Siendo uno de los lenguajes estandarizados en las plataformas de desarrollo para autómatas programables (PLC), GRAFCET representa un excelente acercamiento a las soluciones a sistemas automatizables pues facilita la visualización de las distintas etapas que lo conforman como una secuencia lógica donde la etapa actual fue el resultado del cumplimiento de condiciones específicas en una anterior, la actual será lo mismo para la siguiente.
GRAFCET significa Gráfico Funcional de Control de Etapas y Transiciones, su desarrollo en la industria se debe a la necesidad de un método sencillo que muestre los sistemas como diagramas de flujo que servirán de guías a los operarios de las distintas áreas de una planta sin tener que realizar una especialización mayor.
Comencemos definiendo las partes que componen un diagrama de este tipo.
Partes de GRAFCET
Todo diagrama realizado bajo este lenguaje consta de tres partes que conforman las distintas etapas del proceso.
Etapa: define el estado en el que se encuentra el sistema. En caso de ser la etapa inicial, se indica con un doble cuadrado.
Acción asociada: define la acción que realizará la etapa, por ejemplo, conectar un contactor, desconectar una bobina, etc.
Transición: es la condición (o condiciones) que en conjunto con la etapa anterior, permiten avanzar a una etapa siguiente del GRAFCET, por ejemplo un pulsador, un detector, un temporizador, un contador, etc.
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| Fig. 1: Partes del GRAFCET. |
Considero que la mejor forma de poner en práctica lo anterior es desarrollando un ejercicio donde pongamos en práctica las definiciones anteriores pues como podremos observar, este lenguaje de programación se basa más en la inspección visual que en la lógica compleja que puede tener un diagrama en ladder.
Control de una grúa
En este caso tratamos de resolver el siguiente sistema que consta de una la grúa que realizará un ciclo de trabajo que comienza al elevar su gancho, después iniciará un movimiento hacia adelante hasta la posición 2, cuando esta sea alcanzada, el gancho descenderá y permanecerá en dicha posición hasta que transcurra un tiempo determinado. Después volverá a subir el gancho y regresará a la posición original donde permanecerá hasta recibir otra señal de arranque
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| Fig. 2: Sistema de grúa. |
Comenzamos entonces definiendo y ordenando nuestras variables en una tabla como es nuestra costumbre.
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Entradas |
Salidas |
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Sensor Down |
I:1/0 |
Grúa Down |
O:0/0 |
|
Sensor Up |
I:1/1 |
Grúa Up |
O:0/1 |
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Sensor Derecha |
I:1/2 |
Motor Derecha |
O:0/2 |
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Sensor Izquierda |
I:1/3 |
Motor
Izquierda |
O:0/3 |
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Start |
I:1/4 |
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A partir de esto podemos definir las siguiente etapas y lo que se realizará en cada una:
- Etapa 0: Sistema en espera hasta que se presione el botón de arranque
- Etapa 1: Accionamiento de la grúa para levantar el gancho hasta la posición deseada
- Etapa 2: Accionamiento del motor para el desplazamiento a la derecha hasta el final de la guía
- Etapa 3: Accionamiento de la grúa para bajar el gancho hasta la posición deseada
- Etapa 4: Sistema en espera durante 5 segundos
- Etapa 5: Accionamiento de la grúa para levanta el gancho hasta la posición deseada
- Etapa 6: Accionamiento del motor para el desplazamiento a la izquierda hasta el final de la guía
- Etapa 7: Accionamiento de la grúa para bajar el gancho hasta la posición deseada
Ahora bien, como ya hemos mencionado, la traducción al lenguaje GRAFCET resulta bastante sencilla pues ya hemos definido las distintas etapas, las acciones asociadas y las condiciones para efectuar su transición.
Por lo anterior, nuestro diagrama queda de la siguiente forma:
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| Fig. 3: Diagrama GRAFCET. |
Conclusiones
Cuando tratamos de automatizar un proceso, es común que nos encontremos con la incertidumbre de cómo empezar a resolver el sistema en cuestión pues, sabiendo que el accionamiento de los actuadores y sensores depende de las condiciones que tengan las variables en un momento preciso, complica el poder precisar en qué momento nuestro controlador debe realizar una activación (o desactivación).
Es entonces donde aparece la práctica común (con la cual resolvemos los sistemas en este sitio) de desmenuzar el problema en diferentes etapas con el fin de poder entender en qué momento y de qué variables depende la interacción entre los sensores, el PLC y los actuadores; pues de esta forma sabremos cuáles son las condiciones que se deben cumplir al momento de definir cómo actúan los elementos de campo.
Respecto al sistema resuelto en esta ocasión, es fácil entender el porqué resulta más conveniente desarrollar la solución en GRAFCET que en otro lenguaje pues la naturaleza del mismo (cicla y secuencial) permite proponer un programa sencillo pero eficaz, pues cumple con lo solicitado.
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-AHN
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