Os sistemas de automação se tornam cada vez mais abrangentes e complexos, criando a necessidade de uma estruturação básica durante o seu desenvolvimento de forma a permitir melhor visualização, organização e entendimento destes sistemas. Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma metodologia para análise, implementação e verificação da sincronização das bases de tempo dos equipamentos organizados conforme a estruturação hierárquica CIM (Computer Integrated Manufacturing). Esta metodologia é uma ferramenta útil para o desenvolvimento de sistemas de automação integrados e sincronizados. Inicialmente são apresentadas e analisadas as funções, especificações e utilidade da estruturação hierárquica dos sistemas de automação industrial. Os principais componentes de um sistema moderno de automação são apresentados e para cada um dos equipamentos principais é definido o nível a qual este pertence na pirâmide da automação baseada no modelo CIM. Na etapa seguinte é realizado o levantamento e a análise da necessidade de sincronização dos diversos sistemas automatizados e proposta uma metodologia que auxilie na análise e implementação da sincronização das bases de tempos nestes sistemas de automação integrados. No final do trabalho, esta metodologia é aplicada num caso prático para a comprovação da sua validade. / The automation systems are becoming more and more wide-ranging and complex creating the necessity of using some kind of structuring for their development in order to allow better visualization, organization and understanding of these systems. This research proposes the development of a method for analysis, implementation and check of synchronization of the equipments timebases in a hierarchical structuring of CIM (Computer Integrated Manufacturing). This procedure is useful for development of integrated and syncronized automation systems. Initially are presented and analysed the functions, specifications and uses of hierarchical structuring in industrial automation systems. The main components of a modern automation system are presented and for each equipment is defined the level that it belongs in the automation?s piramid based on CIM model. In the next stage are surveyed and analysed the needs of synchronization of automated systems and proposed a helpful method for analysis and implementation of timebases` synchronization in integrated automation systems. At the end of this research, this method is applied in a practical case for its validation.

Os sistemas de automação se tornam cada vez mais abrangentes e complexos, criando a necessidade de uma estruturação básica durante o seu desenvolvimento de forma a permitir melhor visualização, organização e entendimento destes sistemas. Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma metodologia para análise, implementação e verificação da sincronização das bases de tempo dos equipamentos organizados conforme a estruturação hierárquica CIM (Computer Integrated Manufacturing). Esta metodologia é uma ferramenta útil para o desenvolvimento de sistemas de automação integrados e sincronizados. Inicialmente são apresentadas e analisadas as funções, especificações e utilidade da estruturação hierárquica dos sistemas de automação industrial. Os principais componentes de um sistema moderno de automação são apresentados e para cada um dos equipamentos principais é definido o nível a qual este pertence na pirâmide da automação baseada no modelo CIM. Na etapa seguinte é realizado o levantamento e a análise da necessidade de sincronização dos diversos sistemas automatizados e proposta uma metodologia que auxilie na análise e implementação da sincronização das bases de tempos nestes sistemas de automação integrados. No final do trabalho, esta metodologia é aplicada num caso prático para a comprovação da sua validade. / The automation systems are becoming more and more wide-ranging and complex creating the necessity of using some kind of structuring for their development in order to allow better visualization, organization and understanding of these systems. This research proposes the development of a method for analysis, implementation and check of synchronization of the equipments timebases in a hierarchical structuring of CIM (Computer Integrated Manufacturing). This procedure is useful for development of integrated and syncronized automation systems. Initially are presented and analysed the functions, specifications and uses of hierarchical structuring in industrial automation systems. The main components of a modern automation system are presented and for each equipment is defined the level that it belongs in the automation?s piramid based on CIM model. In the next stage are surveyed and analysed the needs of synchronization of automated systems and proposed a helpful method for analysis and implementation of timebases` synchronization in integrated automation systems. At the end of this research, this method is applied in a practical case for its validation.

Orientadores: Jacobus Willibrordus Swart, Pierre Kaufmann / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T16:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marins_CarlosNazarethMotta_D.pdf: 3218841 bytes, checksum: 93bb7dd5ba9269c6004bfb826f4c53fc (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesta tese foram propostas, analisadas e implementadas soluções completas de sistemas para disseminação de referência temporal com alta resolução através de enlaces de rádio tendo como foco o atendimento das necessidades do novo sistema de geo-referenciamento denominado GEOLOCAL. As soluções encontradas atendem outras aplicações que requerem sincronismo remoto de tempo. O trabalho foi desenvolvido em diferentes áreas que englobam contadores de alta precisão; relógios com resolução de nano segundo; enlaces de rádio para disseminação de tempo e determinação de distância; geradores de seqüências codificadas para detecção e identificação de campos de contagem; supressores digitais de jitter com uso de média de amostras; e sincronizadores de marcha para osciladores baseados em quartzo. Os contadores de alta precisão foram pesquisados para construção do relógio de alta resolução. Como resultado foi obtida uma solução inédita empregando linhas de retardo com contadores independentes. Esta configuração possibilita aliar alta resolução de contagem com uso de osciladores de referência operando em baixa freqüência sem que a incerteza do processo seja aumentada em função dos erros de não linearidade de interpolação. Os enlaces de rádio foram construídos com interface síncrona entre as bases de transmissão e recepção empregando modulação FSK (Frequency Shift Keying) e os erros nas medidas de tempo de propagação nos circuitos causados pela influência de jitter foram minimizados através do cálculo de média das amostras tomadas em cada campo de contagem. No intuito de viabilizar a implementação de um sistema de baixo custo, foi desenvolvida uma técnica inovadora de sincronização de marcha entre elementos osciladores de quartzo do tipo OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator). Esta técnica de sincronização permite que o sistema opere com estabilidades equivalentes a referências baseadas em rubídio. Os sistemas eletrônicos digitais foram construídos com solução FPGA (Field Programmable Gate Array). / Abstract: This thesis present new proposals for time dissemination systems, which were analyzed and implemented as complete solutions providing high resolution in radio links focusing in the requirements of the new geolocation system known as GEOLOCAL. The solutions found are useful for other applications equiring time synchronization. The work has been developed in different areas that include high precision counters; nanosecond resolutions clocks; radio links for time dissemination and measurements of distance; coded sequence generators for detection and identification of counting fields, digital jitter suppressors using samples averaging and clock synchronizers for quartz based oscillators. High precision counters have been investigated for the purpose to construct a high resolution clock. As a result it has been obtained a unique solution using delay lines with independent counters. This configuration allows the obtaining high count resolution with the use of low frequency reference oscillators, without increasing the system uncertainties due to interpolation non-linearity errors. The radio links were constructed with synchronous interface between the transmission and reception bases using FSK (Frequency Shift Keying) modulation. The measurements errors due to jitter in circuit propagation were minimized by calculating the average of samples taken every count set. In order to implement a low cost system, it has been developed an innovative clock synchronization technique between quartz oscillator elements to the type OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator). This synchronization technique produced stabilities equivalent to those obtained with rubidium-referred oscillators. The digital systems have been constructed using FPGA (Field Programmable Gate Array). / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Desde que foi introduzida por Tswett no começo do século XX, a cromatografia vem sofrendo contínuos avanços. Entretanto, a miniaturização da cromatografia líquida, apesar de seu inicio promissor, ainda continua bastante lenta e até o presente não alcançou ampla difusão, sendo que o número de grupos trabalhando nesta área é ainda bastante restrito. O motivo deste lento avanço se encontrava na dificuldade em se desenvolver equipamentos adequados, colunas apropriadas e sistemas de tratamento de dados suficientemente rápidos para os sistemas miniaturizados. Apesar de muitos desses problemas atualmente serem de fácil resolução, ainda não se dispõe de equipamentos comercialmente disponíveis que supram satisfatoriamente às condições impostas pelas micro-colunas. Tal carência deve ser suprida antes de nos beneficiarmos de todas as vantagens intrínsecas à miniaturização da cromatografia líquida. Deste modo, o presente projeto visa o desenvolvimento de instrumentação totalmente dedicada aos sistemas miniaturizados de cromatografia líquida incluindo o desenvolvimento de uma bomba de alta pressão, um sistema de injeção a base de tempo, um forno capaz de realizar programação de temperatura e o software de controle dos mesmos. Os equipamentos desenvolvidos foram então aplicados em separações de estatinas demonstrando um excelente desempenho. / Since the chromatography was introduced by Tswett, in the beginning of the 20th century, the technique has suffered a constant progress. However, the miniaturization of liquid chromatography, instead of its promising start, it is still too slow and this technique has not reached a wide divulgation so far. It is important to mention that the number of groups working in this area is very limited yet. The reason of this slow progress was due to the difficulty in developing suitable equipments, appropriated columns and data treatment systems that are quick enough for the miniaturized systems. Currently, many of these problems are easy to be solved, however, there are no equipments available commercially that supply the conditions imposed by microcolumns satisfactorily. Such lack should be filled before benefiting from all the advantages concerned to the miniaturization of liquid chromatography. In this way, this study aims at the development of instrumentation totally dedicated to the miniaturized systems of liquid chromatography, including the development of a high pressure pump, an time-based injector, an oven that sets the temperature programming and the software that can control all these devices. The developed equipments were then applied in the separation of statins, demonstrating an excellent performance.

Desde que foi introduzida por Tswett no começo do século XX, a cromatografia vem sofrendo contínuos avanços. Entretanto, a miniaturização da cromatografia líquida, apesar de seu inicio promissor, ainda continua bastante lenta e até o presente não alcançou ampla difusão, sendo que o número de grupos trabalhando nesta área é ainda bastante restrito. O motivo deste lento avanço se encontrava na dificuldade em se desenvolver equipamentos adequados, colunas apropriadas e sistemas de tratamento de dados suficientemente rápidos para os sistemas miniaturizados. Apesar de muitos desses problemas atualmente serem de fácil resolução, ainda não se dispõe de equipamentos comercialmente disponíveis que supram satisfatoriamente às condições impostas pelas micro-colunas. Tal carência deve ser suprida antes de nos beneficiarmos de todas as vantagens intrínsecas à miniaturização da cromatografia líquida. Deste modo, o presente projeto visa o desenvolvimento de instrumentação totalmente dedicada aos sistemas miniaturizados de cromatografia líquida incluindo o desenvolvimento de uma bomba de alta pressão, um sistema de injeção a base de tempo, um forno capaz de realizar programação de temperatura e o software de controle dos mesmos. Os equipamentos desenvolvidos foram então aplicados em separações de estatinas demonstrando um excelente desempenho. / Since the chromatography was introduced by Tswett, in the beginning of the 20th century, the technique has suffered a constant progress. However, the miniaturization of liquid chromatography, instead of its promising start, it is still too slow and this technique has not reached a wide divulgation so far. It is important to mention that the number of groups working in this area is very limited yet. The reason of this slow progress was due to the difficulty in developing suitable equipments, appropriated columns and data treatment systems that are quick enough for the miniaturized systems. Currently, many of these problems are easy to be solved, however, there are no equipments available commercially that supply the conditions imposed by microcolumns satisfactorily. Such lack should be filled before benefiting from all the advantages concerned to the miniaturization of liquid chromatography. In this way, this study aims at the development of instrumentation totally dedicated to the miniaturized systems of liquid chromatography, including the development of a high pressure pump, an time-based injector, an oven that sets the temperature programming and the software that can control all these devices. The developed equipments were then applied in the separation of statins, demonstrating an excellent performance.