Tài liệu Ngôn ngữ lập trình_Grafcet docx

28
2.2. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH GRAFCET
2.2.1. Tổng quan về Grafcet
Trong lập trình điều khiển dùng PLC (bộ điều khiển khả trình), Grafcet là
một trong 5 ngôn ngữ chính thức được công nhận và được biết dưới tên gọi bằng
tiếng Anh là SFC (Sequential Function Chart của tiêu chuẩn IEC 1131-3)
Grafcet là từ viết tắt của tiếng Pháp: Graphe Fonctionnel de Commande des
Etapes et Transitions (đồ hình điều khiển bước - chuyển tiếp) do hai cơ quan
AFCET (Liên hiệp Pháp về tin học kinh tế và kỹ thuật) và ADEPA (Tổ chức nhà
nước về phát triển nền sản xuất tự động hóa) hợp tác soạn thảo ra từ tháng 11/1982.
Có thể nói Grafcet là một dạng đặc biệt của mạng Petri, trong đó tất cả các vị
trí đều có số token bằng 1. Điều này có nghĩa là các nguyên tắc chuyển đổi trạng
thái trong Grafcet tương tự như mạng Petri.
Grafcet là ngôn ngữ lập trình bằng biểu đồ để mô tả các hoạt động của hệ
thống điều khiển trình tự. Được xây dựng trên các bước và các chuyển tiếp, mỗi
bước (tương ứng với một vị trí trong mạng Petri) diễn tả trạng thái mà tại đó ứng xử
của hệ thống được xác định bởi tác động gắn liền với bước đó. Mỗi chuyển tiếp
(tương ứng chuyển tiếp của mạng Petri) thể hiện điều kiện chuyển trạng thái của hệ
thống, chuyển tiếp gắn liền với một điều kiện.
- Dòng điều khiển chuyển từ bước này sang bước kế tiếp thông qua chuyển
tiếp có điều kiện. Nếu điều kiện chuyển tiếp là đúng thì dòng điều khiển sẽ chuyển
từ bước này sang bước kế tiếp
- Chức năng điều khiển ở bất cứ mức nào đều có thể biểu diễn bởi một nhóm
bước và các chuyển tiếp được gọi là biểu đồ chức năng. Sau đó những biểu đồ này
có thể được kết nối lẫn nhau theo trình tự yêu cầu, bởi các liên kết có hướng biểu
diễn dòng điều khiển nhằm tạo nên một biểu đồ Grafcet hoàn chỉnh.
29
2.2.2. Các thành phần đồ hình của Grafcet
Hình 2.1 Các thành phần đồ hình của Grafcet
2.2.2.1. Các bước (Step)
Bước là thành phần ngôn ngữ Grafcet, được dùng để xác định trạng thái của

một phần hoặc toàn bộ hệ thống. Tại một thời điểm một bước có thể là tích cực
hoặc không tích cực. Tập hợp các bước tích cực xác định tình trạng của hệ thống đã
cho tại thời điểm nào đó.
Bước: Mỗi bước được biểu diễn bằng hình vuông nét đơn,
có con số ở nữa trên thay thế dấu *.
Ví dụ: "Bước 1"
- Mỗi bước có đầu vào và đầu ra
Ví dụ: "Bước 2"
- Để chỉ một bước là tích cực tại thời điểm xác định, ta
đánh dấu chấm đen vào bên dưới con số chỉ bước. Ký hiệu
này xuất phát từ việc đánh dấu token trong mạng Petri.
Ví dụ: "Bước 3 biểu diễn ở trạng thái tích cực"
X
*
Biến bước: Trạng thái tích cực và không tích cực của
bước có thể được biểu thị bằng các giá trị logic "1" hoặc
"0" . Ví dụ : "Biến bước của bước thứ 8" X8
"X8" =1 và "
x
8 " =0 khi bước "8" tích cực.
*
1
2
3
30
"X8" =0 và "
x
8 " =1 khi bước "8" không tích cực.
Bước mở đầu: được biểu diễn bằng hình vuông nét
đôi. Bước này là ở trạng thái tích cực khi bắt đầu quá trình

hoạt động của Grafcet.
Ví dụ: "Bước mở đầu 3"
Các kết nối đầu vào và đầu ra của một bước:
Khi nhiều chuyển tiếp được nối với nhau trong cùng một
bước, các kết nối được định vị tương ứng là được nhóm lại
phía trên hoặc phía dưới của bước.
Ví dụ: nhiều kết nối tại đầu vào của bước 6 và đầu ra của
bước 7.
2.2.2.2. Tác động gắn liền với bước
Mỗi bước có thể được gắn liền một hoặc nhiều tác động. Các tác động này
được thực hiện khi bước mà chúng gắn liền ở trạng thái tích cực.
Một bước có thể không có tác động nào gắn liền. Ta có thể sử dụng bước này
để chờ của một sự kiện bên ngoài. Ví dụ sự thay đổi trạng thái của đầu vào, đồng bộ
giữa nhiều bước trong Grafcet.
Tác động: được biểu diễn bằng hình chữ nhật gắn
kết với bước.
Gán nhãn cho đầu ra: Mỗi tác động sẽ có nhãn
viết bằng chữ in hoa bên trong hình chữ nhật, đại
diện cho tác động này.
Dấu * sẽ thay thế bằng cách diễn đạt của biến đầu
ra.
- Khi nhãn được thể hiện dưới hình thức văn bản thì câu mệnh đề hoặc tường
thuật sẽ được sử dụng.
- Thứ tự biểu diễn các tác dụng gắn liền với một bước không liên quan đến trình
tự tác động của chúng.
- Có nhiều cách biểu diễn khác nhau để biểu diễn một tác động. Ví dụ để biểu
6
6
7
7

*
3

*
31
diễn một tác động VAN 2 mở khi bước 9 tích cực, có thể biểu diễn như sau:
Ghi chú: khi các tác động được mô tả bằng ký hiệu thì phải đính kèm một bảng giải
thích ý nghĩa của các ký hiệu đó.
Ví dụ : YV2= MO VAN 2
Ví dụ 2: Các biểu diễn khác nhau (1, 2, 3, 4) của sự gắn liền vài tác động với
một bước.
Chú ý: Bốn biểu diễn là hoàn toàn tương đương. (2) và (4) là cách biểu diễn đơn
giản (1) và (3).
2.2.2.3. Chuyển tiếp (transition)
Chuyển tiếp là để chỉ khả năng chuyển đổi giữa các bước.

Chuyển tiếp từ một bước đến bước khác: chuyển tiếp được
biểu diễn bởi một đường vuông góc với đường thẳng nối giữa
hai bước. Quy ước:
- Chuyển tiếp được kích hoạt khi bước liền trước là tích cực.
- Giữa hai bước bao giờ cũng chỉ có một chuyển tiếp.

Gán chuyển tiếp:
Chuyển tiếp được gán một con số nằm trong ngoặc kép, bên
trái chuyển tiếp.
9
MO VAN 2
9
VAN 2
9

YV2
32


Sự đồng bộ trước và/hoặc sau một chuyển tiếp:
Khi một vài bước được nối đến cùng một chuyển tiếp thì các
liên kết có hướng từ và/hoặc đến các bước này được nhóm
lại, để đứng hoặc đứng sau ký hiệu đồng bộ. Ký hiệu này
được biểu diễn bằng đường nét đôi nằm ngang.
Ví dụ 1: chuyển tiếp từ một bước (12) đến các bước (13, 23, 33). Chuyển
tiếp (8) được kích hoạt khi bước 12 là tích cực.
Ví dụ 2: chuyển tiếp từ một vài bước (18, 34, 45) đến một bước (12). Chuyển
tiếp (6) chỉ được kích hoạt khi các bước liền trước là tích cực.
Ví dụ 3: chuyển tiếp từ một vài bước (14, 28, 35) đến một vài bước (15, 29,
36, 46).
Chuyển tiếp (14) chỉ được kích hoạt khi các bước liền trước là tích cực.
2.2.2.4. Điều kiện gắn liền chuyển tiếp
Mỗi một chuyển tiếp gắn liền với một điều kiện logic được gọi là điều kiện
chuyển tiếp. Các điều kiện này có thể đúng hoặc sai.
Trong số các thông tin có mặt tại một thời điểm, điều kiện nhóm các thông
tin cần thiết cho chuyển tiếp. Những thông tin có thể bên ngoài (thông tin cổng
33
ngoài, tình trạng máy tính, bộ thời gian và ) hoặc bên trong ( tình trạng tích cực
hoặc không tích cực của các bước khác, )

Điều kiện chuyển tiếp:
Biểu thức logic, được gọi là điều kiện chuyển tiếp, có thể đúng hoặc
sai, gắn liền với mỗi chuyển tiếp.
Ký hiệu * được thay thế bằng sự mô tả điều kiện chuyển tiếp ở dạng
văn bản, biểu thức logic hoặc các biểu tượng đồ hình.

Ví dụ 1: Điều kiện chuyển tiếp được mô tả bằng văn bản.
Ví dụ 2: Điều kiện chuyển tiếp được mô tả bằng biểu thức logic.

Điều kiện chuyển tiếp luôn luôn đúng:
Ký hiệu "=1" nghĩa là điều kiện chuyển tiếp là luôn luôn đúng.
Chú ý: Trong trường hợp này, việc thông của chuyển tiếp chỉ là điều
kiện tích cực của bước liền trước.

Sườn tăng của biến logic:
Ký hiệu " ↑ " nghĩa là điều kiện chuyển tiếp chỉ đúng lúc thay đổi
trạng thái của biến * từ 0 sang 1.
Ký hiệu này áp dụng cho tất cả các biểu thức logic, các biến cơ bản
hoặc cho tập hợp các biến logic.
Ví dụ 1: Điều kiện gắn liền chỉ đúng khi a thay đổi từ trạng thái 0 sang trạng
thái 1.
Chú ý: Ứng dụng quy tắc chuyển đổi 2, chuyển tiếp chỉ thông ở sườn tăng và
sau khi chuyển tiếp đã được kích hoạt bởi tích cực của bước 3.
=1
34
Ví dụ 2: Điều kiện gắn liền chỉ đúng khi a là đúng hoặc b thay đổi từ trạng
thái 0 sang trạng thái 1.

Sườn xuống của biến logic:
Ký hiệu " ↓ " nghĩa là điều kiện chuyển tiếp chỉ đúng lúc thay đổi
trạng thái của biến * từ 1 sang 0.
Ký hiệu này áp dụng tất cả các biểu thức logic, cho các biến cơ bản
hoặc cho tập hợp các biến logic.
Ví dụ : Điều kiện gắn liền chỉ đúng khi tích logic "a . b" thay đổi từ trạng thái
1 sang trạng thái 0.
2.2.2.5. Các liên kết có hướng

Liên kết có hướng từ trên-xuống:
Các liên kết có hướng gắn kết các bước với các chuyển tiếp và
các chuyển tiếp với các bước. Các liên kết này chỉ ra các hướng
chuyển đổi giữa các bước.
Các liên kết có hướng là các đường thẳng nằm ngang hoặc chuyển đổi thẳng.
Các liên kết chéo chỉ sử dụng trong các trường hợp cần làm rõ nghĩa đồ hình.
Các liên kết nằm ngang và dọc giao nhau nếu chúng không có quan hệ với nhau.
Như vậy các đường giao nhau này sẽ không xuất hiện nếu các liên kết có cùng một
chuyển đổi.
35
Ví dụ: Ba sơ đồ sau đây đều hợp lý, nhưng sơ đồ 2 và 3 thường được dùng để
minh hoạ các liên kết có và không có quan hệ nhau.

Liên kết có hướng từ dưới -lên:
Theo quy ước, sự chuyển đổi được biểu diễn bằng đường có hướng
từ trên xuống dưới. Mũi tên chỉ được sử dụng khi quy ước này không
được áp dụng hoặc khi việc hiện diện của các mũi tên này làm rõ
nghĩa thêm.

Nhãn được liên kết:
Khi một liên kết có hướng bị gián đoạn ( ví dụ như trong các đồ hình
phức tạp hoặc đồ hình gồm nhiều trang), con số của bước đích và số
của trang mà có bước đích phải được viết ra. Dấu * được thay thế
bằng nhãn liên kết.
Ví dụ: Chuyển đổi đến bước 85 ở trang 13
2.2.3. Các quy tắc
2.2.3.1. Các quy tắc ngôn ngữ lập trình
Sự thay đổi từ bước qua chuyển tiếp hay từ chuyển tiếp qua bước phải tuân
theo quy tắc sau:

- Hai bước hay hai chuyển tiếp không bao giờ được nối trực tiếp với nhau
bằng một liên kết có hướng.
*
36
- Liên kết có hướng chỉ nối một bước với chuyển tiếp hoặc một chuyển tiếp
với một bước.
2.2.3.2. Các quy tắc chuyển đổi
Có 5 quy tắc biến đổi khi lập trình bằng Grafcet:
 Quy tắc 1: Tình trạng ban đầu
Tình trạng ban đầu của grafcet là tình trạng tại thời điểm ban đầu. Tập hợp
bước tích cực tại thời điểm ban đầu.
Trong trường hợp quá trình tự động hóa không theo chu kỳ, tình trạng ban
đầu phụ thuộc vào tình trạng thao tác tại thời điểm ban đầu của phần điều khiển.
 Quy tắc 2: Sự thông của chuyển tiếp
Một chuyển tiếp được là kích hoạt khi tất cả các bước liền trước liên kết với
chuyển tiếp này là tích cực.
Sự thông của chuyển tiếp chỉ xảy ra:
- khi chuyển tiếp được kích hoạt
- điều kiện gắn liền với chuyển tiếp là đúng.
Minh họa:
 Quy tắc 3: Sự chuyển đổi của các bước tích cực
Khi thông một chuyển tiếp thì:
- làm tích cực đồng thời tất cả các bước liền sau nó
- và làm mất tích cực tất cả các bước liền trước nó.
Minh họa:
37
 Quy tắc 4: Sự chuyển đổi đồng thời
Các chuyển tiếp có thể thông đồng thời thì sẽ thông đồng thời.
Minh họa:
 Quy tắc 5: Tích cực và không tích cực đồng thời một bước

Khi một bước đồng thời có thể ở 2 trạng thái tích cực hay không tích cực thì
nó sẽ ở trạng thái tích cực.
Minh họa: Sự tích cực và sự mất tích cực đồng thời một bước (bước 12)
2.2.4. Sự chuyển đổi giữa các bước
2.2.4.1. Chuyển đổi từ bước này qua bước khác

Chuyển tiếp không kích hoạt
Chuyển tiếp (2) không kích hoạt bởi bước 2
không tích cực.
2
3
(2)
a.(b+c)
với a.(b+c)=0 hoặc 1
38
Trạng thái logic(0 hoặc 1) của điều kiện gắn
liền với chuyển tiếp này không ảnh hưởng.
Chuyển tiếp kích hoạt
Bước 2 tích cực và chuyển tiếp (2)kích hoạt
nhưng không thông do điều kiện "a.(b+c)"
gắn liền với với chuyển tiếp là không đúng.
Chuyển tiếp có thể thông
Từ tình huống phía trên, chuyển tiếp (2) có
thể thông khi điều kiện "a.(b+c)" gắn liền là
đúng. Chuyển tiếp này ngay lập tức được
thông.
Chuyển tiếp thông
Sự thông của chuyển tiếp (2) đồng thời làm
mất tích cực bước 2 và làm tích cực bước 3.
2.2.4.2. Chuyển đổi giữa nhiều bước

Chuyển tiếp không kích hoạt
Mặc dù bước 5 và 6 là tích cực, nhưng chuyển
tiếp (3) không kích hoạt bởi vì bước 4 không
tích cực.
Trạng thái logic(0 hoặc 1) của điều kiện
"a+b.c" gắn liền với chuyển tiếp này không
ảnh hưởng.
Chuyển tiếp kích hoạt
Các bước 4, 5, 6 là tích cực và chuyển tiếp
(3)kích hoạt nhưng không thông do điều kiện
"a+b.c" gắn liền với với chuyển tiếp là không
2
3
(2)
a.(b+c)
với a.(b+c)=0
2
3
(2)
a.(b+c)
với a.(b+c)=1
2
3
(2)
a.(b+c)
với a.(b+c)=1
(3)
a+b.c
với a+b.c=0 hoặc 1
4

5 6
7
8
(4)
(5)
(3)
a+b.c
với a+b.c=0
4
5 6
7
8
(4)
(5)
39
đúng.
Chuyển tiếp có thể thông
Từ tình huống phía trên, chuyển tiếp (3) có thể
thông khi điều kiện "a+b.c" gắn liền là đúng.
Chuyển tiếp này ngay lập tức được thông.
Chuyển tiếp thông
Sự thông của chuyển tiếp (3) làm mất tích cực
đồng thời bước 4, 5, 6 và làm tích cực đồng
thời bước 7 và 8.
Chuyển tiếp (4 )và ( 5) được kích hoạt.
2.2.5. Các cấu trúc cơ bản
Người thiết kế có thể xây dựng các đồ hình Grafcet bằng cách sử dụng các
cấu trúc đặc biệt khác nhau, nhưng phải tuân thủ quy tắc cú pháp chuyển đổi
bước/chuyển tiếp.
2.2.5.1. Trình tự

Một trình tự là nối tiếp của các bước trong đó:
- mỗi bước chỉ có một chuyển tiếp liền sau, ngoại trừ bước
cuối cùng.
- mỗi bước chỉ có một chuyển tiếp liền trước được kích hoạt
bởi một bước của trình tự, ngoại trừ bước đầu tiên.
Chú ý: Một trình tự được gọi là tích cực nếu ít nhất một
bước là tích cực. Một trình tự được gọi là không tích cực khi
tất cả các bước là không tích cực.
2.2.5.2. Chu kỳ của trình tự đơn
(3)
a+b.c
với a+b.c=1
4
5 6
7
8
(4)
(5)
(3)
a+b.c
với a+b.c=1
4
5 6
7
8
(4)
(5)


40

Trường hợp trình tự mạch vòng là:
- Mỗi bước chỉ có một chuyển tiếp liền sau,
- Mỗi bước chỉ có một chuyển tiếp liền trước có thể kích
hoạt bởi bước đơn của trình tự.
Chú ý: Một chu kỳ của trình tự đơn phải thỏa mãn ít nhất
một trong điều kiện sau để cho phép sự tích cực các bước
của nó.
- phải có ít nhất một bước mở đầu.
- một lệnh cưỡng từ grafcet thành phần ở mức cao hơn.
2.2.5.3. Sự lựa chọn các quá trình


Sự lựa chọn trình tự đưa ra sự chọn tiến triển giữa các
trình tự bắt đầu từ một hoặc nhiều bước. Cấu trúc này
được biểu diễn bởi nhiều chuyển tiếp kích hoạt cùng lúc và
các tiến triển.
Chú ý: Các trình tự được chọn lựa từ cấu trúc này chưa đề cập vấn đề sự tích
cực loại trừ. Việc đề cập vấn đề loại trừ lẫn nhau đòi hỏi người thiết phải đề cập đến
các yếu tố thời gian, tính logic hoặc tính cơ học.
Ví dụ 1: Sự loại trừ giữa các trình tự đạt được bởi
sự loại trừ của hai điều kiện logic. Nếu "a" và "b" là
đồng thời đúng khi bước 5 tích cực thì không có
chuyển tiếp nào thông.
Ví dụ 2: Trình tự ưu tiên
Ở ví dụ này, chuyển tiếp 5/6 có sự ưu tiên được
thông khi "a" đúng.
Ví dụ 3: Sự lựa chọn của các trình tự đồng bộ theo
sau của hai trình tự liền trước.

5
6
7
ba ⋅
ba ⋅
5
6
7
a
ba ⋅
8
10
11
9
g
h
41
Sự lựa chọn của các trình tự liền sau, bởi 2 chuyển
tiếp g và h, chỉ có thể khi 2 chuyển tiếp được thông
bởi sự tích cực đồng thời của các bước 8 và 9.
2.2.5.4. Nhảy bước
Đây là trường hợp đặc biệt của sự chọn lựa quá trình, nhảy
bước cho phép bước bỏ qua. Các tác động gắn liền với các
bước bị bỏ qua trở nên không cần thiết.
2.2.5.5. Quay lại một quá trình
Là trường hợp đặc biệt của sự chọn lựa quá trình, cho phép
một trình tự được lặp lại.
2.2.5.6. Tích cực của các quá trình song song

Sự động bộ hóa được sử dụng trong cấu trúc này

nhằm chỉ ra sự tích cực của các quá trình đồng thời từ
một hay vài bước.
Chú ý: Sau khi tích cực đồng thời, thì sự chuyển đổi
của các bước tích cực trong mỗi quá trình song song
sẽ trở nên độc lập.
2.2.5.7. Sự đồng bộ của các quá trình

42
Sự đồng bộ hóa được sử dụng trong cấu trúc này để
chỉ ra sự trì hoãn (sự đợi) trước khi các quá trình liền
trước kết thúc .
Chú ý: chuyển tiếp chỉ được kích hoạt khi tất cả các
bước liền trước là tích cực.
2.2.5.8. Sự đồng bộ và tích cực của các quá trình song song
Sự đồng bộ hóa được sử dụng hai lần trong cấu trúc này để
chỉ ra sự trì hoãn (sự đợi) trước khi các trình tự liền trước
kết thúc trước sự tích cực đồng thời của trình tự liền sau.
Ví dụ: Những cấu trúc cơ bản sau đây có thể
được phân biệt trong Grafcet:
- Các trình tự (một vài trình tự được đánh
dấu bằng các ngoặc đơn).
- Sự lựa chọn trình tự ( từ bước 1 đến 3, 5 và
19).
- Tích cực các trình tự song song ( hướng
dưới của bước 6).
- Hai đồng bộ hóa của trình tự (từ bước 9 và
11 đến bước 13, từ bước 13 và 17 đến bước
18)
Chú ý 1: Ví dụ này chỉ hiển thị cấu trúc
grafcet.

Chú ý 2: Grafcet này không phải là ví dụ
điển hình vì Grafcet không nhất thiết phải là
mạch vòng.
2.2.6. Các cấu trúc đặc biệt
2.2.6.1. Bước nguồn

Bước nguồn là một bước mà không có chuyển tiếp liền trước.

43


Để tích cực bước nguồn thì phải thỏa mãn một trong các điều kiện sau:
- Bước nguồn là bước khởi đầu
- Bước nguồn được yều cầu bởi lệnh cưỡng bước từ grafcet mức cao
hơn.
Ví dụ: Bước nguồn khởi đầu
Bước nguồn khởi đầu 1 chỉ tích cực ở thời điểm ban đầu. Bước 2, 3 và 4 hình
thành chu kỳ của một trình tự đơn.
2.2.6.2. Bước đích


Bước đích là một bước mà không có chuyển tiếp
liền sau.
Để mất tích cực bước đích chỉ được thực hiện bằng:
Lệnh cưỡng bước từ grafcet mức cao hơn.
Ghi chú: Nếu một bước vừa nguồn vừa đích, thì nó
sẽ hình thành một trình tự bước đơn được dùng để
biểu diễn hành vi tổ hợp.
44
Ví dụ: Bước đích:

Bước đích 46 chỉ được tích cực nếu điều kiện logic
"
0b1b ⋅
" tồn tại 5s sau khi tích cực bước 45. Sau đó
đầu ra "ALARM: JACK B" xác định giá trị đúng.
2.2.6.3. Chuyển tiếp nguồn

Chuyển tiếp nguồn là chuyển tiếp mà không có bước liền
trước. Theo quy ước, chuyển tiếp nguồn chỉ được kích hoạt và
được thông khi điều kiện chuyển tiếp * là đúng.
Ghi chú : Việc tích cực bước liền sau của chuyển tiếp nguồn chỉ xảy ra khi
điều kiện chuyển tiếp là đúng- độc lập với trạng thái điều kiện chuyển tiếp của
chuyển tiếp được kích hoạt của bước này. Để tránh tích cực liên tiếp bước liền sau
của chuyển tiếp nguồn thì điều kiện chuyển tiếp gắn liền là đúng chỉ khi sự kiện đầu
vào và sự kiện bên trong xuất hiện. Vì lý do này, biểu diễn logic hình thành nên
điều kiện chuyển tiếp phải luôn bao gồm sườn đầu vào.
*
43
44
45
46
B+
B-
b1
h
.5s/X45
b0
ALARM:
JACKB
45

2.2.6.4. Chuyển tiếp đích
Chuyển tiếp đích là chuyển tiếp mà không có bước
liền sau.
Khi chuyển tiếp đích được kích hoạt và điều kiện gắn
liền của nó * là đúng thì việc thông của chuyển tiếp
dẫn đến mất tích cực các bước phía trên.

Ví dụ: cấu trúc của thanh ghi dịch chuyển.
Cấu trúc của thanh ghi dịch chuyển là việc sử dụng
thích hợp của chuyển tiếp nguồn và chuyển tiếp đích.
Trong ví dụ này, mỗi bước tích cực cho thấy sự có
mặt của một bộ phận tại trạm tương ứng. Sự có mặt
của một bộ phận(pp) ở cổng vào và tiến đến chuyển
giữa các trạm (↑av) tích cực bước 1 bởi việc thông
của chuyển tiếp nguồn. Ở mỗi sự tiến của chuyển
(↑av) kích hoạt các chuyển tiếp là thông đồng thời,
bao gồm chuyển tiếp đích phía dưới của bước 4.
2.2.7. Cách xây dựng cấu trúc
*
1
↑av.pp
↑av
Bộ phận tại trạm 1
2
↑av
Bộ phận tại trạm 2
3
↑av
Bộ phận tại trạm 3
4

↑av
Bộ phận tại trạm 4
Ví dụ: chuyển tiếp nguồn và trình tự tương
đương:
Các biểu diễn (1) và (2) mô tả hành vi tương
đương: bước 1 được tích cực mỗi khi biến logic
thay đổi từ 0 đến 1. Biểu diễn (1) sử dụng bước
nguồn, biểu diễn (2) sử dụng ký hiệu đồng bộ
hóa và quay lại mạch vòng để duy trì bước khởi
đầu (0) tích cực.
46
Sự phức tạp của hệ thống tự động hóa cần các phương pháp xây dựng cấu
trúc cho đặc trưng. Việc xây dựng này có thể có các phương pháp luận hỗ trợ hoặc
không, nhưng nó sẽ bị hạn chế: chỉ phân chia các đặc trưng hoặc hợp nhất các khái
niệm thứ bậc của cưỡng bức.
2.2.7.1. Sự phân chia Grafcet
a) Grafcet liên kết
Grafcet liên kết là một cấu trúc mà chỉ có liên tục của các liên kết (chuyển
đổi bước-chuyển tiếp) giữa bất kỳ 2 yếu tố trong sơ đồ garfcet: bước hoặc chuyển
tiếp.
Ví dụ: tất cả các thành phần ở sơ đồ 1
sẽ hình thành nên grafcet liên kết, bởi
vì các bước và liên kết của nó được
nối với nhau bởi liên kết có hướng.
Các thành phần ở sơ đồ 2 cũng hình
thành nên grafcet liên kết.
b) Grafcet từng phần
Được hình thành bởi một hay vài grafcet liên kết nên grafcet từng phần là kết
quả của việc phân chia grafcet toàn cục. Grafcet này mô tả hành vi một phần trình
tự của hệ thống.

Ví dụ: Từng phần của
grafcet toàn cục:
Các grafcet toàn cục
được tạo thành bởi
grafcet từng phần G1
và G2. Grafcet từng
phần G1 được tạo nên
Grafcet toàn cục
47
bởi 2 grafcet liên kết.
2.2.7.2. Cách xây dựng cấu trúc sử dụng cưỡng bức Grafcet từng phần
Cưỡng bức Grafcet từng phần được sử dụng xây dựng cấu trúc đặc trưng
từng phần trình tự của hệ thống. Các lệnh cưỡng bức này cho phép áp đặt tình trạng
cụ thể lên một garfcet từng phần.

Lệnh cưỡng bức Grafcet thành phần:
Dấu * sẽ bị thay thế bởi tình trạng của Grafcet thành
phần. Bởi vì lệnh cưỡng bức có liên quan đến sự tích cực
bước của grafcet từng phần ở thứ bậc cao hơn, nên nó là
lệnh ở bên trong cho phép áp đặt một tình trạng lên
grafcet từng phần ở thứ bậc thấp hơn.
Lệnh cưỡng bức được minh họa bằng hình chữ nhật nét đôi gắn liền với bước.
Lệnh cưỡng bức là một lệnh bên trong và cho phép việc thực hiện được ưu tiên
trong ứng dụng của quy tắc chuyển tiếp.
Grafcet bị cưỡng bức không thể tiến triển trong suốt quá trình diễn ra lệnh cưỡng
bức. Grafcet như vậy được gọi là đóng băng.
Việc sử dụng lệnh cưỡng bức trong việc xây dựng cấu đặc tính, cần phải có một cấu
trúc thứ bậc sử dụng grafcet từng phần. Như vậy mỗi một grafcet từng phần cưỡng
bức sẽ ở một mức cao hơn grafcet bị cưỡng bức từng phần.
Ví dụ 1: Cưỡng bức grafcet từng phần lên một tình

trạng cụ thể.
Khi bước 17 là tích cực thì grafcet từng phần 12 bị cưỡng
bức tới một tình trạng, đặc trưng bởi tích cực bước 8, 9,
và 11.
Ví dụ 2: Cưỡng bức grafcet từng phần lên một tình
trạng hiện tại.
Khi bước 48 là tích cực thì grafcet từng phần 3 bị cưỡng
bức giữ nguyên trạng thái hiện tại.
Chú ý: Lệnh này gọi là lệnh đóng băng.
Ví dụ 3: Cưỡng bức grafcet từng phần lên một
tình trạng rỗng.
17
G12{8,9,11}
48
G3{ }
*
23
G4{ }
*
48
Khi bước 23 là tích cực thì grafcet từng phần 4 bị cưỡng
bức tới một tình trạng rỗng.
Chú ý: Trong trường hợp này, không có bước nào của G4
là tích cực.
Ví dụ 4: Cưỡng bức grafcet từng phần lên một
tình trạng ban đầu.
Khi bước 63 là tích cực thì grafcet từng phần 8 bị cưỡng
bức tới một tình trạng tại đó chỉ có các bước mở đầu tích
cực.
2.2.7.3. Các bước Macro

Những kinh nghiệm của nền công nghiệp đã chứng tỏ được rằng việc sử
dụng Grafcet đã góp phần cải tiến việc mô tả các đặc tính chức năng, đáp ứng toàn
bộ quá trình tự động hóa.
Để hiểu về đồ hình grafcet tốt hơn, người ta sử dụng "biểu diễn macro" để
mô tả các đặc tính ở nhiều cấp độ khác nhau. "Biểu diễn macro" mô tả chức năng sẽ
thực thi mà không cần phải đề cập đến tất cả các chi tiết thừa. Việc sử dụng các
bước macro cho phép mô tả từ khái quát đến chi tiết.

Bước macro là sự biểu diễn duy nhất một phần chi tiết của grafcet,
được gọi là "khai triển bước macro".
Bước macro không có các thuộc tính của các loại bước khác vì chỉ
có bước đầu ra mới kích hoạt được các chuyển tiếp liền sau.
Nhãn bước macro sẽ thay thế dấu *
Khai triển bước macro:
Việc khai triển bước macro M* là phần của grafcet. Nó có 1 bước
đầu vào E* và 1 bước đầu ra S*.
Bước đầu vào E* trở nên tích cực khi một trong những chuyển tiếp
đứng liền trước của bước macro được thông. Một hoặc tất cả chuyển
tiếp liền sau của bước macro được kích hoạt chỉ khi bước đầu ra S*
là tích cực.
Chú ý 1: Khai triển của bước macro có thể chứa một hoặc vài bước mở đầu.
63
G8{INIT}
49
Chú ý 2: Khai triển của bước macro có thể chứa một hoặc vài các bước macro.
Ví dụ: bước macro M3 được biểu diễn bằng khai triển của nó:
Sự thông của chuyển tiếp 11 dẫn đến tích cực bước đầu vào E3 của bước macro M3
Chuyển tiếp 12 được kích hoạt chỉ khi bước đầu ra S3 tích cực. Sự thông của chuyển
tiếp 12 dẫn đến mất tích cực bước đầu ra S3.

∗XM
Biến bước macro:
Bước macro được gọi là tích cực chỉ khi ít nhất một trong những bước
của nó là tích cực. Bước macro được gọi là không tích cực khi không có
bước nào của nó là tích cực.
Trạng thái tích cực hoặc không tích cực của bước macro có thể biểu diễn
bằng các giá trị logic 1 hoặc 0 của biến XM.
2.3. KẾT LUẬN
Mạng Petri là một công cụ đồ hình biểu diễn quá trình di chuyển của dòng
thông tin trong một hệ thống. Với những quy tắc hết sức chặt chẽ, mạng Petri có thể
được sử dụng để mô hình hóa các quá trình điều khiển tự động (đặc biệt là điều
khiển trình tự), trao đổi thông tin, tổ chức quản lý sản xuất,
Grafcet là một dạng biến đổi đơn giản từ mạng Petri với một số quy tắc
riêng. Tuy nhiên không chỉ dừng lại ở một công cụ đồ hình lý thuyết, Grafcet còn
được các nhà sản xuất công nghiệp chuyển đổi thành ngôn ngữ lập trình trong các
PLC thế hệ mới. Nhờ vậy, với việc lập trình điều khiển bằng Grafcet, người điều
khiển sẽ dễ dàng chuyển đổi các ý tưởng từ tổ chức sản xuất và quy trình sản xuất
sang chương trình điều khiển. Ngoài ra, người điều khiển còn có thể dễ dàng phân
tích và giám sát hệ thống, từ đó có cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống sản xuất.