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HERRAMIENTAS DE MODELADO PARA EL DISEÑO JERARQUICO DE SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL García, E.*Morant F.*,Salt J.*, Correcher, A.* *Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera s/n, 46071 Valencia, (España) T. +34963879572 F. + 34963879579 E-mail :{egarciam, fmorant, julian, ancorsal}@isa.upv Resumen Herramientas como las Redes de Petri y sus derivados tales como el Grafcet, han probado su eficacia en el modelado de sistemas de eventos discretos, caracterizando el comportamiento e interacción de distintos subprocesos que cooperan en los objetivos del sistema. El formalismo aportado en conceptos tales como concurrencia, exclusión mútua, compartición de recursos y en los de vivacidad son de especial interés. No obstante en el diseño e implementación de los Sistemas de Automatización Industriales han de ser considerados criterios adicionales tales como los distintos modos de funcionamiento, tratamiento de alarmas, seguridad y diagnóstico de fallos etc., y se impone un diseño jerarquizado atendiendo a la distinta importancia en las distintas fases de funcionamiento del sistema. En el presente artículo se presentan aspectos del diseño jerarquizado de los Sistemas Automatizados de Producción de carácter industrial y herramientas como el GEMMA que se ajustan a dicha concepción. Palabras clave: Sistemas de Eventos Discretos, diagnóstico de fallos, diseño jerarquizado. 1. INTRODUCCIÓN Frecuentemente se realiza el diseño de los sistemas de automatización de tipo secuencial, teniendo en cuenta exclusivamente las necesidades de su funcionamiento de la manera más escueta; es decir, atendiendo al control del funcionamiento normal del automatismo, sin otras consideraciones. Sin embargo, las necesidades de altos niveles de automatización en los procesos, así como la dedicación en especial a tareas de seguridad, vigilancia y autodiagnóstico imponen una complejidad creciente a dichos sistemas, sobre todo en las fases de concepción y de realización. En estas fases del proceso de diseño, existen toda una serie de conceptos que han de ser tenidos en cuenta si, razonablemente, el objetivo es obtener la máxima disponibilidad y seguridad en el funcionamiento de los sistemas de control automático. Algunos de estos conceptos dependen en ocasiones de la naturaleza misma de dichos sistemas, pero en general existen algunos comunes a casi todos ellos. Estos conceptos son: q La seguridad: con la posibilidad de efectuar paradas de emergencia. q Los modos de marcha del automatismo. Por tanto, para un análisis más adecuado y comprensión posterior del modelo global de estos sistemas, es conveniente imponer su diseño de forma estructurada teniendo en cuenta los diversos aspectos constitutivos del modelo global. La estructuración en diversos submodelos permite realizar un diseño más detallado de cada una de las tareas a atender por parte del sistema de control, al tiempo que permite y facilita su representación documentada de forma más comprensible y legible para su posterior modificación o mantenimiento. En el diseño de un sistema cualquiera la jerarquía entre los diversos aspectos del modelo global, como resulta obvio, viene dada por este orden: seguridad, modos de marcha y funcionamiento normal. Fig. 1: Diversos aspectos del modelo global

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HERRAMIENTAS DE MODELADO PARA EL DISEÑO JERARQUICODE SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

García, E.*Morant F.*,Salt J.*, Correcher, A.*

*Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, Universidad Politécnica deValencia, Camino de Vera s/n, 46071 Valencia, (España) T. +34963879572 F. +

34963879579 E-mail :{egarciam, fmorant, julian, ancorsal}@isa.upv

Resumen

Herramientas como las Redes de Petri y susderivados tales como el Grafcet, han probado sueficacia en el modelado de sistemas de eventosdiscretos, caracterizando el comportamiento einteracción de distintos subprocesos que cooperanen los objetivos del sistema. El formalismo aportadoen conceptos tales como concurrencia, exclusiónmútua, compartición de recursos y en los devivacidad son de especial interés.

No obstante en el diseño e implementación de losSistemas de Automatización Industriales han de serconsiderados criterios adicionales tales como losdistintos modos de funcionamiento, tratamiento dealarmas, seguridad y diagnóstico de fallos etc., y seimpone un diseño jerarquizado atendiendo a ladistinta importancia en las distintas fases defuncionamiento del sistema.

En el presente artículo se presentan aspectos deldiseño jerarquizado de los Sistemas Automatizadosde Producción de carácter industrial y herramientascomo el GEMMA que se ajustan a dicha concepción.

Palabras clave: Sistemas de Eventos Discretos,diagnóstico de fallos, diseño jerarquizado.

1. INTRODUCCIÓN

Frecuentemente se realiza el diseño de los sistemasde automatización de tipo secuencial, teniendo encuenta exclusivamente las necesidades de sufuncionamiento de la manera más escueta; es decir,atendiendo al control del funcionamiento normal delautomatismo, sin otras consideraciones. Sinembargo, las necesidades de altos niveles deautomatización en los procesos, así como ladedicación en especial a tareas de seguridad,vigilancia y autodiagnóstico imponen una

complejidad creciente a dichos sistemas, sobre todoen las fases de concepción y de realización.

En estas fases del proceso de diseño, existen todauna serie de conceptos que han de ser tenidos encuenta si, razonablemente, el objetivo es obtener lamáxima disponibilidad y seguridad en elfuncionamiento de los sistemas de controlautomático. Algunos de estos conceptos dependenen ocasiones de la naturaleza misma de dichossistemas, pero en general existen algunos comunes acasi todos ellos. Estos conceptos son:

q La seguridad: con la posibilidad de efectuarparadas de emergencia.

q Los modos de marcha del automatismo.

Por tanto, para un análisis más adecuado ycomprensión posterior del modelo global de estossistemas, es conveniente imponer su diseño de formaestructurada teniendo en cuenta los diversosaspectos constitutivos del modelo global.

La estructuración en diversos submodelos permiterealizar un diseño más detallado de cada una de lastareas a atender por parte del sistema de control, altiempo que permite y facilita su representacióndocumentada de forma más comprensible y legiblepara su posterior modificación o mantenimiento. Enel diseño de un sistema cualquiera la jerarquía entrelos diversos aspectos del modelo global, comoresulta obvio, viene dada por este orden: seguridad,modos de marcha y funcionamiento normal.

Fig. 1: Diversos aspectos del modelo global

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2. DISEÑO ESTRUCTURADO.

2.1. MODOS DE MARCHA.

Bajo esta definición se describen los diversos modosde funcionamiento que pueden realizarse en lossistemas automatizados, teniendo en cuenta queestos modos de funcionamiento han sido concebidosy establecidos en la propia fase de diseño delsistema; por lo tanto, se excluyen de esta definicióntodo comportamiento no determinista del mismo.

El funcionamiento normal del automatismo esgeneralmente cíclico; y es posible realizar unaclasificación del mismo a partir de que el sistemafuncione:

q Ejecutando el ciclo de forma indefinida a partirde una autorización del operador.

q Ejecutando el ciclo uno a uno con requerimientode autorización, por parte del operador, en cadaocasión.

q Ejecutando, por parte del operador, un controlpermanente permitiendo la activación de una omás etapas en cada autorización.

A partir de los modos de funcionamiento referidos,diversidad de combinaciones podrían realizarse;pero en general los modos de marcha se clasifican enmarchas automáticas y marchas de intervención.

2.1.1 Marchas automáticas.

Se trata del modo de funcionamiento normal, para elcual el sistema ha sido diseñado. A su vez puedenclasificarse en:q Funcionamiento semiautomático.q Funcionamiento automático.

2.1.2 Marchas de intervención.

Se trata de modos de funcionamiento especiales,utilizados generalmente en los periodos de ajuste delfuncionamiento de los sistemas automatizados.Téngase en cuenta, que tras la implementación físicadel proceso, pueden aparecer asincronismos en sufuncionamiento, de difícil previsión a priori,derivados de la clase de tecnología utilizada.Además estos mismos asincronismos sonsusceptibles de aparecer por envejecimiento,deterioro o falta de mantenimiento de los elementosintegrantes del proceso.

2.1.2.1 Funcionamiento semiautomático: Marchaciclo a ciclo - Ciclo único

En este modo de funcionamiento cada ciclo necesitala autorización del operador para ejecutarse.

Fig. 2: Marcha ciclo a ciclo

El control sobre la ejecución de cada uno de losciclos se lleva a cabo mediante la variable AC(arranque de ciclo), por lo que se suele introducir enla receptividad asociada a la transición validada porla etapa inicial. Además de la citada variable, sesuele introducir en la misma receptividad la funciónlógica que representa las condiciones iniciales (CI)de arranque.

Un ejemplo de utilización de las CI podría ser el defijar la posición correcta de diversos órganosmecánicos (ejes, cilindros neumáticos, etc.) para elcorrecto comienzo en el funcionamiento del sistema.Puesto que estas condiciones iniciales (CI) han decumplirse de forma sistemática al comienzo de cadaciclo, se suele introducir su verificaciónmonitorizada como acción asociada a la etapa deinicialización.

Para ejercer un control estricto sobre el ciclo y evitarsu repetición indeseada, se suele introducir la señalde arranque de ciclo AC mediante flanco de subida,evitando de esta manera su repetición aun en el casoque dicha señal haya quedado activada desde el cicloprecedente. Otra forma utilizada consiste en laintroducción de la etapa "anti-repetición", al final decada ciclo, cuya acción asociada consiste endesactivar la condición de arranque de ciclo ACactivada al inicio de ciclo para poder pasar al ciclosiguiente.

Fig. 3: Marcha ciclo único con etapa antirepetición

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2.1.2.2 Funcionamiento Automático: marchaciclo automático- ciclos continuos.

En este modo de funcionamiento, cuando se ejecutala orden de arranque de ciclo (AC), el sistemapermanece funcionando de forma ininterrumpida,hasta que una orden de parada normal,complementaria de la anterior, sea efectuada. Laparada normal, en este modo de funcionamientodetiene el sistema al final del ciclo en curso, adiferencia de las paradas de emergencia, cuyo objetopor lo general es parar de inmediato la ejecución delciclo sea cual sea su situación.

Para el control sobre el ciclo continuo se sueleestablecer una estructura jerarquizada con dosdiagramas Grafcet (Fig. 4), donde el de ordensuperior (maestro), controla el funcionamiento delinferior (esclavo).

Otras formas de implementación utilizan lainformación suministrada por un conmutador de dosposiciones, haciendo posible el funcionamientocombinado de marcha automático o de ciclo a ciclo.

2.1.3 Marchas de ajuste del sistema.

En este modo de funcionamiento se ejerce un controlestricto no ya sobre la ejecución de un ciclo, sinosobre la ejecución de una etapa o conjunto de ellasen un mismo ciclo. Resulta ser la forma deoperación utilizada, sobre todo en los procesos deajuste y puesta a punto de los sistemasautomatizados, mediante el cual se corrigenfuncionamientos imprevistos, fallos, averías ocorrecciones precisas en el funcionamiento demáquinas o dispositivos de control.

En este modo de funcionamiento se requierefrecuentemente la parada del sistema, bien sea

Fig. 4: Marcha ciclo automático

por inhibición de las acciones asociadas a las etapas,o bien por congelación del automatismo impidiendoel franqueamiento de determinadas transiciones.Este modo de funcionamiento requiere un profundoconocimiento del sistema, por parte del operador, asícomo la implementación del sistema mediante unatecnología que haga posible una fácil intervención.

2.2. LA SEGURIDAD

Los dispositivos de control han de contar con losrecursos necesarios dedicados al objetivo degarantizar un buen comportamiento del sistema en elcaso de situaciones imprevistas, averías,emergencias, etc. Con todo ello deben asegurar,sobre todo, niveles adecuados de seguridad para losoperadores humanos al cargo de los sistemas,cuando no de las propias instalaciones industriales,cuya reparación puede suponer la dedicación degrandes recursos económicos.

Bajo el concepto genérico de la seguridad se englobala capacidad del sistema automatizado a minimizarla probabilidad de aparición de fallos en sufuncionamiento, así como sus efectos. Enunciadosmás precisos, derivadas del concepto global,definen:

q Seguridad: ausencia de peligro para las personase instalaciones.

q Disponibilidad: ausencia de paradas comoconsecuencia de fallos del sistema.

El estudio de la seguridad debe ser abordadoteniendo en cuenta un doble aspecto. Por una parteel análisis de riesgos; es decir, probabilidad ygravedad en la aparición, así como el cumplimientode la normativa legal al respecto.

No obstante, el tipo de soluciones adoptadas paraasegurar al máximo la seguridad y disponibilidad delos sistemas automatizados van a estarcondicionados por su naturaleza tecnológica. A esterespecto en los sucesivos apartados citaremosalgunas de las soluciones que se adoptan de formacombinada y con carácter general.

2.2.1 Tratamiento de alarmas y emergencias

En lo que respecta al tratamiento de alarmas ysituaciones de emergencia, es conveniente suclasificación a partir de criterios de implementacióntecnológica de los sistemas a tratar. Por ello, lasalarmas, atendiendo al grado de afectación, puedenser clasificadas como:

q Alarmas locales: sólo afectarán parcialmente alsistema, de forma que su efecto sólo debe

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repercutir sobre un conjunto delimitado dedispositivos tecnológicos o subsistemaconcreto.

q Alarmas generales: afectarán a la totalidad delsistema y, por lo general, van a disponer deprioridad frente a las locales anteriormentereferidas.

Tanto las alarmas locales como las generales,pueden ser implementadas mediante la introducciónde una nueva variable asociada según los siguientescasos:

q Introducción de la variable asociada en lascondiciones de desactivación de la funciónlógica activadora/desactivadora de etapa.

q Introducción de la variable asociada en lasfunciones lógicas asociadas a las receptividades.

q Introducción de la variable asociada comocondición adicional a la ejecución de lasacciones asociadas a las etapas.

Realicemos un estudio con más detalle de loexpuesto anteriormente.

Veamos seguidamente un ejemplo del primer caso:

)...(. 111 +−− += nnnnn EETEZtZpE (1)

En esta ecuación de activación / desactivación deetapa se han introducido dos nuevas variables: Zpque representa a una alarma de carácter local y Zt auna alarma de carácter total. Obviamente la variablerepresentativa de la alarma de carácter total tendrápresencia en la totalidad de las ecuaciones deactivación de etapas del diagrama funcional. No asíla variable representativa de la alarma local, cuyaaparición se restringe a un conjunto determinado deecuaciones de activación.

Otro criterio utilizado para el tratamiento de lasalarmas consiste en la intervención de las variablesrepresentativas de alarmas en las receptividadesasociadas a cada transición. Ello permite, de formarelativamente fácil, hacer evolucionar el sistema adeterminadas situaciones de parada o espera antesituaciones de emergencia. De forma rigurosa lasvariables de alarma deberían aparecer en cada unade las etapas del Grafcet, y tener prevista cada unade las situaciones de seguridad en función del tramoen ejecución y de los niveles de seguridadsolicitados.

Una posible clasificación del tratamiento de alarmasde los sistemas, frente a situaciones de emergencia,se podría realizar si el sistema se comportautilizando los siguientes criterios:q Sin secuencia de emergencia.

q Con secuencia de emergencia.En el primero de ellos el sistema, ante una situaciónde alarma, se limita a detener su evolución ysuspende las operaciones básicas, asociadas a laetapa donde se produce la suspensión. Además,pueden establecerse a partir de este criterio diversasvariantes. Dos de ellas serían:

q Inhibición de acciones.q Congelación del automatismo.

En la modalidad de inhibición de acciones, laaparición de la señal de alarma no detienedirectamente la evolución del automatismo, sino queinhibe a las propias acciones asociadas a las etapas(Fig. 5).

En la modalidad de congelación del automatismo, laseñal de alarma participa en cada una de lasreceptividades asociadas a las transiciones, de formaque su activación impide la puesta a "1" de lareceptividad y también la evolución del sistema.Cuando la señal de alarma desaparece, el sistemapuede continuar su evolución a partir de la etapadonde se produjo la alarma.

Fig. 5: Tratamiento de alarmas por inhibición deacciones

En la Fig. 6 puede apreciarse la aplicacióncombinada de tratamiento de alarma medianteinhibición de acciones y congelación delautomatismo.

En la segunda opción de secuencia de emergencia, laevolución del sistema deriva hacia una secuencia deemergencia, constituida por una o más etapas, cuyasacciones están orientadas a situar a los operadores yal proceso mismo en las mejores condicionesposibles, en orden a salvaguardar su integridad. Estasecuencia de emergencia deberá ejecutarse ante laactivación de la señal de alarma asociada, cuya

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naturaleza estará lógicamente condicionada poraspectos de implementación tecnológica. En la Fig.8 se ofrece un ejemplo de representación, endiagramas Grafcet, de esta opción de tratamientomediante la aplicación de una secuencia deemergencia.

2.3. FORZADO.

Realizar un diseño estructurado del sistema decontrol automático consiste en realizar, en la medidade lo posible, una representación separada de losdiversos aspectos del modelo del sistema, talescomo: el funcionamiento normal de producción,distintos modos de marcha posibles, paradas deemergencia asociadas a la seguridad, etc., mediantela utilización de diagramas funcionales parcialesque, de la forma más exhaustiva posible sin perder

Fig. 6 Inhibición de acciones y congelación delautomatismo

Fig. 7: Tratamiento de alarmas mediante secuenciade emergencia

su legibilidad, modelen cada uno de ellos elcomportamiento del sistema de control teniendo encuenta estos aspectos.

2.3.1 Diagramas jerarquizados y forzado desituaciones.

Con objeto de establecer un diseño estructurado delsistema, es necesario separar mediante diagramasparciales el modelo global del mismo. Cada uno deestos diagramas Grafcet parciales deberá modelar elfuncionamiento del sistema teniendo en cuenta elaspecto en cada momento considerado. Puesto quetodos los aspectos del funcionamiento del sistemaestán estrechamente interrelacionados, es precisogarantizar dicha interrelación entre todos y cada unode los diagramas parciales, al tiempo que hay queestablecer las condiciones de dependencia y relaciónde jerarquía entre los diagramas, en orden a laimportancia de las funciones asociadas a losmismos.

El nivel de jerarquía podrá establecerse entreúnicamente dos diagramas, en el caso más simple; oalguno más, en los casos que la complejidad delsistema así lo aconseje.

2.3.2 Orden de forzado

La relación entre diagramas parciales diferentes selleva a cabo mediante las denominadas ordenes deforzado, ejecutadas en un diagrama parcialjerárquicamente superior. Estas permiten modificarla situación de un diagrama parcial inferior; es decir,modificar el conjunto de etapas activadas en uninstante determinado en función de la activación deuna o más variables que intervienen en lareceptividad de alguna transición del primerdiagrama.

Dada la relación de jerarquía establecida en la ordende forzado, ésta se efectúa siempre con carácterprioritario. La orden de forzado se efectúa en undiagrama jerárquico superior, y su efecto se produceen uno inferior. La representación en los diagramasse realiza según lo mostrado en la Fig. 13. Susintaxis viene dada por la inscripción:

F/Identificador de la parte forzada:{Situaciónforzada}

En el ejemplo de la Fig. 8, la orden de forzado afectaal Grafcet GP y GM, los cuales devendrán a lasituación en la que las etapas 0 y 30 estarán activassimultáneamente, por efecto de la orden de forzadollevada a cabo por la etapa nº20 del grafcet GS.

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Fig. 8: Forzado de etapas

2.3.3 Reglas de forzado

Puesto que las órdenes de forzado afectan a ladinámica global del sistema, requieren de una seriede normas para que su aplicación quede exenta deambigüedades e interpretación diversa. Estas reglasde evolución son:

q Regla nº1:

El forzado es una orden interna, como resultado deuna evolución. Para una situación que comporta unao varias órdenes de forzado, los grafcets forzadostomarán de inmediato y directamente la o lassituaciones impuestas.

q Regla nº 2:

q A toda aparición de una nueva situación, laaplicación del forzado es prioritaria con relacióna toda actividad del modelo (evolución, afectadode las salidas, etc.).

q Las reglas de evolución no se aplican más queen una situación por la cual el grafcet parcialforzado está en la situación impuesta por elgrafcet forzante.

Como ampliación a la interpretación de las reglasanteriores tenemos:

q Los grafcets forzados se mantienen en lasituación impuesta mientras sean válidas lasórdenes de forzado.

q Si un Grafcet fuerza a otro lo recíproco seráimposible.

q En todo momento del funcionamiento, unGrafcet sólo puede ser forzado por un únicoGrafcet.

3. GUÍA DE ESTUDIO DE MODOSDE MARCHAS Y PARADAS.

GEMMA es el acrónimo de Guía de Estudio deModos de Marchas y Paradas (Arrets). GEMMA,define un vocabulario preciso para los modos demarchas y paradas de un automatismo. Lautilización de GEMMA promueve la sistematizaciónen el diseño de los sistemas automatizados deproducción, considerando los distintos macroestadospor los que, eventualmente, puede desembocar elfuncionamiento del mismo desde un nivel deabstracción superior. Es una lista exhaustiva detodos los estados que pueden ser necesarios para elbuen funcionamiento de un automatismo industrial yde las relaciones posibles entre dichos estados.

El carácter analítico del GRAFCET, que constituyeuna de sus propiedades esenciales, es,simultáneamente, causa de ciertas limitaciones, yaque el GRAFCET no permite exponer de manerasencilla los modos de marcha y de parada de unautomatismo porque no está concebido para este fin,sino para el desarrollo top-down de las diversasoperaciones elementales que deban tener lugar en elfuncionamiento del automatismo.

Las mismas instancias que desarrollaron elGRAFCET desarrollaron posteriormente unametodología complementaria, la Guía de Estudio deModos de Marchas y Paradas GEMMA, destinada arepresentar los procedimientos de funcionamiento,de parada y de fallo de un automatismo, cuyautilización, en la fase de diseño de cualquierautomatismo, debe plantearse inicialmente,partiendo de una concepción del macro-funcionamiento del sistema; reservando el uso delGRAFCET, para el desarrollo de cada uno de losmacro-estados resultantes de la Guía de Estudios deMarchas y Paradas (GEMMA).

3.1. PRINCIPALES CONCEPTOS

La Guía de Estudios de Marchas y Paradas GEMMAes una representación gráfica – sintética – de losmodos de marchas y paradas, así como de lastransiciones asociadas de un automatismo. La parteoperativa activa (POA) está descrita con respecto asu finalidad por su estado, ya sea ”en producción” obien ”fuera de producción”. Se dice que el sistemaestá en producción, si procede a las operaciones paralas cuales está concebido: fabricación de una pieza ode un producto, modificación, medida control,manutención, manipulación, etc.

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Un sistema está en producción en diferentessituaciones: producción normal, automática,semiautomática o manual, tanto si está en estado demarcha completa o parcialmente en fallo. Porejemplo, un sistema puede producir ciertas piezas,aunque el recuento de la producción o el estado dedesgaste de las herramientas no estén asegurados.

La situación de producción es definida con respectoa la naturaleza del proceso y a ciertas condiciones deseguridad. En caso contrario, el sistema está fuera deproducción. Por lo demás, el procedimiento puedeadoptar diversos modos de marchas y de paradas.

3.2. CONSTITUCIÓN DE UN GEMMA

El GEMMA se representa mediante una tabla queagrupa a una serie de rectángulos denominadosrectángulos de estado, que se unen entre ellos pormedio de líneas a trazos. Los rectángulos de estadose clasifican en tres grandes grupos F, A, y D, cuyoobjeto es permitir la descripción de cada modo demarcha o de parada deseada en la necesariadiversidad existente en el funcionamiento de lossistemas de producción automatizados.

Las condiciones de transición se indicaránposteriormente. Por ejemplo, si el problema deautomatización que se está abordando conduce a laselección únicamente, de los rectángulos de estadoA1, A6, F1, F4 y F5 del esquema general delGEMMA, con objeto de clarificar el sistemaespecífico a diseñar, conviene eliminar todos losrestantes estados innecesarios.

3.2.1. Clasificación de los macroestados

q Grupo F: procedimientos de funcionamiento

En este grupo se ubican todos los estados que sonnecesarios para la producción. El modofuncionamiento (F) designa los modos necesariospara la obtención de los productos del sistema. Notodos son suficientes con respecto a esta producción,principalmente cuando conciernen a las fases depreparación o al final del ciclo de producción, o biencuando se trata de fases de prueba o de regulación delos aparatos.

q Grupo A: procedimientos de parada

En este grupo aparecerán los procedimientos deparadas que permitirán, cuando así sea necesario, laparada del sistema automatizado por razonesexteriores al sistema. Por ejemplo, por condicionestales como la falta de aprovisionamiento de materiaprima, paro solicitado a final de ciclo o por el final

de la jornada de trabajo. El modo paro o parada (A)identifica los ”procesos de paro”, activados porcausas relacionadas con un funcionamiento normal,y no a eventos generados por el mismo proceso.

q Grupo D: procedimientos de fallos

Este grupo comprende los modos de intervención,manuales o lógicos, que permitan remediar unestado de parada debido a razones internas alsistema; dicho de otra forma, para remediar fallos dela parte operativa.

El modo interrupción (D) reagrupa, de maneracomplementaria al modo A, los resultantes de unacausa endógena; es decir, propia de la parteoperativa. Una interrupción no implicanecesariamente el paro de la producción. Identifica,por el contrario, obligatoriamente ”incidentes” más omenos serios que deberán ser seguidos de medidascorrectivas.

En cada uno de estos enunciados F, A y D, la guíadetermina los modos necesarios y suficientes parauna descripción completa del sistema, así como detodas las uniones que se pueden considerar. Cadafase es representada por un rectángulo-estado que ladesigna con precisión, así como las condiciones a lasque es necesario llegar, derivadas de la naturalezaespecífica del proceso.

Superpuesta a la representación ”en” y ”fuera deproducción”, el rectángulo-estado identificacompletamente el modo del proceso. GEMMAdefine cinco modos F, siete modos A y tres modos Dsegún un esquema normalizado.

La guía reagrupa las situaciones estándar de la parteoperativa activa. Todo lo que no está en producción(interior del rectángulo) está fuera de producción.Simultáneamente con una de las dos situacionesprecedentes, la POA puede estar en uno de losmodos F, A o D. Los rectángulos-estado (de líneacontinua) describen esta situación (por ejemplo, Al yF1).

Fig. 9: Esquema simplificado de la GEMMA.

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Fig. 10: Ejemplo de utilización del GEMMA, con selección de macroestados y diagramas grafcetparciales jerarquizados.

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Las transiciones están indicadas por flechas (arcosorientados). El modo F2 está parcialmente fuera deproducción; según el caso particular, se desplazarásu posición para representar la situación real.

3.3. MÉTODO GENERAL DE UTILIZACIÓNDE GEMMA

La guía GEMMA es un boceto de un Grafcet denivel superior, en el cual cada etapa se reemplazapor un rectángulo de estado. En cada rectángulo deestado se contempla el funcionamiento del sistemaautomatizado, frente a la ocurrencia de determinadoseventos específicos que obligan a éste a unfuncionamiento determinado. El usuarioseleccionará, de entre todos los propuestos, aquellosque sean necesarios para el buen funcionamiento delautomatismo, desechando el resto, y reforzado lasuniones entre los estados que, por requerimientos dediseño específico, deban permanecer.

GEMMA se presenta como un check-list de los”estados” de la POA de un automatismo. Surealización consiste en:

q Identificar las situaciones posibles en casosespeciales ;

q Definir los ”rectángulos-estado” en laterminología de la profesión;

q Establecer las uniones entre los estados;q Especificar las condiciones que generan estas

transiciones; e identificar los indicadores quedan cuenta de ellas.

4. CONCLUSIONES

Este planteamiento estructurante contribuye a larepresentación global del comportamiento delproceso, especialmente aquellos de una relativacomplejidad, con gran número de subprocesosinterrelacionados.El planteamiento de diseño estructurado yjerarquizado mediante las ordenes de forzado y eluso de herramientas como el GEMMA facilita laconcepción del diálogo hombre-máquina e identificalas variables de las ordenes de control y de estadodel sistema automatizado. También permite unmantenimiento futuro mucho más eficaz .

Referencias

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