Grafcet: Behavioural Issues and Control Synthesis

Abstract

This paper discusses the difficulties encountered in identifying the correct behaviour of Grafcet specifications in view of synthesising a correct control execution model. Formal algorithms for the synthesis of supervisory controllers related to Grafcet are also proposed. These algorithms consider the constraints induced by the behaviour of the controlled plant so as to identify the required correct behaviour of Grafcet during control execution. The resulting control execution is deadlock-free, and represents the minimal possible restriction of the behaviour of a given Grafcet, subject to a number of specified constraints.

Transforming time constraints of a GRAFCET graph into a suitable Petri net formalism

“…As a result, the requirements for an extension of evolution rule 2, textually given at the end of chapter III, have to be covered by an extension of equation (8) in the following way [r(t j )] = 1, if [E j ˄ B bool ˄ B time,j ] = 1; 0, otherwise. (17) When there is no time constraint associated to the receptivity of transition t j , it is considered the always effective time constraint true.…”

“…liveness or safety [6]. Furthermore it facilitates synthesis of the control algorithm [7], [8] or the automatic generation of black box test sequences [9]. In summary the formal finite state machine model is targeted on the dynamic behavior of GRAFCET and prescinds from its original structure.…”

Etude du comportement global d'un SED en vue de la validation de sa commande spécifiée par Grafcet

“…Dans nos travaux précédents (Carré-Ménétrier et al, 2002), nous nous sommes intéressés au développement de techniques permettant la synthèse automatique d'une implantation correcte de la commande qui soit optimale vis-à-vis d'un modèle Grafcet (IEC, 1988). Ce modèle a été choisi en raison de sa convivialité et de sa large utilisation dans la spécification de la commande des automatismes séquentiels.…”

“…Dans la section 4, une démarche en cinq étapes est proposée pour renseigner le concepteur sur les éventuels problèmes engendrés par les évolutions de la commande qu'il a développée. Un des algorithmes présentés dans cette démarche s'inscrit, comme dans nos travaux précédents (Carré-Ménétrier et al, 2002), dans le cadre formel de la théorie de supervision (Ramadge et al, 1989). Il tient compte de la sémantique booléenne des modèles et la discussion proposée au lecteur démontre que cet algorithme respecte bien les conditions de commandabilité énoncées dans la théorie.…”

Synthesis of supervised controller based on Boolean constraints and Boolean automata

“…This work make it possible to characterize the necessary steps to move to a Grafcet specification (IEC, 2002) to the implementation of the corresponding controller. To formalize these steps, we chose to base our approach (Carré and Zaytoon, 2002) on tools/methods with solid formal bases, such as the automaton and the supervisory control theory (SCT) (Wonham and Ramadge, 1987). This formal context was meant to prove the feasibility of this approach while initially not taking into consideration the difficulties involved in its use.…”