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Elementos del GRAFCET

Etapas y transiciones

Una etapa caracteriza el comportamiento invariante de una parte o de la totalidad del sistema representado; corresponde a una situación elemental que implica un comportamiento estable.

Una etapa del GRAFCET se representa mediante un cuadrado identificado por un número; en este caso se ha representado la etapa 3. No puede haber dos etapas con el mismo número pero tampoco es necesario que sean números consecutivos ni que respeten ningún orden. La entrada a una etapa es siempre por la parte superior y la salida por la parte inferior.

Una etapa puede estar activa o inactiva. Cuando representamos el estado de un GRAFCET en un instante determinado, podemos representar las etapas activas con un punto en su interior; en este caso la etapa 6 está activa. También podemos representar las etapas activas sombreando su interior, en este caso la etapa 9 está activa. Al representar el GRAFCET en un instante, estamos representando el sistema en aquel instante. Un GRAFCET puede tener varias etapas activas simultáneamente.

Un cuadrado con línea doble simboliza una etapa inicial del GRAFCET; en este caso la etapa 7. Las etapas iniciales son las que se activan al inicializar el GRAFCET. Una vez se ha inicializado el GRAFCET, las etapas iniciales actúan como etapas normales. Puede haber tantas etapas iniciales como se desee pero como mínimo una. Pueden estar situadas en cualquier lugar dentro del GRAFCET.

Las transiciones representan la posibilidad de evolución de una etapa a la siguiente; esta evolución se produce al franquear la transición. El franqueamiento de una transición implica un cambio en la situación de actividad de las etapas.

Las transiciones se representan con un trazo perpendicular a la línea que une dos etapas consecutivas. Una transición está validada cuando todas las etapas inmediatamente anteriores están activas.

Si la descripción de un GRAFCET lo requiere, pueden numerarse las transiciones con un número entre paréntesis a la izquierda del trazo que representa la transición; por ejemplo la transición (4).

Una etapa puede tener más de una entrada. A continuación se han representado tres casos en los que una etapa tiene tres entradas.

Una etapa puede tener más de una salida. A continuación se han representado tres casos en los que una etapa tiene tres salidas.

Hay que evitar aquellas representaciones que puedan inducir a confusión, como, por ejemplo, las siguientes en las que se puede dudar si hay o no hay conexión entre la línea vertical y la horizontal.

Caminos y re-envíos

Los caminos que unen una etapa con otra se dibujan preferentemente en sentido vertical; aunque para resolver algunas representaciones hay que dibujar una parte de los mismos en sentido horizontal o en diagonal. Mientras no se especifique lo contrario, la evolución de un camino siempre es en sentido descendente, es decir de arriba a abajo. En la figura se ha representado un camino que evoluciona en sentido vertical ascendente.

Cuando un GRAFCET es grande o complejo se hace difícil representarlo y, a menudo, hay más de una forma de representarlo. En estos casos hay que hacer siempre la representación en aquella forma en que el GRAFCET sea más simple y fácil de seguir. A veces la forma más simple de un GRAFCET no tiene las etapas iniciales situadas en la parte superior.

Cuando un GRAFCET se complica o no cabe en una sola página son necesarios los re-envíos. Hay personas que prefieren no trazar nunca caminos de recorrido ascendente y prefieren sustituirlos por re-envíos. Para los casos en que el GRAFCET no sea muy grande, podemos utilizar la siguiente notación.

La figura representa un re-envío. El GRAFCET continuará en la etapa indicada, en este caso la 7.

La figura representa la llegada desde un re-envío. En este caso viene de la etapa 6.

En cambio cuando el GRAFCET ocupa unas cuantas páginas, puede ser preferible indicar, además de la etapa de procedencia o de destino, la página donde esta está situada para que su localización sea más rápida.

Al hacer un re-envío se ha de cortar la secuencia etapa-transición-etapa; es preferible cortar siempre por el punto transición-etapa que por el punto etapa-transición ya que es preferible representar juntas las transiciones con las etapas anteriores a ellas.

En aquellos casos en que un re-envío va destinado a diversas etapas, se toma siempre como referencia de destino la etapa representada más a la izquierda. Igualmente en aquellos casos en que un re-envío parte de varias etapas, se toma también como referencia de origen la etapa representada más a la izquierda.

Acciones asociadas a las etapas

Dado que una etapa implica un comportamiento estable, habitualmente las etapas tendrán acciones asociadas. Las acciones representan lo que hay que hacer mientras la etapa está activa. Las acciones asociadas a una etapa pueden ser de tipo externo o de tipo interno; las primeras implican la emisión de órdenes hacia el sistema que se está controlando mientras que las internas afectan a funciones propias del sistema de control (incremento de un contador, etc.).

En algunos casos interesa utilizar etapas sin ninguna acción. Las aplicaciones más corrientes son aquellas en que el sistema esta esperando que se produzca una determinada circunstancia.

Las acciones se representan como rectángulos unidos por un trazo con la etapa a la que están asociadas. El rectángulo puede tener las dimensiones necesarias para que se pueda indicar la acción a realizar. En este caso la acción asociada a la etapa 3 es la apertura de una determinada válvula.

Según el tipo de GRAFCET que estemos realizando, las acciones se pueden escribir en forma literal (cerrar válvula, avanzar cilindro, etc.) o en forma simbólica (XBR, SL1, etc.), en este segundo caso será necesaria una tabla donde se indique el significado de los símbolos utilizados. En el caso de que una etapa tenga más de una acción, se pueden representar de varias formas, como muestran las figuras siguientes.

Las acciones pueden estar condicionadas. Cuando una acción está condicionada sólo se ejecuta mientras la etapa está activa y, además, se verifica la condición. En las figuras siguientes se han dibujado dos formas de representar que la etapa 3 tiene dos acciones de las cuales la acción de calentar tiene una condición (termostato).

Receptividades asociadas a las transiciones

Llamamos receptividad a la condición que se requiere para poder franquear una transición válida. Una receptividad puede ser cierta o falsa y se puede describir en forma literal (fin retroceso, temperatura alcanzada, etc.) o en forma simbólica (SA1, BQ3, etc.), en este segundo caso será necesaria una tabla donde se indique el significado de los símbolos utilizados.

Una receptividad puede estar compuesta por un solo dato o por una ecuación booleana que incluya varios datos. Mientras el resultado de la ecuación booleana sea 0 (falso) la transición no podrá ser franqueada y sí podrá serlo cuando el resultado sea 1 (cierto). Los datos que componen la ecuación booleana de una receptividad pueden ser externos o internos; los primeros implican la comprobación de variables en el sistema que se está controlando mientras que las internas dependen de funciones propios del sistema de control (valor de un contador, etc.). En las ecuaciones booleanas el signo + representa la función O, el signo · representa la función Y y una línea sobre la condición o variable correspondiente representa la negación (función NO).

Algunos ejemplos de receptividades podrían ser los siguientes:

Temp > 30°C Cierta si la temperatura es superior a 30°C
C12 Cierta si el contador 12 ha alcanzado la preselección
SL1 Cierta si SL1 está desactivado
SL3 + SB2 Cierta si SL3 o SB2 están activados (indistintamente)
SL2 · SB4 Cierta si SL2 y SB4 están activados (simultáneamente)
BQ2 · (SL1 + SA1) Cierta si BQ2 está activado y también SL1 o SA1
= 1 Receptividad siempre cierta

A parte de una ecuación booleana, las receptividades pueden expresarse en forma de texto o mediante dibujos normalizados (diagramas de relés, puertas lógicas, etc.), según se desee.