Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jeferson Luiz Curzel.pdf: 1882771 bytes, checksum: 229b718911c321b2b3e7c50902897ab2 (MD5) Previous issue date: 2008-06-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the integration of existing equipment in the Laboratory of Robotics of the UDESC/CCT, to compose a didactic flexible manufacturing cell for which it was resolved a problem of control by applying the Theory of Supervisory Control. The use of this formalism for the development of the project aims to systematize the process controllers in order to spread the use of the methodology in the industries. From the Theory of Supervisory Control were developed models of the equipment of the cell using the representation by automata and after the synthesis of project returned to a supervisor monolithic minimally restrictive, which defines the system (plant) in accordance with a set of specifications imposed by the designer. An extension to the classic theory, called local modular control is also applied in order to exploit the modularity of the plant, where they obtained the local supervisors whose joint action coordinates the global system. The control of the cell is made by a Programmable Logic Controller (PLC), which coordinates the operation of equipment based on the routines of supervision monolithic and local modular. The supervisors were implemented in the PLC in LADDER language and the programming has been structured in blocks, better organization of the program. To improve the implementation of monolithic supervisor in the PLC was developed a software for automatic generation of code, which converts the code of monolithic supervisor directly to the LADDER language of the PLC. / Este trabalho apresenta a integração dos equipamentos existentes no Laboratório de Robótica da UDESC/CCT, de forma a compor uma célula flexível de manufatura didática para a qual foi resolvido um problema de controle aplicando-se a Teoria de Controle Supervisório (TCS). A utilização deste formalismo (TCS) para o desenvolvimento do projeto de controladores visa sistematizar o processo, de forma a disseminar o uso da metodologia junto às indústrias. A partir da TCS foram desenvolvidos os modelos dos equipamentos da célula utilizando-se a representação por autômatos e após a síntese de projeto obteve-se um supervisor monolítico minimamente restritivo, o qual define o comportamento do sistema (planta) de acordo com um conjunto de especificações impostas pelo projetista. Uma extensão à teoria clássica, denominada controle modular local, também é aplicada de forma a explorar a modularidade da planta, onde são obtidos os supervisores locais cuja atuação conjunta coordena o sistema global. O controle da célula é feito por um Controlador Lógico Programável (CLP), o qual coordena o funcionamento dos equipamentos com base nas rotinas de supervisão monolítica e modular local. Os supervisores foram implementados no CLP em linguagem LADDER e a programação foi estruturada em blocos, visando uma melhor organização do programa. Para agilizar a implementação do supervisor monolítico no CLP foi criado um software de geração automática de código, o qual converte o código do supervisor monolítico diretamente para a linguagem LADDER do CLP.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diogo Luiz Leme da Cruz.pdf: 2277911 bytes, checksum: 44818fa572a2ccc7f237939664149ec3 (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Currently, manufacturing automation has assumed an increasingly important role within the industry and the problems of automated control systems have become increasingly complex. Thus, the traditional use of empirical methods heavily base on the experience of the programmer can lead to inappropriate or ineffective solutions. In this case, the Supervisory Control Theory (SCT) of Ramadge and Wonham (1989) cam be a suitable tool because it ensures the achievement of optimal control logic (minimally restrictive and nonblocking) and also that meets the specifications of control. This paper presents a methodology for implementation of SCT in Programmable Logic Controllers (PLCs). The modeling of the plant and the specification of control is done by automata and languages, and in order to exploit the modular nature of the plant and the specifications we use the local modular approach (QUEIROZ and CURY, 2000) for the synthesis of supervisors. The use of a formal methodology for implementing control system also allows to standardize in the development, testing and structure of the PLC code and obtain a free of errors solution and crashes, discarding the empirical methods. The methods of implementation of the TCS in PLC existing literature have the feature to limit the evolution of the system, often dealing with one event per PLC scan cycle. Also presented is a series of problems that can occur in the implementation of supervisors in control elements such as PLCs (FABIAN and HELLGREN, 1998). However, not all of these problems have solutions and for some of them are presented some properties that the modeling of the system must ensure in order to avoid such problems. This method treats all the uncontrollable events produced by the plant in just one PLC scan cycle. The also promotes the control of the plant at the end of cycle. The development of this methodology takes into account the possible problems when using the theory into practice. Thus providing solutions to the problems. In this case the solutions, Choice , stands out. It promotes the random generation of controllable events. One it is give priority to a particular event over another, it can cause the system to lock or be inoperative (MALIK, 2002). To facilitate the implementation of supervisory control structure in PLC, was created a computational tool for the automatic generation of control logic, based on the proposed methodology that converts the list generated by the software Discrete Event System (DES) in LADDER code. The validation of the results obtained with the tool generation was done through simulations for different problems of supervisory control. / Na atualidade, a automação da manufatura tem assumido cada vez mais um papel importante dentro das indústrias e os problemas de controle de sistemas automatizados têm se tornado cada vez mais complexos. Assim, o tradicional uso de métodos empíricos fortemente baseados na experiência do programador pode levar a soluções inadequadas ou ineficientes. Neste sentido, a Teoria de Controle Supervisório (TCS) apresentada por Ramadge e Wonham (1989) se mostra uma ferramenta adequada uma vez que garante a obtenção de uma lógica de controle ótima (minimamente restritiva e não bloqueante) e que satisfaz às especificações de controle. Este trabalho apresenta uma metodologia para implementação da TCS em Controladores Lógicos Programáveis (CLPs). A modelagem da planta e das especificações de controle é feita por autômatos e linguagens e no intuito de explorar a modularidade da planta e das especificações utiliza-se a abordagem modular local (QUEIROZ e CURY, 2000) para a síntese dos supervisores. O uso de uma metodologia formal para a implantação em sistemas de controle possibilita ainda uma padronização no desenvolvimento, teste e estrutura de códigos nos CLPs e obter uma solução livre de erros e bloqueios, fugindo dos métodos empíricos. Os métodos de implementação da TCS em CLP encontrados na literatura apresentam a característica de limitar a evolução do sistema, muitas vezes tratando um único evento por ciclo de varredura do CLP. Também, é apresentada uma série de problemas que podem ocorrer na implementação de supervisores em elementos de controle como CLPs (FABIAN e HELLGREN, 1998). Entretanto, nem todos os problemas apresentados são solucionados e para alguns deles são apresentadas propriedades que o modelo do sistema deve satisfazer para que tais problemas não se manifestem. Já a metodologia desenvolvida neste trabalho permite tratar em um mesmo ciclo de varredura do CLP todos os eventos não controláveis gerados pela planta, e ainda promover o controle da mesma a partir dos eventos controláveis gerados ao final desse ciclo. O desenvolvimento desta metodologia leva em consideração os problemas que podem ocorrer quando se utiliza a teoria na prática, apresentando uma solução para alguns desses problemas. Destaca-se a solução do chamado problema da escolha, cuja priorização indevida de eventos pode levar ao bloqueio ou tornar parte do sistema inoperante (MALIK, 2002). Como solução para este problema propõe-se uma escolha aleatória dinâmica para a geração dos eventos controláveis, evitando assim os problemas mencionados. Para facilitar a implementação da estrutura de controle supervisório no CLP foi criado um software de geração automática de código, que baseado na metodologia proposta, converte a listagem gerada pelo software de Sistema a Eventos Discretos (SED) em linguagem LADDER. A validação dos resultados obtidos com a ferramenta de geração de código foi realizada por intermédio de simulações feitas para diferentes problemas de controle supervisório.