Du GRAFCET au programme : équations d’activation/désactivation, variables d’étape, sorties, traduction MikroC

Ensacheuse de semoule. La tâche 2, appelée par l’étape 2 de la coordination, remplit un sac : dès qu’un sac est présent ($P_s=1$), la trappe s’ouvre (KA1) jusqu’à ce que la masse de 25 kg soit atteinte ($P_m=1$) ; la soudeuse descend (14M) jusqu’à $\ell_1$, remonte (12M) jusqu’à $\ell_0$ ; la tâche attend alors l’étape 3 de la coordination. Elle est programmée en mikroPascal Pro sur un PIC 16F877A.

Connexions : $X_2$, $X_3$, $P_s$, $P_m$, $\ell_0$, $\ell_1$ sur RB0 à RB5 ; KA1, 14M (M14), 12M (M12) sur RC0, RC1, RC2 ; les broches non connectées sont des entrées.

program Remplir_sac;
var X20, X21, X22, X23, X24 : bit;
    X2 : sbit at RB0_bit;   X3 : sbit at RB1_bit;
    Ps : sbit at RB2_bit;   Pm : sbit at RB3_bit;
    L0 : sbit at RB4_bit;   L1 : sbit at RB5_bit;
    KA1 : sbit at RC0_bit;
    M14 : sbit at RC1_bit;  M12 : sbit at RC2_bit;
begin
  ADCON1 := $06;
  TRISB := ..(a).. ;  TRISC := ..(b).. ;
  PORTC := $00;
  .........(c).........
  while true do
  begin
    X20 := (X24 and X3) or (X20 and not X21);
    X21 := .........(d)......... ;
    X22 := .........(e)......... ;
    X23 := .........(f)......... ;
    X24 := .........(g)......... ;
    KA1 := X21; M14 := X22; M12 := X23;
  end;
end.

1. Écrire $A_{21}$ et $D_{21}$.
2. Compléter les repères (a) à (g).
3. Réécrire en MikroC la ligne de l’étape 21.

Palettiseur de caisses. Le GRAFCET de coordination (figure) est confié à un PIC 16F877A. Il lance la tâche 1 « amener une caisse » (étape 1), puis la tâche 2 « empiler la caisse » (étape 2) ; tant que la pile n’est pas complète ($E=0$), il reprend la tâche 1 ; quand 8 caisses sont empilées ($E=1$, fourni par la tâche 2), il lance la tâche 3 « évacuer la palette » (étape 3). Les étapes finales des tâches, $X_{12}$, $X_{23}$ et $X_{32}$, arrivent sur le PIC ; les ordres de lancement T1, T2, T3 en sortent.

Connexions : $D_{cy}$, $CI$, $X_{12}$, $X_{23}$, $X_{32}$, $E$ sur RB0 à RB5 ; T1, T2, T3 sur RC0 à RC2 ; broches non connectées en entrées.

bit X0, X1, X2, X3;
sbit Dcy at RB0_bit;  sbit CI  at RB1_bit;
sbit X12 at RB2_bit;  sbit X23 at RB3_bit;
sbit X32 at RB4_bit;  sbit E   at RB5_bit;
sbit T1 at RC0_bit;   sbit T2 at RC1_bit;
sbit T3 at RC2_bit;
void main() {
  ADCON1 = 0x06;
  TRISB = 0xFF;  TRISC = ..(a)..;
  PORTC = 0;
  X0 = 1; X1 = 0; X2 = 0; X3 = 0;
  while (1) {
    X0 = .........(b).........;
    X1 = .........(c).........;
    X2 = .........(d).........;
    X3 = .........(e).........;
    T1 = X1; T2 = X2; T3 = X3;
  }
}

1. Écrire les équations d’activation et de désactivation des étapes 1 et 2.
2. Compléter les repères (a) à (e).
3. Pourquoi $X_{12}$, $X_{23}$, $X_{32}$ sont-elles déclarées en sbit alors que X0 à X3 sont des bit ? À quoi sert la ligne T1 = X1; ?
4. Combien de fois l’étape 1 est-elle activée pour une palette ?

Poste de soudage de pattes de fixation. La tâche 3, appelée par l’étape 3 de la coordination et réarmée par l’étape 4, serre la pièce (14M jusqu’à $\ell_{11}$) pendant que l’électrode s’avance (KM2 jusqu’à $S_p$) ; quand les deux sont en place, le module de soudage est commandé (KA) jusqu’à son signal de fin $F_s$ ; puis la pièce est desserrée (12M) et l’électrode reculée (KM3) jusqu’à $\ell_{10}\cdot S_r$.

Connexions : $X_3$, $X_4$, $\ell_{10}$, $\ell_{11}$, $S_p$, $S_r$, $F_s$ sur RB0 à RB6 ; 14M (M14), KM2, KA, 12M (M12), KM3 sur RC0 à RC4 ; les étapes sont des variables bit X30 à X37.

1. Écrire $A$ et $D$ des étapes 30, 31, 33 et 35.
2. Écrire en MikroC les lignes des étapes 30 à 37.
3. Écrire les équations des sorties, puis les valeurs de TRISB et TRISC.

Laveuse de pièces. La tâche 5, appelée par l’étape 5 de la coordination et réarmée par l’étape 6, plonge le panier (14M jusqu’à $\ell_1$), brasse le bain par la pompe (KA1) pendant 8 s, puis remonte le panier (12M jusqu’à $\ell_0$). Le programme MikroC écrit chaque transition sous la forme « si étape amont et réceptivité, alors activer l’étape aval et désactiver l’étape amont » ; la temporisation est réalisée par Delay_ms.

while (1) {
  if (X52) {            // étape temporisée
    ....(a)....;         // t/52/8s
    X53 = 1; X52 = 0;
  }
  if (X50 && X5) { X51 = 1; X50 = 0; }
  if (...(b)...) { ....(c).... }
  if (X53 && L0) { ....(d).... }
  if (...(e)...) { X50 = 1; X54 = 0; }
  M14 = X51; KA1 = X52; M12 = X53;
}

1. Compléter les repères (a) à (e).
2. Le bloc de l’étape 52 est placé en tête de boucle, avant les transitions. Expliquer pourquoi, en suivant ce que vaut KA1 pendant Delay_ms.
3. Quelle limite cette écriture impose-t-elle pendant les 8 s ?

Tapis commandé par deux boutons. Un GRAFCET à deux étapes commande un tapis : l’étape 70 (initiale) est l’arrêt ; un appui sur marche $m$ (arrêt $a$ relâché) active l’étape 71, qui commande KM ; un appui sur $a$ ramène à l’étape 70. Les séries écrivent la mémoire d’une étape sous deux formes : à marche prioritaire $X=A+\overline{D}\cdot X$ et à arrêt prioritaire $X=(A+X)\cdot\overline{D}$, avec, comme dans les programmes du bac, $D$ = étape aval.

1. Écrire $A_{70}$, $D_{70}$, $A_{71}$ et $D_{71}$.
2. Écrire $X_{70}$ et $X_{71}$ sous les deux formes, puis les traduire en MikroC.
3. Pour quelles valeurs de $(A,D,X)$ les deux formes donnent-elles des résultats différents ?
4. Le tapis est à l’arrêt ($X_{70}=1$, $X_{71}=0$) et l’opérateur appuie sur $m$. Calculer $X_{71}$ avec chaque forme. Laquelle convient ici ? Quelle forme la ligne X40 := (X42 and X4) or (X40 and not X41); utilise-t-elle ?