动作B2X2cBX14DEt1=2st2=5s版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第9页米其林沈阳C.需要连续的动作在每个工步上都有重复进行的动作。D.需要连续的动作也可以用下面的形式表示（有记忆动作的保持）动作A动作B4动作A动作B3动作A5动作B6pnmBAX3X4X5X6动作A=13动作B4动作A=07结果AX3X7动作A=1动作A=0版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第10页米其林沈阳总结grafcet的步进规则规则1：二个工步不应连接在一起，中间应有过渡。二个过渡不应连接在一起，中间应有工步分开。规则2：过渡可以是有效的，也可以是无效的。工步被激活时，是有效的；未被激活时，是无效的。当过渡有效且相关的步进条件为真，过渡开始执行。规则3：过渡进行时，使下一个工步激活，并立即复位（解锁）前面所有工步。若需保持上工步的动作，请在本步继续写出或至为“1”否则视为复位。规则4：同时启动的过渡工步，将同时执行。规则5：过渡时间我们希望尽量地短，但不会为零。实际上，过渡时间取决于采用的技术。规则6：工步最终要回到起始工步的位置，grafcet本身就是一个循环过程。版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第11页米其林沈阳§4多工序A.工序的选择GRAFCET能包含几个顺序执行的工序，经常需要在几个可能的工序中进行选择。工序的选择由一条横线和几个过渡来表示。注：为了避免几个过渡同时启动，步进条件必须是排它性的，或一个个进行选择的。工步1-6的条件应当是a./b./c工步2-6的条件应当是/a.b./c工步3-6的条件应当是/a./b.c此种形式的GRAFCET是排它性的，在实际应用中，起动的选择开关应该是互锁的。3-62-61-63-72-71-73-81-895abc当工步5被激活时，哪个过渡条件先真，就进行哪个工步。在MPL车间，大胎成型生产线，在选则成型鼓的直经时即大、中、小，它们之间也是互相排斥的。版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第12页米其林沈阳B.排它性步进条件如果条件“a”和“b”同时出现，过渡不能进行。C.具有优先权的步进条件如果条件“a”和“b”同时出现，优先权指定给步进条件“a”。第一个条件先进行比较。2-31-32a./b/a.b2-31-32a/a.b版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第13页米其林沈阳§5GRAFCET的辅助程序当主程序工步5被激活时，因为另一个GRAFCET工步30是初始工步，X30条件满足所以工序1-6被激活，然后工步5被复位，X1-6在另一个GRAFCET中条件满足，往下周走工步31，因为条件X2-6未满足且主程序工步5被复位，所以此工步作为条件在主程序X31处等待，同时主程序跟据满足的条件继续往下走至到第二个周期工步5被激活与等待的条件X31满足，主程序往下周走工步2-6。X2-6在另一个GRAFCET中条件满足往下周走工步32，。并能重新起动。32X3-6X2-630X1-651-62-63-631X32X31X30版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第14页米其林沈阳§6工步编码工步编码规则1.起始步编码为“0”“00”或“000”“16”或“32”；“10”“20”或“30”；“0”“10”或“100”。2.每个平行的分支都应有分支码。“11”“21”或“31”。3.各分支工步的编码为分支码后加工步码。4.工步编码由小到大顺序编写。5.编码1.2和12或2.2及22常常容易混淆，为避免这种情况，可以给工步编写3位数字的编码，如1.2=1.02，2.2=2.02。11.023.022.021.012.03版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第15页米其林沈阳§7跳跃工步和反复工步如果某些动作不必要，可采用跳跃工步。此时，工步5和工步6的动作由c控制。当工步4的动作和过渡c完成后，工作周期由工步4跳至工步7。工步反复是一种特殊类型的分支，它使某些工步反复进行，直到发出控制信号为止。如果工步12动作完成后，没有收到返回控制信号，将跳回到工步11，并重复这一循环，直到步进条件变成真为止。4567cbac10111213cba/c版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第16页米其林沈阳§8子程序如果一个工序被多次使用，我们可以把它编成一个子程序。从一个GRAFCET的工步，我们可以跳到子程序去执行一个或几个动作。0001NSb1结束X7主GRAFCET的复位子程序的命令X6主GRAFCET的过渡条件Sb1子程序sb1版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第17页米其林沈阳当主GRAFCET的工步6激活时，它对子程序发出指令，由X6启动子程序。子程序完成后，子程序Xn授权于主GRAFCET进到工步7继续走主程序并复位子程序。（即子程序的起始位置）。主程序子程序程序结素束0123456abXNXN+1XN+2XN+3g准备跳到子程序跳到子程序跳到子程序跳到子程序10NX2gX310101112动作动作20N+1X3iX410202122动作动作版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第18页米其林沈阳§9同步工序GRAFCET可以含有同时执行的若干个工序，其每个分支的工步顺序都是独立的。同步工序由一个过渡和二条平行线来表示。平行线指示工序的开始和结束。同步工序的最后几个工步可以插入一个步进条件而以上工步被复位。这些工序也称为结构平行。当工步22激活，且过渡p为真时，工步23、26和30将同时被激活，而工步22复位（1）。三个工序“23、24、25”，“26、27”和“30、31、32、33”分别开始工作。只有在工步25、27激活，且过渡j为真时，工步28才能激活，而工步25、27复位（2）。过渡（3）的情况与上述相同。工步28、33激活，过渡r为真时，工步34激活，且工步28、33复位。p232630252732242831332234gdhnkrqj（2）（3）（1）版本01TT3M1003GRAFCET技术培训中心日期2003年3月20日第19页米其林沈阳工步4未激活，工步5和工步6激活，过渡结果（a+b）c可能为真，但也不能激活工步7和8。工步4、5、6均被激活，过渡条件等于0，不能激活工步7和8。如果过渡条件为真，工步7、8被激活，且工步4、5、6复位。4（1）5687（a+b）c