Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:12:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249843.pdf: 1287597 bytes, checksum: 8575b44e55c4c749a437d0ceb5b2d02e (MD5) / A literatura indica que, de forma geral, a prática industrial corrente para desenvolvimento de sistemas de controle em sistemas de dinâmica dirigida a eventos discretos é empírica e não adota métodos formais de modelagem do sistema nem de síntese do controlador. Esta Tese de Doutorado apresenta um método de implementação do controle de sistemas a eventos discretos. Este método permite que a implementação seja realizada concentrada em um único controlador, possivelmente um controlador lógico programável (CLP), ou distribuída em um conjunto de controladores. A lei de controle, denominada supervisor, é obtida pela aplicação da Abordagem Modular Local da Teoria de Controle Supervisório. Para aplicar esta teoria o comportamento livre do sistema e as especificações de controle são representados através de autômatos. O método de implementação é um procedimento sistemático para conversão do modelo que descreve o comportamento livre do sistema e do supervisor no programa de aplicação do CLP. Este programa de aplicação resulta em conformidade com a norma internacional IEC 61131-3. A literatura discute os diversos problemas que podem ocorrer quando os resultados da Teoria de Controle Supervisório são implementados. O método de implementação apresentado nesta Tese permite considerar tais problemas. São apresentadas propriedades que, se satisfeitas, garantem que a ocorrência de tais problemas não se manifesta. Um aspecto fundamental para a distribuição do controle é a comunicação entre os controladores. Esta Tese apresenta um modelo de comunicação entre CLPs. Este modelo garante a satisfação de um conjunto de propriedades relevantes à distribuição do controle. Este modelo emprega um serviço de comunicação definido na norma internacional IEC 61131-5. The literature indicates that, generally, the current industrial practice of developing control systems of discrete event dynamic systems is empirical and does not apply either formal methods of system modeling or of control synthesis. This Thesis presents a discrete event systems control implementation method. This method allows the implementation to be carried out concentrated in a single controller, possibly a programmable logic controller (PLC), or distributed in a set of controllers. The control law, named supervisor, is obtained applying the Local Modular Approach of the Supervisory Control Theory. In order to apply this theory the system free behavior and the control specifications are both represented by automata. The implementation method is a systematic procedure to convert the free behavior system model and the supervisor into the PLC application program. This application program results in conformity with the international standard IEC 61131-3. The literature discusses the several problems that may arise when the results of the Supervisory Control Theory are to be implemented. The implementation method presented in this Thesis allows to consider such problems. It is presented a set of properties that, when satisfied, guarantee that such problems do not occur. An essential aspect to the control distribution is the communication between controllers. This Thesis presents a PLC communication model that fulfils a set of properties important to control distribution. This model adopts a communication service defined by the international standard IEC 61131-5.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:19:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325382.pdf: 1772540 bytes, checksum: 52b8f812eaccad89bad0282c1c7c5db4 (MD5) / Abstract : To obtain a Pareto-optimal solution, the classical cooperative MPC implementsa categorical altruism imposed by a fixed global cost sharedby all the local controllers. Instead, this thesis implements a situationalaltruism where a global cost, neither imposed nor fixed, emerges fromconvex local costs and local specifications. The satisficing controllersemploy a distributed algorithm to find a solution that lies in a convexregion that is satisfactory and sufficient for all controllers (satisficing= satisfy + suffice), while optimizing in the direction of the analyticcenter of such a region. The system is modeled as being a network oflinear subsystems, coupled by their inputs, and the algorithm uses adistributed interior-point method to avoid fixed points when the constraintsare also coupled. The optimal solution of the satisficing MPC,besides Pareto-optimal, gives more importance to the controllers witha worst performance at the moment. Situational altruism permits amore balanced division of resources, avoiding the exploitation of onecontroller by the others. The satisficing MPC is shown to be stabilizingeven if suboptimal, provided that it is satisficing. To this end,stabilizing constraints are added to the basic formulation.<br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T23:19:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224672.pdf: 2909445 bytes, checksum: 7c87df10f9bfb8adaa1d98e51fde0390 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T11:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203291.pdf: 2909445 bytes, checksum: 7c87df10f9bfb8adaa1d98e51fde0390 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pòs-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:15:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287047.pdf: 2105803 bytes, checksum: a722cc55acdfaf3252bdf60d781f04b3 (MD5) / Para resolver os problemas associados a verificação de sistemas industriais complexos, como os desenvolvidos para CLPs, são necessárias técnicas de modelagem e verificação formal, como forma de provar que o programa está de acordo com as propriedades esperadas. Neste trabalho é proposto um modelo de tradução da linguagem Diagrama Ladder de CLPs para uma linguagem intermediária de verificação FIACRE, que está inserida em uma cadeia de verificação formal do projeto Topcased. Esta abordagem segue o paradigma da engenharia dirigida a modelos e consiste em transformar modelos próximos ao usuário em modelos para a verificação. As regras de transformação propostas devem estar inseridas em duas cadeias de verificação formal, que utilizam as abordagens de model-checking e por equivalências de modelos. A validação da proposta é feita por intermédio da transformação de modelos e verificação das propriedades de um sistema de automação pneumática e um sistema para um misturador industrial.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-19T15:29:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196373.pdf: 2898011 bytes, checksum: 49a6732e40169e7bba37fcec9e2735ca (MD5) / Este trabalho é um estudo comparativo da aplicação de técnicas de inteligência artificial, em sistemas Workflow, ou fluxo de trabalho automatizado. Os fluxos de trabalho enfocados são processos empresariais que geram serviços e que apóiam os processos produtivos. A aplicação de alguma das técnicas de inteligência artificial neste tipo de sistema, é definida como sistema Workflow baseado no conhecimento.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:56:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:37:53Z : No. of bitstreams: 1 184514.pdf: 42091346 bytes, checksum: 7d9e4a5e2320934b6172c94221c34b91 (MD5) / Este trabalho trata do projeto e implementação experimental de controladores para atuadores hidráulicos e da utilização de tais atuadores em robótica. Inicialmente, são desenvolvidos modelos matemáticos não lineares e linearizados dos atuadores hidráulicos de deslocamento linear (atuadores lineares) e de deslocamento angular (atuadores rotativos). A seguir, trata­se do problema do controle dos atuadores hidráulicos. São demonstradas as limitações de desempenho dos controladores clássicos dos tipos P, PD, PI e PID quando aplicados a estes sistemas, o que justifica a utilização de controladores avançados como backstepping e dois graus de liberdade. Estes controladores mostram­se adequados para o controle dos atuadores hidráulicos, apresentando bom desempenho e robustez, mesmo diante de incertezas paramétricas, dinâmicas não modeladas e perturbações. Os resultados obtidos são validados tanto por simulação quanto experimentalmente, em uma bancada de testes do Laboratório de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos (LASHIP). Finalmente, discute­se a aplicação dos atuadores hidráulicos em robótica, com a modelagem de um robô hidráulico e a proposição de um controle por backstepping para este robô.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296291.pdf: 2878556 bytes, checksum: 02d2b81d2452e12e0a3bac4246d5df12 (MD5) / Os sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) são sistemas que utilizam tecnologias de computação e comunicação para automatizar a monitoração e o controle de processos industriais, efetuando coleta de dados, os quais são apresentados de modo amigável para o operador, através de interfaces homem-máquina (IHM). Dentre esses processos encontram-se os sistemas de manufatura, cuja dinâmica, sob a ótica do problema de coordenação, os enquadra na classe de Sistemas a Eventos Discretos (SED). A Teoria de Controle Supervisório (TCS) baseia-se em modelos de autômatos e linguagens para síntese de supervisores ótimos para SED que podem ser traduzidos em código estruturado para controladores lógicos programáveis (CLP). Este trabalho apresenta uma proposta de metodologia para o desenvolvimento integrado de sistemas SCADA com a programação de controle supervisório em CLP para sistemas de manufatura. A metodologia proposta está constituída de 8 fases: projeto informacional; síntese de controle supervisório seguindo a abordagem modular local da TCS; emulação da atuação dos supervisores na planta; implementação estruturada do controle supervisório em CLP; implementação de funcionalidades básicas do sistema SCADA; avaliação de funcionamento do sistema real; implementação de funcionalidades gerais do sistema SCADA e, por último, validação do sistema integrado. Esta metodologia é aplicada ao controle e supervisão de uma célula flexível de manufatura do LAI-UFSC. Os resultados obtidos demonstram sistematização, flexibilidade e eficiência na realização do projeto de controle e supervisão do sistema, além de permitir estruturação e validação do programa do CLP e do sistema SCADA. / SCADA systems (Supervisory Control and Data Acquisition) are systems using computing and communication technologies to automate the monitoring and control of industrial processes, making data collection, which are presented in a friendly form for the operator, through Human Machine Interface (HMI). Among these processes are the manufacturing systems, whose dynamics, from the perspective of the coordination problem, include them in the class of discrete event systems (DES). The Supervisory Control Theory (SCT) is based on models of automata and languages for optimal synthesis of supervisors for DES, which can be translated into structured code for programmable logic controllers (PLC). This work presents a proposal of methodology for integrated development of SCADA systems with the programming of supervisory control in PLC for manufacturing systems. The proposed methodology is comprised of eight phases: informational design; synthesis of supervisory control, following the local modular approach of TCS; emulation of the performance of supervisors in the plant; structured implementation of supervisory control in the PLC; implementation of basic functionality of SCADA system, evaluation of operation of the real system; implementation of the overall functionality of the SCADA system and, finally, validation of the integrated system. This methodology is applied to the control and supervision of a flexible manufacturing cell of the LAI-UFSC. The results demonstrate systematic, flexibility and efficiency in carrying out the project control and supervision system, and allows structuring and validation of the program PLC and SCADA system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309733.pdf: 2519130 bytes, checksum: 7602e40a2e60c8ab13d918a214b4a9ec (MD5) / Em referência ao controle de inclinação de um triciclo estreito tratado em Faria (2010) e Roqueiro e Fossas (2010), um controlador por modo de deslizamento robusto baseado no ângulo de direção e a velocidade foi projetado seguindo metodologias atuais disponíveis no âmbito do controle por modo de deslizamento - a diagonalização e o controle vetorial unitário. Embora a dinâmica do triciclo tenha nove graus de liberdade, as leis de controle foram baseadas em um modelo simplificado de uma bicicleta de dois graus de liberdade. Numa primeira parte, uma lei de controle é projetada para o modelo da bicicleta, seguindo a abordagem da diagonalização. Em uma segunda parte, o modelo da bicicleta é aumentado com a inclusão da dinâmica dos atuadores, e uma nova lei de controle é projetada através da diagonalização e a metodologia do controle vetorial unitário. Em uma seção final, as leis de controle são validadas em simulação no modelo completo do triciclo com presença e ausência de perturbações de rugosidade na pista e vento lateral. / Along the lines of the tilt controlled narrow tricycle treated in Faria (2010) and Roqueiro e Fossas (2010), a robust sliding mode controller based on the steer angle and the speed has been designed by following two current methodologies available in the framework of sliding mode control - the decoupling approach and the unit vector control. The actual tricycle model has nine degrees of freedom, however, the control laws were based on a more simplified but representative two degrees of freedom model of a bicycle. In a first stage, a control law is designed for this bicycle model, by following the decoupling approach. In a second stage, the two degrees of freedom model is augmented to take the actuators dynamics into account and the sliding controls are defined via the decoupling and the unit vector methodologies. In a final section, control laws are validated in simulation on the complete model of the tricycle with the presence and absence of disturbances of ground and crosswind.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:49:13Z : No. of bitstreams: 1 161355.pdf: 7563220 bytes, checksum: 16ab3b734ce42d60f30ccaee8d8652b5 (MD5) / O objetivo deste trabalho é o estudo de um processo de termoformagem de uma indústria e o desenvolvimento de um sistema de controle e monitoração para o mesmo. Foi efetuada a identificação de várias estratégias de controle e automação. A estratégia selecionada, foi a utilização de um controlador lógico-programável (CLP) para o controle direto e a coleta de dados do sistema, estando este equipamento acoplado a um computador responsável pela monitoração e interface com o processo. Com o intuito de simular o processo industrial, desenvolveu-se um sistema de aquecimento e de transporte da manta plástica, controlado e monitorado pelo sistema de controle concebido neste trabalho, utilizando-se de rotina PID do CLP e sua entradas analógicas para o controle do túnel de aquecimento, e de lógica de relés para o controle do sistema de transporte. O software de monitoração foi desenvolvido por meio de Programação Orientada a Objetos em C++. Desenvolveu-se também rotinas de comunicação de dados com o CLP, as quais foram desenvolvidas em forma de uma DLL (Direct Link Library).