Le grafcet (GRAphe Fonctionnel de Commande Étapes-Transitions) est un langage graphique normalisé (norme IEC 60848) qui décrit le comportement séquentiel d’un système automatisé. Il représente un algorithme de commande par des étapes (ce que le système fait) reliées par des transitions qui portent les conditions de passage, et excelle là où plusieurs séquences avancent en parallèle : c’est l’outil de l’automatisme.
À quoi ça sert ?
Pour un procédé qui enchaîne des phases (avancer, percer, reculer, éjecter), le grafcet décrit la séquence de façon non ambiguë et partageable. Ses atouts :
- il est normalisé (IEC 60848) — un grafcet se lit de la même façon par tout automaticien, c’est un langage commun ;
- il sépare proprement ce que le système fait (les actions des étapes) de ce qui le fait avancer (les réceptivités des transitions) ;
- il gère le parallélisme — plusieurs séquences simultanées, ce qu’un logigramme ou une machine à états simple peinent à exprimer ;
- il se traduit directement vers la programmation d’un automate programmable (le langage SFC en est très proche).
C’est la représentation à privilégier dès qu’on parle de cycle de machine ou d’automatisme. Pour un simple enchaînement de décisions sans parallélisme, un logigramme reste plus léger.
Comment lire un grafcet ?
Le grafcet alterne strictement étapes et transitions, reliées par des liaisons lues de haut en bas.
- Étape (carré numéroté) — une situation du système. L’étape initiale (double carré) est active au démarrage. Une étape active porte un jeton. Les actions associées (rectangles à droite) sont exécutées tant que l’étape est active.
- Transition (barre horizontale) — sépare deux étapes et porte une réceptivité : la condition booléenne de franchissement (un capteur, un bouton, une combinaison logique notée avec
·pour ET,+pour OU). - Règle de franchissement : une transition est franchie quand l’étape amont est active ET la réceptivité est vraie. Au franchissement, l’étape amont se désactive et l’étape aval s’active — dans le même instant.
Une liaison de retour (fléchée quand elle remonte) reboucle le cycle. Sur une séquence simple, une seule étape est active à la fois. Le parallélisme, lui, passe par des divergences (voir Cas particulier).
Exemple — Poste de perçage
Un poste qui perce une pièce puis l’éjecte, en cycle. Au repos (étape 0), rien ne bouge. Le grafcet enchaîne ensuite quatre situations.
La réceptivité de la première transition, départ · pièce présente, est une combinaison logique : le cycle ne démarre que si l’opérateur appuie sur départ et qu’une pièce est en place. Chaque étape ne fait qu’une chose et ne cède la main que sur la condition explicite suivante. La séquence est lisible, et se transcrit telle quelle vers un automate. C’est cette clarté normalisée qui fait préférer le grafcet au logigramme pour un cycle de machine.
Pièges
Confondre étape et action. L’étape est une situation (« en train de descendre »). L’action est ce qu’on fait pendant (« descendre la broche »). L’action vit dans une boîte à droite de l’étape, pas dans le carré.
Réceptivité oubliée. Une transition sans réceptivité est franchie immédiatement. Le grafcet « tombe » d’une étape à l’autre sans rien attendre. Chaque transition porte une condition.
Étape initiale manquante. Sans double carré, le grafcet ne sait pas dans quelle situation démarrer. Une et une seule étape initiale par grafcet (sauf parallélisme).
Plusieurs étapes actives par erreur. Sur une séquence simple, une seule étape doit être active à la fois. Plusieurs jetons simultanés non voulus trahissent une divergence mal posée ou une boucle mal refermée.
Confondre le grafcet et le code automate. Le grafcet décrit le cahier des charges du comportement (IEC 60848). Il est très proche du langage SFC d’un automate, mais reste une spécification, pas le programme lui-même.
Divergence ET non refermée. Ce qui s’ouvre en parallèle (divergence ET) doit se resynchroniser (convergence ET). Oublier la convergence laisse des branches qui ne se rejoignent jamais.
Cas particulier — Divergences ET et OU
Deux structures distinguent le grafcet des représentations purement séquentielles. La divergence en OU (sélection de séquence) : plusieurs transitions partent d’une même étape, et selon les réceptivités une seule branche est empruntée, un choix exclusif. La divergence en ET (parallélisme) : une seule transition active plusieurs étapes simultanément, lançant des séquences en parallèle, qui devront être resynchronisées par une convergence en ET. C’est cette capacité au parallélisme qui fait la spécificité du grafcet. Un logigramme ou une machine à états simple ne l’expriment pas naturellement.
Voir aussi
- Algorithme — la fiche mère qui situe le grafcet parmi les représentations
- Machine à états — proche dans l’esprit, mais sans parallélisme normalisé ni cadre automate
- Logigramme — plus léger pour un enchaînement de décisions sans cycle ni parallélisme
- Chronogramme — complémentaire, pour vérifier le timing des signaux d’un cycle
- Preuve de concept — où la séquence est implémentée et testée