GEMMA. Contenido

IntroducciónElementos de baseEstados de funcionamientoEstados de paroEstados de falloMétodo general de diseño basado en GEMMAParos de emergenciaEjemplo de diseño

Introducción

La automatización de máquinas y de procesos industriales debe contemplar todos los posibles estados en que se puede encontrar una máquina o proceso: situaciones de fallo, parada de emergencia, los procesos de rearme y puesta en marcha, etc.El GEMMA (Guide d’Étude des Modes de Marches et d’Arrêts)La Guía GEMMA, Guía para el estudio de los modos de Marchas y Paradas, es una representación organizada de todos los modos o estados en los que se puede encontrar un proceso de producción automatizado, y las formas de evolucionar de unos a otros.

Elementos de base

Rectángulos de estadoEs donde se definen una serie de situaciones tipificadas, que se suelen dar en cualquier automatismo

Familias de estadoFamilia A: Estados de paroFamilia F: Estados de funcionamientoFamilia D: Estados de fallo

Desde otro punto de vista se divide el total de los estados en dos grandes grupos: producción y fuera de producción

Líneas orientadasCondiciones de evolución

Estados de funcionamiento

F1 (producción normal)Producción normal de la máquina. Tramo más grueso

F2 (Marcha de preparación)Son las acciones necesarias para que la máquina entre en producción (precalentamiento, carga de máquina, preparación de utillajes, etc.)

F3 (Marcha de cierre)Fase de vaciado o limpieza, necesarias para máquinas que ejecutan variantes de un mismo proceso.

F4 (Verificación de marcha en desorden)

Permite verificar individualmente ciertos movimientos o partes del proceso, sin respetar el orden habitual del ciclo.

F5 (Verificación de marcha en orden)

Permite verificar paso a paso o de forma continua ciertos movimientos o partes del proceso, respetando el orden habitual del ciclo, ya sea produciendo en vacío. Se usa para funciones de mantenimiento y verificación

F6 (Marcha de test)El autómata comprueba el buen funcionamiento de los accionadores y captadores de la máquina. El autómata activa los accionadores de la máquina esperando la activación de los captadores en un máximo tiempo.

Estados de funcionamiento

Estados de paro

A1 (Paro en estado inicial)Es el estado normal de reposo de la máquina. Doble cuadro, este estado corresponde normalmente al estado inicial de un Grafcet.

A2 (Demanda de paro a final de ciclo)

Cuando se solicita este paro, la máquina debe continuar hasta el final de ciclo y finalmente detenerse. Se trata de un estado transitorio hacia A1.

A3 (Demanda de paro en un estado determinado)

Cuando se solicita este paro, la máquina debe continuar hasta detenerse en un estado determinado, distinto de fin de ciclo. Se trata de un estado transitorio hacia A4

A4 (Paro en estado intermedio)

La máquina está detenida en un estado distinto del inicial y final.

A5 (Preparación de arranque después de un fallo)

En este estado deben efectuarse las operaciones necesarias para una nueva puesta en marcha

A6 (Puesta del sistema en el estado inicial)

El autómata programable pone de forma automática a la máquina a su estado inicial

A7 (Puesta del sistema en un estado determinado)

Estados de paro

Estados de fallo

D1 (Paro de emergencia)En este estado se debe llevar a la máquina a una situación segura tanto para el operario como para el producto. Se deberá procurar que el autómata memorice la situación antes de la parada para poder rearmar la máquina en la situación correcta.

D2 (Diagnóstico y/o tratamiento del fallo)

El autómata puede guiar al operador para indicarle más o menos donde se encuentra el defecto. Este estado evoluciona hacia A5 o D3.

D3 (Seguir en producción con fallo)

Método general de diseño basado en GEMMA

Estudio de las acciones del procesoDefinición del ciclo normal de producciónFormulación del Grafcet de baseDefinir los modos de marcha y paro con ayuda de GEMMADefinir con ayuda de GEMMA las condiciones de evolución entre los distintos estados de funcionamiento, parada y falloDefinir la comunicación hombre-máquina (cuadro de mando)Formulación del Grafcet completoEscoger la tecnología de mandoConcepción del esquema o programa de mando

Coordinación horizontal

Consiste en realizar un GRACET independiente para cada familia del GEMMA y enlazarlos posteriormente

Coordinación jerarquizada

La coordinación jerarquizada consiste en crear un GRAFCET jerarquizado. En el nivel superior se hace corresponder una etapa a cada uno de losestados del GEMMA y se crea además un GRAFCET particular para cada uno de dichosestados

Paros de Emergencia

El paso a una situación de paro puede producirse desde cualquiera de las etapas. Es decir que en cualquiera de ellas debería de considerarse una evolución hacia producción normal o hacia el estado D1 de alarma. Sin embargo no se suele utilizar este tipo de representación por la complejidad que añade a los Grafcet de forma inncesaria.

Se proponen dos posibles formas de evolución:

Bloqueo de todas las salidas de acción y entrar en un Grafcet de alarma genéricoCon secuencia específica de emergencia, lo que obliga a introducir en todas y cada una de las etapas del Grafcet una posible salida a una etapa de emergencia

Ejemplo de diseño

Planta embotelladora con las secciones de carga, llenado y taponado

Resumen

Diseño de automatismos lógicosNecesidad de utilizar procedimientos sistemáticos frente a los intuitivos. Evitamos errores y situaciones imprevistasPara ello se requiere de ciertos útiles:

Álgebra lógica: tanto para sistemas combinacionales como secuencialesGRAFCET: para la resolución de la parte secuencialGEMMA: Planificar los modos de arranque o paro con un método sistemático que permite prever situaciones anómalas