Definition und Standard:
GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande Étapes/Transitions) ist eine grafische Modellierungs- und Darstellungsnorm für Ablaufsteuerungen. Sie ist international in der Norm EN 60848 (bzw. IEC 60848) standardisiert. GRAFCET dient dazu, sequentielle Steuerungsabläufe auf eine klare, strukturierte und leicht verständliche Weise zu beschreiben, unabhängig von der später verwendeten Programmiersprache.
GRAFCET ist die Grundlage für die SPS-Programmiersprache SFC (Sequential Function Chart) gemäß IEC 61131-3.
Grundelemente von GRAFCET:
GRAFCET basiert auf einer intuitiven Darstellung von Schritten und Übergängen:
- Schritte (Steps): Repräsentieren stabile Zustände, in denen das System bestimmte Aktionen ausführt. Ein Schritt ist entweder aktiv oder inaktiv. Der Initialschritt (Startpunkt) wird durch einen doppelten Rahmen gekennzeichnet.
- Transitionen (Übergänge): Verbinden Schritte miteinander. Eine Transition kann nur geschaltet werden, wenn alle vorhergehenden Schritte aktiv sind und die Transitionsbedingung (eine logische Bedingung) erfüllt ist.
- Aktionen: Operationen, die ausgeführt werden, wenn ein Schritt aktiv ist (z.B. „Motor einschalten“, „Ventil öffnen“). Aktionen können kontinuierlich, zeitbegrenzt oder bei Schrittaktivierung/-deaktivierung erfolgen.
- Verbindungsglieder: Stellen den Fluss zwischen Schritten und Transitionen dar.
- Verzweigungen:
- Alternative Verzweigung (Oder-Verzweigung): Mehrere Pfade sind möglich, aber nur einer wird genommen, dessen Transitionsbedingung erfüllt ist.
- Parallele Verzweigung (Und-Verzweigung): Mehrere Pfade werden gleichzeitig aktiviert, sobald die Verzweigungsbedingung erfüllt ist (Synchronisation).
Vorteile in der Automatisierung:
- Übersichtlichkeit und Verständlichkeit: Die grafische Darstellung ist sehr intuitiv und ermöglicht eine schnelle Erfassung komplexer Abläufe.
- Strukturierung: Fördert eine logische und modulare Denkweise bei der Prozessgestaltung.
- Standardisierung: Erleichtert die Kommunikation zwischen verschiedenen Ingenieuren und Abteilungen.
- Direkte Umsetzung: GRAFCET-Diagramme können oft direkt in SFC-Programme für die SPS überführt werden.
- Fehlererkennung: Logische Fehler wie Deadlocks oder unerwünschte Zustände können im Diagramm leicht erkannt werden.
GRAFCET ist ein unverzichtbares Werkzeug für das Design, die Dokumentation und die Programmierung von sequenziellen Steuerungsabläufen im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Prozessautomatisierung.
→ Siehe auch: SFC (Sequential Function Chart), Graph, Ablaufsprache (AS), IEC 60848, Schrittkette, SPS-Programmierung
