🔧 MINI-PROJET · AUTOMATISME INDUSTRIEL

Mini-projet GRAFCET : automatisation d’une maquette d’ascenseur avec AUTOMGEN

Maquette ASC89 · GRAFCET · API · AUTOMGEN · IRIS 2D · Gestion des appels et des priorités

Ce mini-projet présente l’étude et l’automatisation d’une maquette didactique d’ascenseur avec GRAFCET. L’objectif est de passer du cahier des charges à une commande séquentielle capable de gérer les appels, le déplacement de la cabine, les portes, les obstacles et l’arrêt d’urgence.

ℹ️ Correction importante du document source : la description annonce « 24 sorties et 21 entrées », alors que le tableau détaillé contient 24 entrées et 21 sorties. La version ci-dessous suit le tableau détaillé, qui est la référence la plus précise pour le GRAFCET.

🏗️ Description de la maquette ascenseur

L’ascenseur ASC89 est une maquette didactique destinée à être raccordée à un automate programmable ou à un système à microprocesseur. La documentation indique une architecture destinée à l'expérimentation et à la simulation de la commande d’un ascenseur.

Le système étudié correspond à un RDC + 3 étages. Le document indique deux références de la maquette : ASC89-24 pour une logique 24 V et ASC89-05 pour une logique 5 V ; la simulation présentée utilise la première référence.

Maquette ASC89 : mini-projet d’automatisation d’un ascenseur avec GRAFCET

⚙️ Organes et caractéristiques

RDC + 3 étages Chaque étage comporte une porte motorisée, des détecteurs de porte, des fins de course de sécurité, des boutons d’appel et un détecteur de présence cabine.

Commandes intérieures 4 boutons d’étage, un bouton STOP, un interrupteur simulant un obstacle à la fermeture, 4 voyants d’étage et un voyant d’éclairage cabine.

Cabine Cabine guidée par motoréducteur et limitée par deux fins de course de sécurité.

Alimentation Alimentation à découpage fournissant +5 V, +12 V et −12 V.

Interface de puissance Isolation galvanique et adaptation de puissance par relais électromécaniques.

Interface logique Isolation galvanique et circuits anti-rebond par bascules.

Caractéristiques principales

Ouverture et fermeture des portes d’étages par motoréducteurs électriques.
Côtés transparents et cabine de couleur pour une meilleure visibilité.
Détection du passage de la cabine à chaque étage par barrières opto-électriques.
Deux fins de course haut/bas pour limiter la cabine en cas d’erreur de programmation.
Circuits anti-rebonds pour les poussoirs et contacts.
Protection des sorties contre les éventuels courts-circuits.
Portes coulissantes derrière une plaque en plexiglas transparente.

🔌 Liste des entrées et sorties

Le tableau détaillé de la documentation comporte 24 symboles d’entrée et 21 symboles de sortie. Les symboles sont conservés ci-dessous pour éviter toute ambiguïté lors de la construction du GRAFCET.

Entrée	Symbole	Sortie	Symbole
BP appel descendre au RDC	ARDC	Moteur cabine sens UP	CABUP
BP appel monter au 1er étage	AET1UP	Moteur cabine sens Down	CABD
BP appel descendre au 1er étage	AET1D	Moteur porte RDC sens 1	FRDC
BP appel monter au 2e étage	AET2UP	Moteur porte RDC sens 2	ORDC
BP appel descendre au 2e étage	AET2D	Moteur porte 1er étage sens 1	FP1
BP appel monter au 3e étage	AET3	Moteur porte 1er étage sens 2	OP1
BP appel RDC cabine	ARDCC	Moteur porte 2e étage sens 1	FP2
BP appel 1er étage cabine	AET1C	Moteur porte 2e étage sens 2	OP2
BP appel 2e étage cabine	AET2C	Moteur porte 3e étage sens 1	FP3
BP appel 3e étage cabine	AET3C	Moteur porte 3e étage sens 2	OP3
Détecteur présence cabine RDC	PRDC	Voyant présence cabine RDC	VRDC
Détecteur présence cabine 1er étage	PET1	Voyant présence cabine 1er étage	VET1
Détecteur présence cabine 2e étage	PET2	Voyant présence cabine 2e étage	VET2
Détecteur présence cabine 3e étage	PET3	Voyant présence cabine 3e étage	VET3
Détecteur porte RDC fermée	RDCF	Voyant appel descendre RDC	VARDC
Détecteur porte 1er étage fermée	PF1	Voyant appel monter 1er étage	VA1UP
Détecteur porte 2e étage fermée	PF2	Voyant appel descendre 1er étage	VA1D
Détecteur porte 3e étage fermée	PF3	Voyant appel monter 2e étage	VA2UP
Détecteur porte RDC ouverte	RDCO	Voyant appel descendre 2e étage	VA2D
Détecteur porte 1er étage ouverte	PO1	Voyant appel monter 3e étage	VA3UP
Détecteur porte 2e étage ouverte	PO2	Éclairage cabine	Eclairage
Détecteur porte 3e étage ouverte	PO3
Bouton d’arrêt d’urgence	STOP
Interrupteur obstacle	Obstacle

🧠 Cahier des charges

Initialisation : au démarrage, toutes les portes doivent être fermées, la cabine doit être ramenée au RDC, la présence cabine doit être signalée, puis le système se met en attente.

Marche normale

À chaque appel depuis un palier ou la cabine, mémoriser la demande.
Déplacer la cabine vers l’étage demandé ; le voyant associé à l’appel reste actif tant que la cabine n’est pas arrivée.
Signaler la présence de la cabine à l’arrivée.
Ouvrir la porte de l’étage demandé.
Fermer la porte après 5 secondes, sauf si un obstacle est détecté.

Mémorisation et priorités

Toutes les demandes reçues pendant l’exécution doivent être mémorisées jusqu’à leur traitement.
La chronologie des demandes doit être respectée autant que possible.
Les appels intermédiaires rencontrés pendant un déplacement doivent pouvoir être pris en compte.
La cabine doit progresser d’étage en étage (« de proche en proche »).

Obstacle et arrêt d’urgence

Si un obstacle est détecté pendant la fermeture, la porte doit rester ouverte ou être rouverte.
En cas d’action sur STOP, le programme doit exécuter la tâche d’initialisation.
L’animation du système doit être réalisée avec IRIS 2D.

✅ Solution GRAFCET proposée

Cadre du calcul : le cahier des charges impose l’initialisation au RDC, la mémorisation des appels, le respect de la chronologie, la prise en compte des appels intermédiaires, le déplacement « de proche en proche », l’ouverture pendant 5 secondes, la gestion de l’obstacle et le retour à l’initialisation sur STOP. Il ne donne pas une règle unique pour départager plusieurs appels simultanés de directions opposées. La règle de sélection indiquée ici est donc une règle de conception explicite permettant d’obtenir un GRAFCET déterministe.

1. Mémorisation des demandes

Une mémoire est associée à chaque niveau afin de conserver une demande jusqu’à son traitement. Les entrées correspondant aux appels cabine et palier sont regroupées par destination.

Mémoire	Demandes associées	Remise à zéro
R0	ARDC ou ARDCC	Après service au RDC
R1	AET1UP ou AET1D ou AET1C	Après service au 1er étage
R2	AET2UP ou AET2D ou AET2C	Après service au 2e étage
R3	AET3 ou AET3C	Après service au 3e étage

Les mémoires peuvent être réalisées avec des actions bistables SET / RST ou leur équivalent dans AUTOMGEN. Les voyants d’appel restent actifs tant que la demande correspondante n’a pas été traitée.

2. Carte visuelle du GRAFCET

Cette carte présente le GRAFCET maître. Les demandes sont mémorisées pendant le fonctionnement. La cabine traite les demandes selon sa position et avance étage par étage. Une demande intermédiaire rencontrée dans le sens de déplacement peut être servie avant la destination plus éloignée.

La carte est intégrée directement dans la page sous forme de SVG : aucun hébergement d’image externe n’est nécessaire.

3. GRAFCET maître — détail

S0 — INITIALISATION

Actions : CABD ; FRDC ; FP1 ; FP2 ; FP3. La cabine est ramenée au RDC et les portes sont amenées à l’état fermé.

↓

T0 : PRDC ∧ RDCF ∧ PF1 ∧ PF2 ∧ PF3

↓

S1 — ATTENTE / MÉMORISATION

Mémoriser toute nouvelle demande R0…R3 et maintenir les voyants d’enregistrement associés.

↓

T1 : au moins une demande R0/R1/R2/R3 est active

↓

S2 — CHOIX DE DESTINATION

À partir de la position PRDC/PET1/PET2/PET3 et des mémoires R0…R3, sélectionner la prochaine destination conformément à la règle « de proche en proche ».

4. Déplacement vers le haut

S3 — MONTER

Action : CABUP.

↓

Transition : un étage situé sur le trajet est atteint et possède une demande active → arrêt de CABUP et passage au service de cet étage.

↓

Sinon : continuer CABUP jusqu’au prochain niveau pertinent.

5. Déplacement vers le bas

S4 — DESCENDRE

Action : CABD.

↓

Transition : un étage situé sur le trajet est atteint et possède une demande active → arrêt de CABD et passage au service de cet étage.

↓

Sinon : continuer CABD jusqu’au prochain niveau pertinent.

6. Service d’un étage

S5 — OUVRIR

Commander ORDC, OP1, OP2 ou OP3 selon l’étage atteint.

↓

Transition : détecteur de porte ouverte RDCO/PO1/PO2/PO3 actif.

↓

S6 — PORTE OUVERTE

Maintenir la porte ouverte et lancer une temporisation de 5 secondes.

↓

T5s ∧ ¬Obstacle → autoriser la fermeture.

↓

S7 — FERMER

Commander FRDC, FP1, FP2 ou FP3 selon l’étage.

↓

Obstacle = 1 → retour S5 et réouverture.

↓

Porte fermée → effacer la mémoire de l’étage servi et passer à S8.

↓

S8 — TRAITER LA SUITE

S’il reste une demande, retour S2. Sinon retour S1.

7. Arrêt d’urgence

STOP = 1 : le cahier des charges impose l’exécution de la tâche d’initialisation. Dans le GRAFCET, une transition prioritaire/généralisée depuis les étapes de marche ramène donc le cycle à S0.

8. Principe de sélection « de proche en proche »

La documentation impose que la cabine avance étage par étage et que les appels intermédiaires puissent être pris en compte. La règle de décision choisie ici est la suivante : pendant une montée, servir d’abord les demandes situées au-dessus sur le trajet avant d’inverser le sens ; pendant une descente, servir d’abord les demandes situées au-dessous sur le trajet. Les demandes opposées restent mémorisées.

Important : cette règle de priorité est une convention de conception ajoutée pour rendre le GRAFCET déterministe. Le cahier des charges impose le comportement « proche en proche » mais ne fixe pas une formule unique pour tous les cas de demandes simultanées opposées.

🎬 Animation avec IRIS 2D

Pour l’animation, reproduire au minimum :

la cabine et les quatre positions RDC/1/2/3 ;
les quatre portes avec leurs états ouverte/fermée ;
les boutons d’appel de palier et les boutons cabine ;
les voyants de présence cabine ;
les voyants d’enregistrement des appels ;
le bouton STOP et l’interrupteur Obstacle ;
l’éclairage cabine.

Les symboles du GRAFCET doivent être reliés aux variables de la table d’entrées/sorties afin que l’animation reflète exactement l’état de la commande.

📌 Remarques pour la réalisation sous AUTOMGEN

Créer d’abord les mémoires R0 à R3 pour les demandes d’étage.
Créer la macro-étape de déplacement et utiliser PRDC/PET1/PET2/PET3 pour la position cabine.
Utiliser les fins de course de porte RDCF/PF1/PF2/PF3 et les détecteurs RDCO/PO1/PO2/PO3 pour arrêter les moteurs de porte.
Utiliser une temporisation de 5 secondes pour le maintien de la porte ouverte.
Traiter Obstacle comme une condition interdisant la fermeture.
Relier STOP à une transition globale vers l’étape d’initialisation.