Automatisme 21

AUTOMATISMES
DES SYSTEMES INDUSTRIELS
Prof. Oumar BA
1
PROGRAMME
GENERALITES SUR LES SYSTEMES AUTOMATISES
 LA CHAINE D’ENERGIE
 LA CHAINE D’INFORMATION
OUTIL DE SYNTHESE D’UN SYSTÈME AUTOMATISE:

LE GRAFCET
 LE GEMMA
2
GENERALITES SUR LES SYSTEMES AUTOMATISES
 PRESENTATION
 STRUCTURE D’UN SAP
3
Généralités sur les systèmes automatisés
1. Présentation d’un système automatisé
• Système Automatisé de Production (SAP):

C’est un système autonome de création de valeur ajoutée, sous des impératifs de
sécurité, productivité, adaptabilité…
Matière d’œuvre Système Matière d’œuvre

automatisé de +
production Valeur ajoutée
Exemple:
Bouteille + bouchon. Bouteille bouchée

Pièce non percée Pièce percée
SAP
Matière brute Pièce finie
Pièce au point A Pièce au point B
1. Présentation d’un système automatisé
Le fonctionnement de la machine ou du groupe de machines pour la transformation d’un

produit en y mettant de la valeur ajoutée, doit être quasi autonome. L’intervention de
l’homme est très réduite.
L’élément d’exécution des tâches au niveau de la machine est appelée la "partie opérative"
du processus,
L'ensemble des composants d'automatisme fournissant des informations qui servent à
piloter cette partie opérative est appelé "partie commande".
L’échange d’information entre la machine et l’opérateur est assuré par l’Interface Homme-
Machine
OBJECTIFS:
Amélioration de la productivité de l’entreprise en réduisant les coûts de production (main
d’œuvre, matière, énergie) et en améliorant la qualité de produit.
Amélioration des conditions de travail en supprimant les travaux pénibles et en améliorant
la sécurité.
Augmentation de la production.
 Augmentation de la disponibilité des moyens de production en améliorant la
maintenabilité.
2. Structure d’un système automatisé:
Tout système automatisé est constitué de deux parties principales :

 La partie opérative ou PO qui assure les modifications de matière d’œuvre et produit
ainsi la valeur ajoutée ; la PO est représentative du processus physique à automatiser.
La partie commande ou PC qui gère de façon coordonnée les actionneurs de la partie
opérative afin d’obtenir les effets souhaités à partir d’un modèle de fonctionnement et de
diverses consignes.
En plus de deux parties principales on peut noter aussi la relation Homme-machine
assurée généralement par un pupitre de dialogue.
Exemple
 L’intervention de
l’homme est très réduite.
Interface Homme-Machine
 "partie opérative" du processus: d’exécution des tâches
"partie commande " : piloter la partie opérative
7
2.1. Structure détaillée d’un SAP:
 L’ IHM :Equipement par lequel ,l’opérateur donne des consignes, reçoit des
informations, supervision.
 La P.C. reçoit des informations à traiter de la P.O. via des capteurs ou des
consignes de l’IHM
 La P.O. est chargée de l’exécution des tâches pour la transformation de la
matière d’œuvre en produit fini.
ENERGIE
Autres parties
commandes
COMMUNICATION PREACTIONNEURS ACTIONNEURS
TRAITEMENT
DES
PUPITRE DE INFORMATION
COMMANDE ET S PARTIE
DE CAPTEURS MECANIQUE
SIGNALISATION DETECTEURS (Effecteurs)
POSTE DE
CONTROLE PARTIE COMMANDE PARTIE OPERATIVE
2.2. Chaîne fonctionnelle d’un SAP
Une chaîne fonctionnelle est l'ensemble des constituants organisés en vue de
l'obtention d'une tâche opérative, c'est-à-dire d'une tâche qui agit directement sur la
matière d'œuvre.
Dans un SAP nous avons deux chaines :
 Une chaine qui participe à des opérations de gestion de l'énergie (Chaîne

d'énergie) ;
 Une chaine qui participe à des opérations de gestion des informations (chaîne
d'information) ;.
2.2. Chaîne fonctionnelle d’un SAP
Énergie d’énergie
(électrique, pneumatique, hydraulique)
Partie
Partie Opérative
Appareillages de distribution
Commande Adapter, isoler, sécuriser (PO)
Chaîne d’action
(PC) Matiè
Énergie sécurisée
re
Préactionneurs Actionneurs
PARTIE Ordres Énergied’œuv
Distribuer l’énergie Convertir l’énergie en conver re
COMMANDE action
tie
Effecteurs
Agir sur le produit
Ajout de valeur ajoutée
Traiter les Chaîne d’acquisition
Informations
informations Capteurs
Evénements
Acquérir de
l’information Matière d’œuvre
+
Valeur ajoutée
10
LA CHAINE D’ENERGIE
1. Présentation
2. L ’alimentation
A l’alimentation, il est associée pour son exploitation des équipements d’isolation et de
protection
 Isolation: Le sectionneur
Le sectionneur est un appareil de connexion qui permet d'isoler (séparer
électriquement) un circuit.
On trouve également des sectionneurs qui servent en plus de porte-fusible. On les
désigne par "Sectionneurs porte-fusible" :
Le sectionneur ne possède aucun pouvoir de coupure. Il ne doit pas être

manœuvré en charge.
 Protection: Le fusible
Les fusibles sont des appareils de protection dont la fonction est d’ouvrir un circuit
par fusion d’un élément calibré, lorsque le courant dépasse une valeur précise,
pendant un temps donné. On trouve :
·La classe gI ou gG : ce sont les fusibles d’usage général ; ils protègent contre
les surcharges et les courts-circuits.
 La classe aM : ce sont les fusibles d’accompagnement Moteur prévus pour la

protection contre les courts-circuits et surtout pour la protection des moteurs.
3. Le distributeur: le préactionneur
15
3. La distribution: les préactionneurs

3.1. Le distributeur électrique: Le contacteur
Les contacteurs électromagnétiques sont les préactionneurs associés aux

actionneurs électriques, principalement les moteurs.
Ils comportent 4 ensembles fonctionnels :
 le circuit principal ou circuit de puissance,
 le circuit de commande,
 l’organe moteur.
3.2. Le distributeur électronique: le variateur
 

M3
Alimentation Filtrage
Redresseur Onduleur Moteur
triphasée
asynchrone
AVANTAGES:
Démarrage sans à coups Variation de vitesse
Montée progressive de la vitesse (fréquence)
Contrôle du couple (amplitude tension)
INCONVENIENTS:
Le coût
Perturbation réseau (Harmoniques)
3.3.Le distributeur pneumatique
Le distributeur a pour fonction de distribuer l’air dans les chambres du vérin en
fonction des ordres qu’il reçoit
18
4. Les actionneurs:
19
LA CHAI<NE D’ENERGIE
4. Les actionneurs:
4.1. Actionneur électrique: Le moteur asynchrone
Moteur électrique :Transformer l'énergie électrique en énergie mécanique. On
distingue les moteurs à courants continu et alternatifs.
Moteur asynchrone
4. Les actionneurs:
4.1. Actionneur électrique: Le moteur asynchrone
Quelques démarrages
Démarrage direct Démarrage étoile-triangle Démarrage progressif
21
4. Les actionneurs:
4.2. Actionneur électrique: L’électrovanne
Une électrovanne est un dispositif commandé électriquement permettant

d'interrompre, par une action mécanique, la circulation d'un fluide dans un circuit.
Bobine Vanne
En marche normale de l’électrovanne la bobine est sous tension: le noyau se

soulève et la vanne est ouverte. A1 communique avec A2 et le fluide circule.
4. Les actionneurs:
4.3. Actionneur pneumatique : Vérin
Principaux actionneurs en technologie pneumatique
Vérin simple effet

 un seul orifice d’admission d’air.
 le retour à la position d’équilibre
s’effectue via un ressort dès lors
qu’on place l’unique chambre à
l’échappement
Vérin double effet

 deux orifices d’admission d’air.
 Déplacement contrôlé dans les
2 sens
23
5. Les transmetteurs
24
6. Les effecteurs
Effecteur
25
LA CHAINE D’INFORMATION
1. Les capteurs
26
1. Les capteurs
1.1. Les capteurs logiques ou détecteurs: (TOR)
On distingue :
Les capteurs de contact,
Les capteurs mécaniques de position, appelés
aussi interrupteurs de position, sont surtout
employés dans les systèmes automatisés pour
assurer la fonction détecter les positions. On parle
aussi de détecteurs de présence.
Exemple
Symbole:
1. Les capteurs
 Capteurs de proximité:
Capteur inductif :
Ce type de capteur est réservée à la détection sans
contact d'objets métalliques. L'objet est donc à
proximité du capteur mais pas en contact contrairement
à un détecteur de position.
symbole
1. Les capteurs
 Capteurs de proximité:
Capteur capacitif :
Les capteurs capacitifs sont des capteurs de proximité qui permettent de détecter
des objets métalliques ou isolants. Lorsqu'un objet entre dans le champ de
détection des électrodes sensibles du capteur, il provoque des oscillations en
modifiant la capacité de couplage du condensateur.
Un circuit électronique à effet capacitif transforme une perturbation électrique
due à la présence de l’objet en commande d'ouverture ou de fermeture statique
(par transistor) du circuit d'information.
symbole
1. Les capteurs
 Capteurs de proximité
Détecteur photoélectrique:
1. Les capteurs
 Capteurs de proximité
Les interrupteurs à lame souple (ILS):
Un interrupteur à lame souple est constitué d'un corps (2) à l'intérieur duquel est
placé un contact électrique métallique souple (1) sensible aux champs
magnétiques.
Lorsqu'un champ magnétique (4) est dirigé sur la face sensible (3) du capteur, le
contact s'établit entre les deux bornes du capteur.
Ce type de détecteurs est souvent monté directement sur le corps de vérins en
tant que fin de course (dans ce type de montage, le piston du vérin est
magnétisé).
Symbole
1. Les capteurs
Critères généraux de choix :
Parmi les principaux et nombreux facteurs qui interviennent dans le choix d'un
détecteur, citons :
 les conditions d'exploitation, caractérisées par la fréquence de manœuvres,

la nature, la masse et la vitesse du mobile à contrôler, la précision et la fidélité
exigées, ou encore l'effort nécessaire pour actionner le contact
 la nature de l'ambiance, humide, poussiéreuse, corrosive, ainsi que la

température
 le niveau de protection recherché contre les chocs, les projections de liquides
 le nombre de cycles de manœuvres
la nature du circuit électrique
 le nombre et la nature des contacts

 la place disponible pour loger, fixer et régler l'appareil 32
Choix d’un détecteur
33
1. Les capteurs
1.2. Les capteurs analogiques
On distingue les capteurs actifs et les capteurs passifs
 Les capteurs actifs fournissent un signal électrique par définition même. Les
grandeurs usuelles sont :
- tension généralement de qques millivolts
- courant en uA ou mA
- charge électrique La mesure est une conversion de la grandeur en tension sans
perturbation du phénomène source.
 Les capteurs passifs demandent une source d'excitation (continue ou alternative)

pour mettre en évidence la propriété électrique (variation de résistance, de capacité,
d'inductance, de couplage...)
1. Les capteurs
On note six grandes familles :
• Thermique : température, flux etc
• Mécanique : déplacement, force, débit etc
• Radiation : lumière visible, infrarouge, rayon X etc
• Electrique : tension, courant, impédance etc
• Magnétique : champ, moment etc
• Chimique : humidité, gaz etc
1. Les capteurs
1.2.1.Capteur de température
Les sondes RTD /PT100

Faire passer le courant à travers une sonde RTD (détecteur de température à résistance)
génère une tension à travers la sonde RTD. En mesurant cette tension, vous pouvez
déterminer sa résistance et ainsi, sa température.
Pour T > 0 °C, RT = R0 [1 + aT + bT2 ]
Thermistance:
En règle générale, les thermistances ont une sensibilité de mesure très élevée
(~200 Ω/°C), ce qui les rend très sensibles aux variations de températures.
1. Les capteurs
1.2.2.Capteur de déplacement
Le déplacement mécanique (variation) est transformée en une variation de

résistance, de condensateur, de champ magnétique, etc..
Capteur résistif ( déplacement) Capteur inductif (déplacement) Capteur capacitif

1. Les capteurs
1.2.6.Capteur de lumière actif
pyroélectrique
1. Les capteurs
1.2.7.Caractéristiques
Sortie en courant :
Le courant de sortie est fonction linéaire de la gamme de mesure. Exemple :
variation de 0 à 20 mA pour une mesure de 0 à 100°C.
➢Formats rencontrés :
• 0-20 mA : fréquent, non autonome en énergie
•4-20 mA : le plus répandu ; permet de détecter les ruptures de conducteur ou les
défauts de mesure (Si I < 4mA) ; 0-10mA, 0-16mA : rarement
➢Avantages :
• Pas de perte de signal sur de longues distances : le courant est le même dans
toute la boucle.
• Peu sensible aux parasites électromagnétiques
Sortie bas-niveau en tension :

Certains capteurs ne disposent pas d'amplificateur de signal en sortie, et ne
proposent donc pas de signal « haut niveau ».
Le signal « bas niveau », non normalisé, peut être de la forme : 0-50 mV, 0-200 mV,
0-1 mV, 0-63 mV, 0-100 mV,
Sortie haut niveau en tension: 0-10V
1. Les capteurs
1.3. Les capteurs numériques
Les capteurs numériques: le signal produit est codé au sein même du

constituant par une électronique appropriée. Ce signal peut être absolu (c’est
à dire codé sur plusieurs bits et transmis en mode parallèle) ou incrémental
(les bits du signal codé sont transmis séquentiellement sur 1 seul bit).
Nous notons deux types de codeur:
Le codeur incrémental
Le codeur absolu
40
1. Les capteurs
1.3.1.Codeur incrémental
Principe :
Il compte des impulsions de 1 à n. Une prise de référence (pont zéro) est nécessaire
pour déterminer la position absolue
Niveau de résolution : nombre de trous ou fentes.
Constitution:
Un disque rotatif comporte au maximum 3 pistes. La piste périphérique A du disque
est divisée en "n" fentes régulièrement réparties. Ainsi, pour un tour complet de l'axe
du codeur, le faisceau lumineux est interrompu n fois et délivre à la sortie de la
cellule photosensible "n" signaux carrés.
Sortie du codeur
: Position angulaire
La résolution
1. Les capteurs
1.3.1.Codeur incrémental
Caractéristique du codeur :
 K :rapport de réduction entre l’axe du système et
l’axe du codeur.
 P : conversion du mouvement de rotation en
mouvement de translation (circonférence poulie).
 x (en m) ou  (en degré) : précision recherchée
ou pas: déplacement du système pour une
impulsion délivrée par le codeur
 Np ou R: Résolution minimale ou nombre de
points par tour du codeur.
1
On calcule la fréquence des impulsions grâce à la relation suivante: f  .N ..R
N: fréquence de rotation de l’axe d’entrainement en tr/mn: 60
42
1. Les capteurs Application
1.3.1.Codeur incrémental: application
Exemple d'utilisation d'un codeur optique
incrémental Caractéristiques de la machine
:
 Longueur des profilés : 0,02 m < L < 1 m
 Précision de la longueur de coupe : 1
mm
 Vitesse de rotation des rouleaux
d'entraînement : 60 tr/mn
 La prise de cote de la longueur du
profilé est contrôlée par un codeur
incrémental.
 Le contrôle "barre en position initiale"
avant prise de côte est réalisé par un
détecteur inductif.
 Calcul de la résolution (nombre de points (R) ou nombre d'impulsions
électriques par tour du codeur)
 Calcul de la fréquence de sortie ( F) des impulsions du codeur
1. Les capteurs
1.3.2.Codeur absolu
Le disque des codeurs absolus comportent un nombre n de pistes concentriques
divisées en segments égaux alternativement opaques et transparents.
A chaque piste est associé un couple émetteur / récepteur optique.

La résolution d'un tel codeur est de 2 à la puissance n (1024 pour 10 pistes, 131
072 pour 17 pistes).
44
1. Les capteurs
1.3.2.Codeur absolu
Un codeur Absolu délivre en permanence un code qui est l'image de la position réelle
du mobile à contrôler. Il présente de ce fait deux avantages importants par rapport à
un codeur incrémental:
Insensibilités aux coupures, insensibilités aux parasites de lignes
45
2. L’interface homme-machine
2.1.Organe de consigne
46
2. L’interface homme-machine
2.2. Organe de signalisation
47
3. Unité de traitement
48
Logique programmée vs Logique câblée
Logique programmée Logique câblée

„Souplesse et adaptabilité de „Automatisme simple et rapide à
l’installation (Remplacement des mettre en oeuvre
fonctions combinatoires et „Obligatoire pour le traitement
séquentielles par un programme). d’arrêt d’urgence et de sécurité.
„Solution plus compacte
„Plus cher. „Solution rigide et rapidement
„Comptabilité entre familles volumineuse.
d’automates. …
49
3.1.Relais électromagnétique
50
3.2. Les automates Programmables Industriels ( API )
Informations
(capteurs, dialogue)
Entrées
Traiter les informations entrantes pour

émettre des ordres de sorties en
Programme fonction d’un programme.
Sorties
Ordres
(préactionneurs, dialogue)
Les grandes marques
Les automates peuvent être de type compact ou modulaire:

52
Mise en œuvre : programmation et câblage

P N
Alimentation
B KM
P 1
R
O
KM
G 2
R
A
M
M
E
53
GRAFCET
GENERALITES
NIVEAUX D’ETUDE ET D’ANALYSE DES SAP
MISE EN ŒUVRE
COMPLEMENTS SUR LE GRAFCET
54
LE GRAFCET : GENERALITES
1. Présentation :
Les SAP sont des systèmes séquentiels . Les processus se déroulent étape par étape.
 Pour la conception de la partie commande, on peut aussi utiliser des outils de
modélisation fonctionnant sur le principe de systèmes séquentiels. Parmi ceux-ci on
note Le Grafcet: Outil graphique de description et de conception de la commande des
SAP.
Grafcet : Acronyme de « Graphe Fonctionnel de Commande d'Etape-Transition » en
anglais ( Sequential Function Chart ou SFC)
. Normalisé:
 en France juin 1982 (NFC 03-190)
 International Electrotechnical Commitee
• 1988 (IEC 848)
• 1993 (IEC 1131.1)
Très utilisé pour la programmation des automatismes industriels
55
1. Présentation :
Le Grafcet traduit le fonctionnement de la commande d’un SAP en le décomposant en

une succession:
 ETAPES auxquelles sont associées des ACTIONS,
 TRANSITIONS auxquelles sont associées des RECEPTIVITES,
 LIAISONS (ou ARCS) orientées reliant les étapes et les transitions
56
2. Les éléments du GRAFCET

Les étapes
Elle correspond à une situation élémentaire ayant un comportement
généralement stable. En principe, pendant une étape, les organes de commande
ne changent pas d'état.
Une étape est soit active soit inactive. L'étape se représente par un carré repéré
par une variable alphanumérique placée au centre du carré.
Symbole d’une étape
Dans chaque étape une ou plusieurs actions peuvent se dérouler.
L’ action est inscrite dans le rectangle
Elle est spécifiée par un verbe à l’infinitif. .
57
La transition
Une transition indique la possibilité d'évolution d'une étape à l'étape suivante..
A chaque transition on associe une ou des conditions logiques (booléennes) qui
traduisent la notion de réceptivité.
La réceptivité est spécifiée par un participe passé
6 Réceptivité
arrivée en position haute
Transition
12
La réceptivité est une fonction combinatoire d'informations booléennes telles que :
- états de capteurs,
- impulsion sur un bouton poussoir;
- action d'un temporisateur, d'un compteur;
- état actif ou inactif d'autres étapes, etc.
58
haut vers le bas
Les liaisons orientées
Les liaisons indiquent les voies d'évolution du grafcet.
Dans le cas général, les liaisons qui se font du haut vers le bas ne
comportent pas de flèche.
Dans les autres cas, on peut utiliser des flèches pour préciser
l'évolution du grafcet en cas de risque de confusion.
Bas vers haut
Exemple de structure de Grafcet
L'étape initiale est marquée

différemment (double cadre) .
59
Exemple 1:
cahier des charges:
On considère le procédé ci-contre:

Si l'on appuie sur le bouton poussoir M lorsque
le chariot est au repos en A. ce dernier quitte A,
arrive en B et revient en A où il s'arrête.
60
Exemple 2:
Une barrière est commandée selon les conditions suivantes:

Si la barrière est fermée (capteur "a" activé ) et si on appuie sur le bouton marche
(même brièvement) la barrière s'ouvre jusqu'en B (capteur "b") puis se referme.
61
3. Les règles de syntaxe
Règle N°1 : situation initiale
Cette représentation indique que l'étape est initialement activée (à la mise sous
tension de la partie commande).
La situation initiale, choisie par le concepteur, est la situation à l'instant initial.
Règle N°2 : franchissement d'une transition
Une transition est franchie lorsque l'étape antérieure est active et la réceptivité
associée à cette transition est vraie.
62
Règle N°3 : évolution des étapes actives
Le franchissement d'une transition provoque simultanément :

- la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à cette
transition,
- l'activation de toutes les étapes immédiatement suivantes reliées à cette transition.
63
Règle N°4 : transitions simultanées
Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.
Règle N°5 : activation et désactivation simultanées
Une étape à la fois activée et désactivée reste active.

4. STRUCTURES D’UN GRAFCET
4.1. GRAFCET à séquence unique ou linéaire

Une séquence unique est composée d’une suite d’étapes
pouvant être activées les unes après les autres. 1
dcy . a
Cahier des charges:
Après l’ordre de départ cycle « dcy », le chariot part jusqu’en b,
2 D
revient en c, repart en b puis rentre en a b
Capteurs:
3 G
G D
• a : chariot situé à gauche
dcy
c
• b : chariot situé à droite
4 D
Actionneurs:
• D : aller à droite b
• G : aller à gauche a c b
5 G
a
65
4.2. Séquences simultanées : Divergence et convergence en ET
Une voie ET une autre voie. Cela permet de réaliser plusieurs tâches en même temps
Un double trait
Une SEULE réceptivité
5
Les séquences se déroulent en même temps; Fch
elles débutent et se terminent en même temps.

Le début des séquences est matérialisé par une 6 AV 10 DR
divergence en ET
av dr
La fin des séquences est matérialisée par une
convergence en ET 7 AR 11 GA
ar ga
8 12
=1
40
Exemples de systèmes à séquences simultanées:
Les perçages sont effectués en même temps après action sur un bouton poussoir Départ Cycle.
Divergence en ET :
lorsque la transition A est franchie, les
étapes 21 et 24 sont actives.
Convergence en ET : la transition B sera
validée lorsque les étapes 23 et 26 seront
actives. Si la réceptivité associée à cette
transition est vraie, alors celle-ci est
franchie.
REMARQUES :
Après une divergence en ET, on trouve une
convergence en ET.
Le nombre de branches parallèles peut-être
supérieur à 2.
La réceptivité associée à la convergence
peut-être de la forme = 1. Dans ce cas la
transition est franchie dès qu'elle est
active.
67
Solution 1
Cahier des charges :
après appui sur départ cycle
« dcy », les chariots partent pour
un aller-retour. Un nouveau départ dcy
cycle ne peut se faire que si les
deux chariots sont à gauche.
CH1
CH1, CH2 : chariot 1, 2
g1 G1 D1 d1
g : capteur « position gauche »
d : capteur « position droite »
CH2
G : action « aller à gauche »
D : action « aller à droite » g2 G2 D2 d2
68
1 Grafcet à séquences simultanées
dcy . g1 . g2
Solution 1
2 D1 5 D2
d1 d2
3 G1 6 G2
g1 g2 dcy
4 7
=1
CH1
CH1, CH2 : chariot 1, 2
g1 G1 D1 d1
g : capteur « position gauche »
d : capteur « position droite »
CH2
G : action « aller à gauche »
D : action « aller à droite » g2 G2 D2 d2
69
4.3. Aiguillage ou choix de séquence :
Une voie OU l ’ autre : Solution ALTERNATIVE

Un simple trait
Une réceptivité par branche
L’une des séquences doit uniquement se 18

dérouler.
Le début de l’aiguillage se fait par
une divergence en OU dr ga
20 DROITE 30 GAUCHE
La fin de l’aiguillage est matérialisé par
une convergence en OU
21 Tempo
Fc.dr Fc.ga
40
Si les réceptivités Droite et gauche sont à «1» avant l'activation de l'étape 18, il y a conflit, les
deux transitions vont être franchies et les étapes 20 et 30 seront actives. On peut éviter le
conflit en inhibant une réceptivité par le complément de l'autre
Avec conflit Sans conflit
18 18
Droite gauche Droite Gauche ET Droite
20 OUVRIR DROITE 30 OUVRIR GAUCHE 20 OUVRIR DROITE 30 OUVRIR GAUCHE

Cas particulier d’aiguillage ou choix de séquence :
Saut en avant (saut de phase)
12 ACTION E
f.e f.e
13 ACTION G
14 ACTION H
15 ACTION J
Le saut en avant permet de sauter une ou plusieurs étapes

lorsque les actions à réaliser deviennent inutiles.
72
Cas particulier d’aiguillage ou choix de séquence : reprise de séquence
C’est une divergence en OU qui renvoie l’action vers des étapes précédentes.
Cette action permet de refaire une séquence jusqu’à ce que la réceptivité soit satisfaite.
Il faut remonter au minimum deux étapes.
16
Avancer d’un
17
pas
2 étapes minimum
Pas avancé
18 Indexer
<6pas 6 pas
19
Niveaux d’étude et d’analyse des systèmes automatisés
Pour que le diagramme fonctionnel GRAFCET décrive clairement le comportement

de tout ou partie d’un système automatisé industriel, il est nécessaire de définir le
niveau de spécification et d’analyse du système. Le niveau d’analyse est fonction
de la manière dont on regarde le système. C’est la dimension point de vue.
Dimension point de vue
Cette dimension caractérise l’approche selon laquelle un observateur

s’attache à décrire le fonctionnement du système. Ces points de vue sont
au nombre de 3:
 le point de vue système.
 le point de vue partie opérative
 le point de vue partie commande
74
Le point de vue système
Le point de vue système ou point de vue procédé consiste à décrire
d’une manière générale la suite chronologique des opérations effectuées.
Ce point de vue est celui d’un observateur

placé au delà de la frontière d’isolement
du système. SYSTEME ISOLE
Le GRFACET produit est un GRAFCET de

coordination des tâches opératives.
Cette description doit uniquement permettre PO PC
une compréhension globale du
fonctionnement et doit confirmer la fonction
globale du système.
L’observateur ignore à ce niveau la technologie
Frontière
à mettre en œuvre
Questions à se poser: Observateur extérieur

Comment le système fonctionne de par
les effecteurs fonctionnent ?
75
Le point de vue « système »

Exemple:
On considère le procédé ci-dessus: Au repos le chariot est en A; le départ cycle donné il se

déplace jusqu’en B puis revient en A.
1 Chariot au repos
Chariot en A et départ de cycle
2 Déplacer chariot vers la dte

déplacement dte terminé
Déplacer chariot vers la
3 gauche
déplacement gauche terminé
76
Le point de vue « partie opérative »
Pour ce deuxième niveau de représentation, on décrit le comportement des constituants
de la PO (actionneurs),et des capteurs. Les choix technologiques de ces éléments doit
être effectués.
Ce GRAFCET décrit l'évolution des actionneurs et des éléments de dialogue avec le milieu
extérieur. Il est aussi appelé Grafcet de niveau 1.
 Les actions sont définies par les effets des actionneurs.

 Les réceptivités sont des combinaisons logiques des événements.
Evénement
Questions à se poser:
PO PC Qu’est ce qui entraine l’effecteur?
Zone connue Zone inconnue Quel est l’élément qui assure la
de de transition?
l'observateur l'observateur
Effet
77
Le point de vue « partie opérative »
Le chariot est entrainé par un moteur M à deux sens de rotation (Déplacement droite
et Déplacement gauche). Le chariot en A ou la fin de déplacement gauche est
matérialisé par le capteur A; la fin déplacement Dte par le capteur B et le départ
cycle par M.
1
1 Chariot au repos
A et M
Chariot situé en A et départ de cycle
2 MD
2 Déplacer vers la dte
Déplacement vers la dte terminée B
Déplacer vers la gauche
3 3 MG
Déplacement vers la gauche terminé
A
Point de vue système

Point de vue P.O
78
Le point de vue « partie commande »
La représentation selon le point de vue PC décrit le comportement de cette PC (au sens
strict) vis-à-vis du reste du système.
Les interfaces de commande des actionneurs (préactionneurs) et les adaptations
technologiques des capteurs sont précisées.
Ce point de vue est celui du réalisateur de la commande.
Emission d'ordres
PO PC Questions à se poser:
Zone inconnue Zone connue Qu’est ce qui commande
de de l’actionneur considéré?
l'observateur l'observateur Quel est l’élément qui assure la
transition?
Réception d'informations
79
Le point de vue « partie commande »
Les actions sont décrites par les ordres donnés aux préactionneurs.
 Les réceptivités sont des combinaison logiques des informations provenant des
capteurs.
Le chariot est entrainé par un moteur M à Chaque sens du moteur est commandé
deux sens de rotation. Le chariot en A ou par un contacteur : KM1 (droite), KM2
la fin de déplacement gauche est (gauche). Chariot en A ou fin
matérialisé par le capteur A; la fin déplacement gauche (capteur A); fin
déplacement Dte par le capteur B et le déplacement Dte (capteur B); départ
départ cycle par M. cycle (Dcy).
1 1
A et M A et M
2 MD
2 KM1
B B
MG KM2
3 A 3
A
80
Mise en œuvre d’un grafcet
1. Réalisation par logique câblée:
Elle consiste à mettre sous forme d’équations logiques les étapes et les actions
81
1.1. Mise en équation d’une étape:
Les règles d’évolutions du Grafcet sont les points de départ des équations logiques;
notamment les règles 2 et 3.
 Règle N°2 : franchissement d'une transition
Une transition est franchie lorsque l'étape antérieure est active et la réceptivité
associée à cette transition est vraie.
La traduction de cette règle, donne la condition d’activation de l’étape.
82

1.1. Mise en équation d’une étape:
 Règle N°3 : évolution des étapes actives:
Le franchissement d'une transition provoque simultanément :

- la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes reliées à cette
transition,
- l'activation de toutes les étapes immédiatement suivantes reliées à cette transition.
La traduction de cette règle, donne la condition de désactivation de l’étape.
83
Mise en œuvre d’un Grafcet
1.1.Mise en équation d’une étape:
 Condition d’activation CA de l’état Xn :
 Condition de désactivation CD de Xn:
 En l’absence d’activation et de désactivation Xn reste dans son l’état..
Table de vérité d’une étape

Equation de Xn
CAXn CDXn Xn
0 0 Xn
1 0 1
0 1 0
1 1 -
84
1.1.Mise en équation d’une étape:
Equation de Xn
Equation d’une action:
85
1. 2. Divergence en OU - Convergence en OU
88
1.3. Exemple Divergence – Convergence en ET:
89
1.4. Initialisation du Grafcet:
A l’initialisation du grafcet toutes les étapes autres que l’étape initiale sont
désactivées. Seule l’étape initiale est active.
Soit la variable I: initialisation du grafcet. Elle permet le démarrage du grafcet.
90
1.5. Schématisation par relais:
1.5.1. Schématisation d’une étape
L’équation est schématisé à partir de relais électromagnétiques:

L’étape est schématisée par un relais X=KA
KAn-1 KAn
KAn+1
tn-1
KAn 91
1.5.2. Schématisation d’une Séquence
Exemple:
1
M
2 KM1
B
KM2
3
A
Equations des sorties
KM 1  X 2
KM 2  X 3
92

1.5.2. Schématisation d’une séquence :
AT
alim
KA3 KA1 KA2 KA2
KA1 KA3 KA2 KA3
KA2 KA3 KA1

Init A M B KM2 KM1
KA1 KA2 KA3 KM1 KM2
93
1.6. Schématisation par bascule:
1.6.1. Schématisation d’une étape
Avec bascules
94
1.6. Schématisation par bascules:
1.6.2. Schématisation d’une séquence par bascules RS
95
COMPLEMENTS DE GRAFCET
19 KM1 Lampe
Action continue ou monostable

fc1
L’action sera effective pendant tout le temps où l’étape 20 LAMPE SP Lampe
sera active.
sp1
Dans l’exemple ci-contre la lampe s’allume quand l’étape 21 LAMPE Lampe
20 est active et reste allumée à l’étape 21. Elle s’éteint à

sp0
l’activation de l’étape 22 car elle n’est plus commandée.
22 KM2 Lampe
Action bistable
19 KM1 Lampe
L’action sera mise en route sur une action SET

fc1
et arrêtée sur une action RESET
SET
20 SP Lampe
LAMPE
Dans l’exemple ci-contre la lampe s’allume quand l’étape
20 s’active. Il faudra l’action RESET de l’étape 22 pour sp1
l’éteindre. 21 Lampe
sp0
Attention : Les actions bistables posent des problèmes
de sécurités. Il faut préférer les actions monostables 22
RESET
KM2 Lampe
LAMPE
Action conditionnelles
L’action sera effective si l’étape est active et si la condition associée à l’étape est
vérifiée.
Le chauffage sera activé pendant la durée de l’étape 20 tant que t° sera égale à 1
Etape 20 active
t°
Etape 20
20 CHAUFFER X20
t°
CHAUFFER
20 C
Si : t°
Chauffer
Front montant, front descendant

L'utilisation d'un front montant ou descendant permet d'utiliser la même
variable pour activer en séquence les différentes tâches d'un grafcet.
Ici le bouton BPtel permet l'évolution d'une étape à l'autre sur la transition de
l'état bas vers l'état haut.
0
BPtel
↑ BPtel
1 OUVRIR
Etape 1
X1
↑ BPtel
Etape 2 2
X2
↑ BPtel
Etape 3 3 FERMER
X3
↑ BPtel
Action temporisée
Enclenche un temporisateur T (ici T4)

Exemple :
Syntaxe d'une réceptivité : t4 / X18 /25s
t4 repère du temporisateur, ici n° 4

X18 numéro de l'étape qui lance la temporisation
25s durée de la temporisation
Enclenchement Fin
temporisation temporisation
condition
Etape 18
X18
18 Action T4
T4/X18/25s Tempo
T4 25s
19 Action
condition Etape 19
X19
Compteur
Un compteur peut être utilisé pour réaliser un cycle d'un certain nombre de
fois. Le compteur peut être incrémenté (+ 1) décrémenté (- 1) mis à zéro ou
mis à une valeur donnée.
On peut utiliser les signes = ≠ < ≤ ≥ > dans les réceptivités.
1 Compteur = 0
Début du cycle
2 Sortir A
a=1
3 T1=1s Incrémenter compteur
T1/X3/1s
4 Sortir B
B=1 ET compteur =10 B=1 ET compteur <10

Synchronisation
On peut rendre l'évolution de deux grafcets interdépendante en utilisant par
exemple les mémoires d'étapes.
Les mémoires d'étapes d'un grafcet servent dans les réceptivités d'autres grafcets.
Dans l'exemple: l'étape 6 (X6) est utilisée comme réceptivité pour la transition 14
vers 15.
De même l'étape 15 (X15) est utilisée comme réceptivité pour la transition 7 vers 8.
Branche A Branche B
condition condition
5 V+ 14 KM32
v1 c . X6
6 KM1 15
15 VA2
a a2
7 KM22 16 VB-
b . X15 b0
Synchronisation:
un grafcet superviseur
Sous-programme ou Sous-Grafcet
Le sous-programme est représenté dans la case action par un rectangle dont les côtés
verticaux sont doublés. Nom tâche . Application : séquences répétitives
Le sous-programme peut être appelé à différents endroits du grafcet principal. Dans

l'exemple, l'étape 2 OU 4 (X2 + X4) permet l'évolution du sous-programme P. L'étape
23 permet au grafcet principal de passer à l'étape suivante.
L'étape 5 OU 3 permet au sous-programme de revenir à son étape initiale.
Grafcet maître Grafcet esclave
1 ou sous programme
ou principal
dcy
20
2 KM1 P
X2 + X4
X23
21 KM3 B+
3 T1
b1
T1/X3/5s
22 MB B-
4 KM2 P
T1/X3/5s
X23
Attente synchronisation
23
Grafcet maître
5 KM3
X5 + X3
Fc3. fc2
Grafcet de Tâche:
Les taches ont pour but
de simplifier et de
faciliter la description de
systèmes complexes en
allégeant le graphisme
d'un grafcet et en
détaillant séparément
certaines parties.
La tâche s’exécute une
fois
Etape encapsulante:
Une étape encapsulante contient un ensemble d'étapes encapsulées dans un ou plusieurs
graphes partiels encapsulés. Un graphe encapsulé peut lui-même contenir une étape
encapsulante.
La désactivation d'une étape encapsulante provoque la désactivation de toutes les étapes de
ses graphes encapsulés;
Macro Etape
Une macro-étape est une représentation unique d’une succession d’étapes et
de transitions. Dans un grafcet, une macro-étape est unique. On ne pourra
l'appeler qu'une seule fois. Il peut y avoir plusieurs macro-étapes dans un
grafcet.
Macro Etape
Forçage :
Le forçage est une action continue, notée dans un double cadre, qui agit sur le
graphe Gi, hiérarchiquement inférieur" ou "esclave" en configurant ce grafcet,
depuis n'importe quelle situation, dans un état donné.
L'activation de l'étape 10 du grafcet G1 force le grafcet G2 . L'étape 21 est activée

(forcée à 1), les autres étapes du grafcet G2 sont désactivées (forcées à 0)
Forçage :
On peut également forcer un grafcet :
- en situation initiale
- en situation vide ou désactivation (Toutes les étapes du grafcet forcé
sont désactivées y compris les étapes initiales)
Les règles d'évolution par forçage sont :

un grafcet ne peut être forcé que par un grafcet hiérarchiquement supérieur ;
un grafcet inférieur ne peut être forcé que dans une seule situation à la fois à partir d'un ou
plusieurs grafcet supérieurs ;
L'ordre de forçage est prioritaire sur les autres conditions assurant l'évolution du grafcet
forcé ;
Lorsqu'il s'agit d'un forçage de situation non vide, l'ordre de forçage
provoque simultanément l'activation des étapes correspondantes à la situation imposée et
la désactivation des autres étapes du grafcet forcé ;
lorsqu'il s'agit d'un forçage de situation vide, l'émission de l'ordre de forçage
provoque simultanément la désactivation de toutes les étapes du grafcet désigné.
Figeage :
C'est un cas particulier du forçage, Il s'agit de maintenir le forçage dans la
situation courante c'est à dire bloquer l'évolution du grafcet. L'ordre du figeage
peut être aussi vers une situation choisie à l'avance ou prédéterminée c'est-à-
dire que le grafcet forcé continue d'évoluer jusqu'à la situation choisie où il se
figera.
GEMMA
Modes de Marches
et d’Arrêts
111
LE GEMMA : Guide d’Etudes des Modes de Marche et Arrêt
1. Introduction:
Un système automatisé est conçu dans le but de produire de la valeur ajoutée. Il
est alors dans une situation dite de « PRODUCTION NORMALE ».
Pendant son cycle de vie, le système ne produit pas en continu ; il tombe en
panne, il doit subir des opérations de maintenance ou de réglage, etc.
Pour gérer ces situations, il faut intégrer dans la commande du système toutes les
formes d’arrêt, de marche et de reprise.
L’outil adapté à cet effet est le GEMMA . Il est organisé en 3 grandes « familles de
modes de marche et d’arrêt » pour contrôler le système au mieux.
Les modes de marche et d’arrêt (caractérisant l’état de fonctionnement d’un

système automatisé) sont formalisés en un graphisme par l’ ADEPA en 1981. 112
LE GEMMA : Guide d’Etude des Modes de Marche et Arrêt
Réfe r e n ce s d e l'éq u ip e m e n t
GEMMA Guide d'Etude des Modes de Marches et d'Arrêt

P.C. HORS
ENERGIE
A PROCEDURES D'ARRET et DE REMISE EN ROUTE F PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT
remise en route Arrêt Mis e e n ou hor s s e r v ic e E s s a is e t v é r ific a tio n
Fonc tionne m e nt nor m a l
A1 <Arrêt dans état initial> F4 < Marche de véri-

PZ A6 <mise P.O. dans état initial> -fication dans le
désordre >
mise en
énergie
de P.C.
A7 <mise P.O. dans état A4 <Arrêt obtenu> F2 < Marche de F3 < Marche de
déterminé> préparation > clôture >
PRODUCTION F5 < Marche de véri-

-fication dans
mise hors l'ordre >
énergie
A5 < Préparation pour remise en A2 <Arrêt A3 <Arrêt de-
route après défaillance> demandé -mandé dans
de P.C.
en fin de cycle> état déterminé>
F1 < Production Normale >
mise en
énergie
D2 < Diagnostique et/ou D3 < Production tout de même >
de P.C. traitement de défaillance> F6 < Marche de test >
D1 < Marche ou Arrêt en vue d'assurer la sécurité >

mise hors
énergie Depuis tous les états
de P.C.
Fonctionnement normal Essais et vérification
P.C. HORS
ENERGIE D PROCEDURES en DEFAILLANCE de la Partie Opérativ e F PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT
Des normes françaises et européennes réglementent et définissent les

113
modes de marche et d’arrêt relatifs à la sécurité des machines
114
115
LE GEMMA : Guide d’Etudes des Modes de Marche et Arrêt
Cet outil graphique permet de gérer :

Les défauts de production de l’équipement automatisé
Les différentes phases d’exploitation de la machine
Les états et procédures de mise en sécurité sur défaut, sur défaillance ou
sur consigne de sécurité
Le GEMMA, c’est :
 Un outil graphique avec une présentation de type check-list
 Un vocabulaire précis désignant des modes de marche et d’arrêt types, en
relation avec la désignation retenue par l’utilisateur de l’application
 Une forme graphique de grille support, structurée en zones de rectangles
états liés entre eux par des liaisons suggérées
Le GEMMA permet de mettre en place un Grafcet de conduite dont le rôle est

la coordination des différents modes marches et arrêts sélectionnées.
116
LE GEMMA : CONCEPTS DE BASE
2. Concepts de base:
2.1. Le GEMMA est constitué de 2 zones :
Une zone correspondant à l’état « HORS ENERGIE » de la PC et une une zone
permettant de décrire ce qui se passe lorsque la PC est normalement « SOUS
ENERGIE ». C’est la zone qui occupe la quasi-totalité du guide graphique.
PC hors Énergie
PC en Énergie
« Les procédures de marches et d’arrêts ainsi que les procédures en 117

défaillances sont vus par une Partie Commande en ordre de marche. »
Ordre de marche:
Le système est en ordre de marche par l’a mise en énergie de la partie
commande, On peut passer en mode PC Hors Energie par coupure d’énergie
2. 2. Marche en production
On dira que le système est en Hors PRODUCTION
« production » si la valeur
ajoutée pour laquelle le
système a été conçu est En PRODUCTION
obtenue.
On dira que le système est «
hors production » dans le cas
La zone de production se situe
dans la zone partie commande 118
2.3. Procédures ou familles de modes de marches et d’arrêt
Il y a 3 grandes familles de modes de marches et d'arrêts à considérer
 La famille F:
Procédures de fonctionnement
 La famille A:
Procédures d'arrêts
 La famille D:
Procédures de défaillances
119
Arrêt
Fonctionnement
Défaillance
120
Procédures d'arrêt (et de Procédures de

A remise en route)
F fonctionnement
Remise en Arrêt Mise en ou hors Essais et

route service vérification
Fonctionnement
A5, A6, A7 A1, A2, A3, A4 normal
Mise en sécurité ou maintient de la

disponibilité sur défaillance
F1, F2, F3 F4, F5, F6

D1, D2, D3
Procédures en défaillance
D de la P.O.
121

Chaque mode de marche et d'arrêt est désigné par un rectangle état
symbole
d'appartenance
désignation du mode
(vocabulaire général)
Il y a 16 rectangles au total :
F2 < Marche de préparation > 6 dans la famille F
7 dans la famille A
Préchauffage de la tête de scellage à 3 dans la famille D
250 °C
Place réservée à la description de ce

qui se passe dans ce mode
(appellation maison)
122
2.4. Famille A: Procédures d'arrêt
On retrouve ici tous les modes ou états qui conduisent à un arrêt du système
pour des raisons EXTÉRIEURES
 Fin de la journée de travail
 Manque de matière
 ARRÊT NORMAL
123

Rectangles états: zone A.
124
A1 - Arrêt dans l'état initial

Obligatoire dans tout GEMMA
 Étape initiale du GRAFCET
1 Rectangle A1
dcy du GEMMA
2 VA
a1
3 VA VB
b1
4 VB
a0
5
b0
125
A2 - Arrêt demandé en fin de cycle

 État transitoire vers l'état A1
 Mémorisation de la demande d'arrêt
Le cycle en cours doit se terminer pour retour aux
conditions initiales
ARRÊT
A3 - Arrêt demandé dans un état déterminé
 Transitoire vers l'état A4
ARRÊT
126
A4 - Arrêt obtenu
L'automatisme est arrêté dans un état autre que
l'état initial. L’arrêt peut se faire:
 En fin de cycle;
 En fin de séquence;
 En fin d’étape (figeage).
A5 - Préparation de remise en route après

défaillance Comprend généralement:
 dégagement, nettoyage,...
 Opérations souvent manuelles:
 Intervention de l'opérateur
127

A6 - Mise en état initial de la partie opérative
Séquences permettant de remplir les conditions de l'état
initial
L’initialisation peut être:
 Manuelle, par action sur chaque actionneur;
 Automatique, par une séquence pré-établie (bouton INIT.
d’initialisation)
A7 - Mise de la partie opérative dans un état déterminé

Séquences permettant de remplir les conditions d'un état
autre que l'état initial. Généralement de façon manuelle
Man Auto
128
2.5. Famille F: Procédures de fonctionnement
On retrouve ici tous les modes ou états qui sont indispensables à

l'obtention de la valeur ajoutée
On ne produit pas dans tous les modes de cette famille:
Modes préparatoires:
Modes de réglages et de test:
129
Rectangles états: zone F
130
F1 - Production normale
 Obligatoire dans tout GEMMA 1
 GRAFCET de base dcy
2 VA
a1
Rectangle F1
3 VA VB
du GEMMA
b1
4 VB
a0
5
b0
131

F2 - Marche de préparation
 Préchauffage
 Remplissage
 toute opération de préparation
essentielle à la production.
132
F3 - Marche de clôture
 Vidange
 Nettoyage
 Toute opération assurant une
remise en condition initiale de
l’automatisme.
133

F4 - Marche de vérification dans le désordre
Man Auto
 Mouvements séparés
Ext. V1
 Fonctions séparées
 Mode dit “Manuel Ret. V1
134
F5 - Marche de vérification dans l'ordre

 Test de cycle ou de partie de cycle de production à la cadence désirée
 Types de marche:
Étape par Étape; ½Auto
Cycle par Cycle; Man Auto
Séquence par Séquence;
Poste par Poste.
F6 - Marche de test
Étalonnage et réglage de
l'automatisme
135
2.6. Famille D: Procédures de défaillance
On retrouve ici tous les états conduisants à (ou traduisant) un arrêt du
système pour des raisons intérieures
Arrêts d'urgence
Défaillance de la partie opérative
Rectangles états: zone D.
136
2.6. Famille D: Procédures de défaillance

D1 - Arrêt d'urgence
 Arrêt immédiat
 Dégagements
 Procédures limitant les dégâts
D2-Diagnostic et/ou traitement de la défaillance

Examen et réparation
 Intervention humaine
D3 - Production tout de même

Production dégradée
Production forcée
Utilisation d'opérateurs non-prévus
137
LE GEMMA : MISE EN OEUVRE
Après l’établissement du GRAFCET de production normale (GPN), la mise en

œuvre du GEMMA consiste à intégrer les différents modes marches relatifs
au cahier de charges à analyser. Le résultat donne un Grafcet de conduite qui
gère ainsi le fonctionnement du système.
Les différents étapes de mise en oeuvre:
Sélection des modes de marches et d’arrêts

Rechercher les conditions évolutions d’un état à l’autre
Réaliser le GRAFCET de CONDUITE (GC)
Réaliser le Grafcet de Sécurité
Définir le pupitre de commande
138
1. Sélection des modes de marches et d’arrêts:

Pour un système donné, il est donc important d’examiner le cas de chaque
« rectangle-état » :
 si le mode proposé est retenu, il sera précisé en langage littéral de
fonctionnement propre à la machine, dans le « rectangle-état » ;
 si le mode proposé n’est pas nécessaire pour la machine, une croix est
portée dans le « rectangle-état», pour bien signifier qu’il n’est pas retenu.
139
1. Sélection des modes de marches et d’arrêts:
Deux états essentiels, définis dès le début de l’étude, se retrouvent sur toutes les
machines :
L’état A1, dit < Arrêt dans état initial >, ou « état repos » de la machine ;
L’état F1, mode de < Production normale » pour lequel la machine a été
conçue.
En partant de chacun des deux états essentiels, A1 et F1, on recherche les
évolutions vers les autres états par des questions :
 une < Marche de préparation > F2 est-elle nécessaire ?
 Comment arrête t-on alors la machine au choix :
 en fin de cycle, circuit : F1  A2  A1
 dans une autre position, circuit : F1  A3  A4
 Quels sont les cas possibles de défaillance ?
 avec < Marche ou arrêt en vue d’assurer la sécurité > D1
 avec < Production tout de même > D3
 etc.
 Comment s’effectue la mise en route?
140
2. Rechercher les conditions évolutions d’un état à l’autre
Les modes de marches et d’arrêts ayant été sélectionnés et explicités, il

convient de préciser les informations permettant le passage d’un état vers
l’autre.
L’élaboration de ces conditions de passage rend possible la conception du

pupitre de commande et entraîne éventuellement l’adjonction de capteurs
supplémentaires. Le passage d’un état vers l’autre s’effectue de deux façons :
 soit avec une condition d’évolution qui est portée sur la liaison orientée
entre les deux états et concrétisée par un capteur sur machine ou par un
auxiliaire de commande sur pupitre ;
 soit sans condition d’évolution (si cela n’apporte aucune information
complémentaire).
141
Exemple de GEMMA avec des modes de marche et des conditions

évolutions d’un état à l’autre
Le système étant à l’arrêt, l’appui sur le bouton « marche » l’amène en
production normale. En fin de production l’appui sur le bouton « arrêt » le
système s’arrête . Quand un défaut apparait en production, il est détecté mais
e fonctionnement continue.
142
3. Réaliser le GRAFCET de CONDUITE (GC)

La conduite correspondant à l’ensemble des modes de fonctionnement du
GEMMA ainsi que leurs procédures d’arrêt se traduit par un Grafcet dit
Grafcet de conduite.
 Tout d’abord, on associe à chaque rectangle état
 Les possibilités d’évolution sont décrites par réceptivités associées à des

transitions.
143

On associe une séquence du Grafcet à une boucle du GEMMA.
Pour la boucle du GEMMA de la fig.1. , on obtient la séquence Grafcet de la
fig.2.
144

Exemple 2
En suivant l’évolution dans le GEMMA:

Rectangle état = Étape + action
Condition logique =
transition+réceptivité
L’étape 3 lance l’exécution du Grafcet de

Production Normale(GPN)
X30 correspond à la dernière étape du
145
GPN
Entre le GC et les grafcets liès aux rectangles d’état, il y a une certaine

hièrarchie.
146
Le GEMMA conduit à l’élaboration d’une

STRUCTURE MULTI-GRAFCETS HIERARCHISES.
Grafcet de sécurité (GS)
Grafcet de Conduite (GC)
Grafcet(s) de Production
Normale (GPN)
Grafcets de tâches
147
4. La sûreté du système:
Principe:
Prise en compte de la sécurité des personnes et des biens sur défaillances
des systèmes.
Un système est dit de sécurité totale si l’apparition d’une défaillance ne

conduit jamais à une situation dangereuse
Un défaut passif (s’il se traduit par un circuit ouvert) est dangereux si la

commande est de type alarme.
Un défaut actif (s’il se traduit par un circuit fermé) est dangereux si

il maintient une commande non désirée.
148
La prise en compte de la sécurité des personnes et des biens sur défaillances des
systèmes est gérée par le Grafcet de surêté..
Le GRAFCET DE SURETE est hiérarchiquement supérieur
Grafcet de Sûreté
F/GC F/GC(x): Indique que le Grafcet de
sûreté est hiérarchiquement supérieur
F/GPN
au grafcet de conduite.
Grafcet de Conduite Cet ordre provoque l'activation et le
maintient actif de l'étape x du grafcet
F/GPN de conduite et la désactivation de
toutes les autres étapes de ce même
Grafcet de Production Normale grafcet.
F/GPN: se lit «Forçage sur GPN»

149
Exemple:
Ce grafcet est réceptif à une consigne d'arrêt de sécurité (arrêt d'urgence: AU)
et ce depuis tout les états.
Forçage du grafcet de conduite

200 F/GC(100) F/GPN(0) et du grafcet de production
normale aux étapes initiales
AU.Réarmement
Conditions de
reprise après
201 arrèt d'urgence
AU
Etape d'autorisation
d'évolution de
GC et de GPN
150
5. Le pupitre de commande
Lorsque le système est en phase d’exploitation, sa conduite est menée par
l’opérateur à partir du pupitre.
Le pupitre regroupe l’ensemble des éléments qui permettent d’accéder aux
différents modes de marche et d’arrêt. Il sera donc conçu parallèlement à
l’élaboration du GEMMA.
Le concepteur dispose d’un ensemble de composants technologiques tels que :
Boutons poussoirs
Boutons tournants à 2 ou 3
Boutons coup de poing
Signalisation
Terminaux de dialogues, etc.
Dès qu’une information issue du pupitre apparaît sur le GEMMA, elle nécessite le
choix d’un élément du pupitre.
151
Exercice d’application GEMMA
152
Exercice d’application GEMMA
153
Exercice Réfe r e n ce s d e l'éq u ip e m e n t
GEMMA Guide d'Etude des Modes de Marches et d'Arrêt

P.C. HORS
ENERGIE
A PROCEDURES D'ARRET et DE REMISE EN ROUTE F PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT
remise en route Arrêt Mis e e n ou hor s s e r v ic e E s s a is e t v é r ific a tio n
Fonc tionne m e nt nor m a l
A1 <Arrêt dans état initial> F4 < Marche de véri-

PZ A6 <mise P.O. dans état initial> -fication dans le
désordre >
mise en
énergie
de P.C.
A7 <mise P.O. dans état A4 <Arrêt obtenu> F2 < Marche de F3 < Marche de
déterminé> préparation > clôture >
PRODUCTION F5 < Marche de véri-

-fication dans
mise hors l'ordre >
énergie
A5 < Préparation pour remise en A2 <Arrêt A3 <Arrêt de-
route après défaillance> demandé -mandé dans
de P.C.
en fin de cycle> état déterminé>
F1 < Production Normale >
mise en
énergie
D2 < Diagnostique et/ou D3 < Production tout de même >
de P.C. traitement de défaillance> F6 < Marche de test >
D1 < Marche ou Arrêt en vue d'assurer la sécurité >

mise hors
énergie Depuis tous les états
de P.C.
Fonctionnement normal Essais et vérification
P.C. HORS
ENERGIE D PROCEDURES en DEFAILLANCE de la Partie Opérativ e F PROCEDURES DE FONCTIONNEMENT
Merci de votre attention...
A vous de travailler…
155

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Pour T > 0 °C, RT = R0 [1 + aT + bT2 ]

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 ETAPES auxquelles sont associées des ACTIONS,

 TRANSITIONS auxquelles sont associées des RECEPTIVITES,

 LIAISONS (ou ARCS) orientées reliant les étapes et les transitions

2. Les éléments du GRAFCET

Symbole d’une étape

Dans chaque étape une ou plusieurs actions peuvent se dérouler.

L’ action est inscrite dans le rectangle

Elle est spécifiée par un verbe à l’infinitif. .

Exemple de structure de Grafcet