Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-01-09T16:43:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AcoesEficienciaEnergetica.pdf: 7449460 bytes, checksum: 2d2dde8733f2fb8a712b7f0a05153ada (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-11T12:15:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AcoesEficienciaEnergetica.pdf: 7449460 bytes, checksum: 2d2dde8733f2fb8a712b7f0a05153ada (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-11T12:15:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AcoesEficienciaEnergetica.pdf: 7449460 bytes, checksum: 2d2dde8733f2fb8a712b7f0a05153ada (MD5) Previous issue date: 2016-08-26 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Devido à crescente preocupação com o meio ambiente, a IMO (International Maritime Organization), através da MARPOL (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships), criou a primeira norma obrigatória do setor sobre a eficiência energética dos navios, buscando a diminuição das emissões de gases de efeito estufa e de custos relacionados ao consumo de energia. Esta dissertação tem como objetivo propor uma metodologia de medidas de eficiência energética em navios, aplicando-a a um navio patrulha da Marinha do Brasil. O navio analisado, o P-49 ou Guarujá, é uma embarcação de 19 anos, sendo também a idade de quase todos os equipamentos que o compõem. O Guarujá possui o sistema de propulsão totalmente isolado eletricamente da geração de energia elétrica, então, os sistemas alvo dessa pesquisa foram aqueles com maior demanda de energia elétrica: o sistema de iluminação, de refrigeração, de geração de energia elétrica, de salvamento e as câmaras frigoríficas. No entanto, as informações disponíveis dos sistemas acima citados se mostraram escassas, assim, explorou-se apenas as lâmpadas e alguns motores elétricos de bombas, compressores e ventiladores. As ações propostas para os equipamentos disponíveis a verificação foram 1 - a troca das lâmpadas do caso referência por lâmpadas LED; e 2 - a substituição dos motores elétricos por exemplares similares de maior rendimento. As medidas foram analisadas financeira e ambientalmente através do software RETScreen, importante ferramenta para estudos em eficiência energética e fontes renováveis desenvolvida pelo Governo do Canadá; com auxílio do simulador do PROCEL, o BD Motor, promovendo maior enfoque sobre os motores devido a sua complexidade e importância no ótimo funcionamento dos sistemas do navio. As ações se mostraram viáveis, com o tempo de retorno total de 2 anos, diminuindo a emissão de 164 toneladas de CO2 na atmosfera em 20 anos e economizando cerca de R$ 352.974,80 ao fim da vida do projeto, justificando, assim, a sua execução. / Due to growing concern about the environment, the IMO (International Maritime Organization), through MARPOL (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships), has developed the first mandatory regulation of the area about the energy efficiency of ships aiming the reduction of greenhouse gases emissions and costs related to energy consumption. This dissertation proposes a methodology of energy efficiency measures in a patrol ship of the Navy of Brazil. The analyzed ship, the P-49 or Guarujá, is a 19 years old vessel just as almost all its equipments. The Guarujá is electrically a isolated propulsion system from the power generation, then the target of this research were those systems with the highest electricity demand: the lighting system, cooling, electric power generation, saving and cold storages. However, the information available above those systems have proven scarce, thus it was exploited only the bulbs and some compressors and fan motors. The actions proposed to equipment available verification were 1. the exchange of the reference case bulbs with LED lamps; and 2. replacing the engines with similar specimens of higher yield. They were analyzed financially and environmentally by RETScreen software, an important tool for energy efficiency and renewable sources studies developed by the Government of Canada; with the aid of PROCEL simulator, BD Motor, promoting greater focus on the engines due to its complexity and significance in the optimal functioning of the ship's systems. The actions proved viable, with the total turnaround time of two years, reducing emissions by 164 tCO2 in 20 years and saving about R$ 352,974.80 at the end of the project time, thus justifying their implementation.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-01-27T15:44:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresEletromagneticos.pdf: 7557574 bytes, checksum: ca82d86bbde977707b8a99aaee256364 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-30T12:31:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresEletromagneticos.pdf: 7557574 bytes, checksum: ca82d86bbde977707b8a99aaee256364 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T12:31:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DesenvolvimentoSensoresEletromagneticos.pdf: 7557574 bytes, checksum: ca82d86bbde977707b8a99aaee256364 (MD5) Previous issue date: 2016-04-14 / Paradas de máquinas não planejadas causadas por falhas na isolação elétrica de equipamentos do sistema elétrico de potência são um grande problema, pois contabilizam elevadas perdas para planta e comprometem os indicadores de desempenho devido extenso período de parada da unidade geradora necessário para restauração da função geração. A fim de solucionar esse problema, vários pesquisadores e estudiosos da área de grandes máquinas rotativas descobriram que estas falhas estavam frequentemente relacionadas com o aumento do nível de descargas parciais (DP) da isolação elétrica da máquina. As ocorrências das DP nos sistemas isolantes dos equipamentos de alta tensão são sintomas de fragilidade na sua suportabilidade dielétrica, cuja evolução pode ocasionar graves consequências para o equipamento. As DP podem ser detectadas através da medição de quantidades associadas a pulsos de corrente, sinais de rádio frequência (ondas eletromagnéticas), sinais acústicos, entre outros. Entre esses métodos, a detecção de ondas eletromagnéticas irradiadas pelas DP vem demonstrando ser uma técnica confiável para acompanhar processo de evolução do defeito. Em comparação com outras técnicas, tais como, os métodos de detecção baseados em acopladores capacitivos (método convencional), o uso de sensores eletromagnéticos de banda larga é não invasivo para isolamento. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo mostrar a avaliação de três diferentes sensores eletromagnéticos de ultra alta frequência, do inglês, Ultra High Frequency (UHF) projetados para serem instalados nos hidrogeradores. Os sensores utilizados nos experimentos são os seguintes: acoplador direcional de microfita; antena loop e antena log-periódica. Os sensores foram avaliados através de ensaios de alta tensão para medição de descargas parciais, em que foram avaliados todos os tipos de descargas encontrados nos hidrogeradores, como descargas internas, delaminações, descargas de ranhura, descargas barra-barra e de superfície, e através do ensaio de envelhecimento acelerado. Os resultados obtidos no laboratório mostraram que o acoplador direcional apresentou uma grande sensibilidade para todos os tipos de descargas simuladas, cujo os resultados foram validados pela antena log-periódica, e a antena loop foi a que apresentou menor sensibilidade. Os resultados também mostram que é possível identificar as descargas através das características UHF. A evolução dos níveis de DP foi avaliada através do acoplador direcional durante o ensaio de envelhecimento acelerado, foi possível observar o aparecimento de dois tipos de descargas, delaminações e corona, os resultados foram similares aos medidos pelo acoplador capacitivo. / Stops machines unplanned caused by faults in the electrical insulation of the power electric system equipment is a big problem, because account for high losses to plan and undertake performance indicators due long stop period generating unit necessary for the generation function restoration. In order to solve this problem, many researchers and scholars in the field of large rotating machines found that these failures were often related to the increased level of partial discharges (PD) of electrical insulation of the machine. Occurrences of PDs in insulating systems of high voltage equipment are symptoms of weakness in their dielectric withstand, whose evolution can cause serious consequences for the equipment. The PDs can be detected by measuring quantities associated with current pulses, radio frequency signals (electromagnetic waves), acoustic signals, among others. Among these methods the detection of electromagnetic waves radiated by PDs are proving to be a reliable technique to follow the default process of evolution. In comparison with other techniques such as the detection method based on capacitive couplers (conventional method), the use of electromagnetic broadband sensors is not invasive to isolation. In this way, this paper aims to show the evaluation of three different electromagnetic sensors of Ultra High Frequency (UHF) designed to be installed in hydrogenerators. The sensors used in the experiments are: microstrip directional coupler, loop antenna and log-periodic antenna. The sensors were evaluated by high-voltage tests to measure partial discharges which were evaluated all kids of discharges found in hydrogenerators, like internal discharges, delaminations, slot discharge, bar-bar and surface discharges, and through the accelarated aging test. The results obtained in the laboratory demonstrated that the directional coupler showed a high sensibility to all types os simulated discharges which results were validated by log-periodic antenna, and the loop antenna showed a low sensibility. The results also demonstrated that is possible to identify discharges through the UHF characteristics. The evolution of the PDs levels were evaluated through the directional coupler during the accelarated aging test, it was possible to observe the appearance of two types of discharges, delaminations and corona, the results were similar to those measured by the capacitive coupler.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-28T12:32:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProjetoControladorAmortecedor.pdf: 2067411 bytes, checksum: 2542d90e45a2de378970e108dbe724bd (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-28T13:43:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProjetoControladorAmortecedor.pdf: 2067411 bytes, checksum: 2542d90e45a2de378970e108dbe724bd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T13:43:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProjetoControladorAmortecedor.pdf: 2067411 bytes, checksum: 2542d90e45a2de378970e108dbe724bd (MD5) Previous issue date: 2016-03-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta o projeto de um Estabilizador para o amortecimento das oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência usando técnicas de controle robusto baseadas em incertezas paramétricas afins. Esses sistemas são representados por modelos que apresentam incertezas em seus parâmetros, referentes às variações das condições de operação. A metodologia de projeto é estruturada de forma a fornecer um estabilizador que forneça o máximo amortecimento ao sistema, especificado por um politopo de polinômios característicos. Para isso, usa-se a técnica de alocação robusta de polos e o teorema de Chebyshev, integrados à solução de técnicas de programação linear, para o projeto do controlador. Esta técnica permite incorporar restrições ao desempenho do sistema, correspondendo às incertezas presentes no sistema, deixando o projeto do controlador mais robusto. Comparações do controlador robusto com um controlador tradicional são feitas a fim de avaliar os resultados obtidos e validar as vantagens do uso de controladores robustos. Os resultados e as comparações são realizados em ambientes de simulação usando o software MATLAB/SIMULINK, que permite modelar e simular todos os tipos de sistemas dinâmicos. / This work presents the design of a Stabilizer for the damping of the electromechanical oscillations in electric power systems using robust control technical based on affine parametric uncertainties. These systems are represented by models that have uncertainties in yours parameters, relating to changes in operating conditions. The project methodology is structured to provide a stabilizer that provides the maximum damping to the system, specified by a polytope of characteristic polynomials. For this, it is used poles robust allocation techniques and Chebyshev's theorem, integrated into the solution of linear programming techniques, for the controller design. This technique allows incorporating restrictions on system performance, corresponding to the uncertainties present in the system, making the controller design more robust. Comparisons of the robust controller with a classic controller are made in order to evaluate the results and validate the advantages of the use of controllers designed by the technique proposal. The results and comparisons are performed in simulation environments using MATLAB / SIMULINK software, which allows to model and simulate all kinds of dynamic systems.

Na busca de maior flexibilidade, agilidade, reuso e consequente redução de custos, esforços tem sido direcionados no sentido de desenvolver métodos e ferramentas de engenharia de sistemas baseados em modelos. Apesar dos avanços recentes, as tecnologias disponíveis ainda despertam dúvidas em relação à sua aplicação prática e seus benefícios. Os maiores obstáculos estão contidos na dificuldade da integração entre ferramentas e troca de informações entre artefatos de diferentes disciplinas. Com o objetivo de comparar a Engenharia Centrado em Documentação (ferramentas CAx) com a Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos (MBSE), esse trabalho utilizou um domínio industrial real para extrair, analisar e comparar dados quantitativos e qualitativos do projeto de engenharia. Foi desenvolvido um método de engenharia baseada em modelos com o uso da ferramenta Eclipse para a comparação com o método de engenharia vigente. A linguagem ModelicaML foi utilizada para criar os modelos abstratos enquanto que a ferramenta COMOS® da Siemens® foi utilizada para a realização dos artefatos técnicos multidisciplinares do domínio em estudo. O software OpenModelica foi utilizado para simular o comportamento do sistema a partir da transformação do modelo abstrato para código Modelica com o uso de software escrito em Java. Os dados de engenharia e de gerenciamento do projeto do Sistema de Circulação de Água foram disponibilizados pela General Electric Inspection Technologies GmbH e foram utilizados para a comparação entre os dois métodos analisados. Os testes demonstraram que as ferramentas MBSE necessitam de refinamento, principalmente quando conectam os modelos abstratos às plataformas de execução de projetos. Em contrapartida, MBSE se mostrou uma excelente ferramenta na comunicação entre equipes multidisciplinares, pois proporciona uma linguagem de representação de sistemas abstrata e abrangente. A interligação dos modelos abstratos desenvolvidos em ModelicaML com a plataforma de simulação usando linguagem Modelica foi fundamental na análise e melhor compreensão dos fenômenos envolvidos no processo técnico propiciando um importante avanço na antecipação da detecção de erros em projetos de sistemas de automação. / Achieving more flexibility, agility, reuse and consequently cost reduction in scope of Systems Engineering is an industrial need. In that sense, efforts have been driven to develop Model-Based Systems Engineering tools and methods. Despite of recent progress, there are still doubts in terms of the practical use and benefits. The main issues are related to tool integration and exchange of information between multidisciplinary artifacts. This project is intended to compare Document-Based Engineering (CAx tools) and Model-Based Systems Engineering (MBSE) in scope of Industrial Automation using a real domain. Therefore, a MBSE methodology was developed centered on the Eclipse tool. The ModelicaML language was used to perform abstract modeling while COMOS® from Siemens® was used to develop the multidisciplinary artifacts necessary for the domain under investigation. Furthermore, the OpenModelica environment was used to simulate system and component behavior using object codes generated by a Java tool from the abstract models. The engineering and project management data of the Water Circulation System were made available by General Electric Inspection Technologies GmbH, which served as the case study for this comparison. Tests have shown that the tools involved on this investigation still need further development concerning maturity and exchange of information from abstract models down to domain models. On the other hand, MBSE has proven to be an important tool to match different team approaches and concerns helping on communication using conceptual-wide and abstract symbols. Connecting abstract models from ModelicaML to a simulation environment using Modelica language have been proven to be an important approach to better understand systems behavior and provided an analysis environment for early detection of errors and failures.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T22:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282116.pdf: 1408618 bytes, checksum: 4372b7147b1b464d2db3250f00d05d2f (MD5) / Este trabalho apresenta a aplicação da abordagem modular local da teoria de controle supervisório no controle de um sistema de veículos auto-guiados. Nesta abordagem busca-se alcançar um conjunto de supervisores não bloqueantes e minimamente restritivos que proíbem a ocorrência das seqüências de eventos indesejáveis no sistema. São discutidos os processos de síntese e implementação dos supervisores, os quais envolvem soluções que visam gerenciar o tráfego dos veículos, gerenciar a bateria dos veículos e coordenar a interação entre os pontos de transferências de materiais e os veículos. A solução de controle apresentada é feita para uma bancada experimental de um sistema com dois AGVs e duas estações de transferência de materiais, embora a solução possa ser generalizada para sistemas de maior porte. A etapa de implementação dos supervisores também é abrangida. O controle é implementado através de uma estrutura hierárquica de três níveis que objetiva manter as características propostas pela teoria de controle supervisório. Para avaliar a correção do controlador, foi desenvolvido um ambiente gráfico de emulação que permite prever as respostas das ações de controle dos supervisores através de animações gráficas. Constatou-se pela emulação que a abordagem aplicada realiza o controle do sistema sem a ocorrência de bloqueios e mantém a flexibilidade operacional.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:34:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho tem por foco o desenvolvimento de uma metodologia de controle de trajetória de robôs móveis não-holonômicos com rodas e acionamento diferencial. A metodologia proposta baseia-se nos modelos cinemáticos (de postura e de configuração) e dinâmico ambos sujeitos a incidência de incertezas e/ou perturbações. São propostos quatro controladores cinemáticos em coordenadas retangulares obtidos da combinação das teorias de controle a estrutura variável, de controle adaptativo (quando aplicável) e de controle por redes neurais. Na realização do controle dinâmico, é proposto um controlador de torque, obtido a partir da teoria de controle baseada na inércia, também projetado por redes neurais. Este controlador compensa as perturbações e estima os parâmetros dinâmicos do robô móvel, uma vez que estes parâmetros podem variar com o tempo e que são de difícil medição. Os algoritmos de ajustes on-line dos pesos das redes neurais, bem como as leis de adaptação de parâmetros (quando aplicável) são obtidos por meio da análise de estabilidade, tanto para os controladores cinemáticos propostos quanto para o controlador dinâmico proposto, tendo por base a teoria de Lyapunov. Resultados de simulações são apresentados com o intuito de verificar a efetividade das estratégias de controle propostas para situações de seguimento de trajetórias, considerando os parâmetros do robô móvel Magellan PRO ISR. Comparações de desempenho são feitas utilizando resultados de um controlador de torque do tipo torque computado com o controlador de torque proposto. Também é feita a comparação de desempenho de um dos controladores cinemáticos propostos com resultados da literatura. / This work focuses on the development of a methodology for trajectory control of wheeled mobile robots with differential steering. The proposed methodology is based on kinematic (posture and configuration) and dynamic models both subject to uncertainties and / or disturbances. Four kinematic controllers are proposed in rectangular coordinates obtained by combining the theories of variable structure control, adaptive control (where applicable) and control by neural networks. To the dynamic control, it is proposed a torque controller, obtained from the control theory based on inertia, also designed by neural networks. This controller compensates for the disturbances and estimates the dynamic parameters of the robot, since these parameters may vary over time and are difficult to measure. Algorithms on-line adjustments of the weights of neural networks as well as the laws of adaptation of parameters (where applicable) are obtained through the stability analysis for both the kinematic controllers proposed as for the proposed dynamic controller, based on Lyapunov theory. Simulation results are presented in order to verify the effectiveness of proposed control strategies for trajectory tracking situations, considering the parameters of the mobile robot Magellan PRO ISR. Performance comparisons are made using results of a computed-torque controller with the proposed torque controller. It is also made a performance comparison of kinematic controllers proposed in the literature.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T05:48:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282492.pdf: 1137856 bytes, checksum: c77f28fbf0b9ec07275b671f22bf5b99 (MD5) / Apesar de ter surgido na indústria há mais de 20 anos, não encontram-se muitas aplicações de Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC) no setor de controle e geração de energia hidrelétrica. Atualmente, a grande maioria das aplicações estão voltadas para uso em processos químicos e petroquímicos. Este trabalho tem por objetivo propor um controlador preditivo para atuar na regulação de tensão de geradores acionados por turbinas hidráulicas. O trabalho aborda a modelagem fenomenológica da Máquina Síncrona (MS) para uso no modelo de predição do MPC. O MPC desenvolvido é baseado numa formulação aproximada mista linear-não linear onde a resposta livre do processo é calculada por simulação do modelo fenomenológico e a resposta forçada com o modelo linear. O modelo desenvolvido para as predições considera ainda os modos de operação da máquina. O MPC considera todas as restrições de operação da MS e as restrições impostas pelo sistema acoplado a este. Com o algoritmo de controle implementado, várias simulações e análises são feitas, envolvendo diversas condições de trabalho para testar o funcionamento do controlador. Diversas comparações com os controles clássicos empregados no sistema de regulação de tensão são apresentadas, mostrando que o MPC apresenta respostas de melhor qualidade em relação aos controladores atuais aplicados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T15:43:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294665.pdf: 5204709 bytes, checksum: deb491f0407c2a12436f0a3e7d858632 (MD5) / O projeto de sistemas embarcados tem se tornado mais complexo à medida em que ocorrem avanços na tecnologia e nas aplicações, forçando novas abordagens e metodologias de projeto. Em praticamente todas as metodologias modernas a etapa de exploração do espaço de projeto tem merecido destaque, pois é a responsável por gerar e analisar diferentes possíveis soluções de projeto e selecionar a melhor. A exploração do espaço de projeto é, então, um problema de otimização multiobjetivo em que o conjunto de possíveis soluções costuma ser enorme, caso em que técnicas heurísticas como os algoritmos evolucionários têm recebido grande destaque. Nesta tese foram desenvolvidos metamodelos que representam o projeto de sistemas embarcados pela metodologia de sistemas dirigidos pela aplicação (ADESD) e seus componentes lógicos e físicos. Esses metamodelos foram mapeados a um novo modelo evolucionário com modificações de inspiração biológica que é utilizado para otimização multiobjetivo e, assim, para a exploração do espaço de projeto em sistemas embarcados. A exploração hierárquica, a representação e evolução tanto dos suportes de hardware físico quanto sintetizável, as modificações incluídas no modelo evolucionário e sua avaliação usando indicadores e conjuntos de teste consagrados correspondem às principais contribuições desta tese. Os resultados demonstram a viabilidade do modelo desenvolvido para exploração do espaço de projeto no contexto proposto e um aumento da qualidade das soluções encontradas em alguns problemas de teste, com consequente aumento do sobrecusto computacional

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.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:52:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298856.pdf: 1013265 bytes, checksum: 81a7000ec35a5569e62ac8ba787cb8cc (MD5) / As novas tecnologias de comunicação e a maior disponibilidade de recursos em redes de comunicação vêm provocando profundas mudanças na forma de se projetar aplicações distribuídas. Estas mudanças possibilitaram o surgimento dos sistemas distribuídos dinâmicos, que se caracterizam por serem sistemas onde os componentes podem entrar e sair do mesmo em qualquer momento. Sendo assim, os protocolos desenvolvidos para estes sistemas devem detectar e tratar mudanças que ocorrem na composição da aplicação distribuída, permitindo sua reconfiguração em tempo de execução. Desta forma, os participantes destas aplicações são caracterizados principalmente pela heterogeneidade e não confiabilidade. No desenvolvimento de aplicações distribuídas seguras e confiáveis, vários problemas são identificados como peças fundamentais por formarem a base para a maioria das soluções empregadas nestas aplicações. Neste sentido, surge a necessidade do desenvolvimento de protocolos que resolvem estes problemas em sistemas distribuídos dinâmicos. Como os participantes destas computações não são confiáveis, torna-se essencial que estes protocolos suportem os atributos de segurança de funcionamento. Esta tese apresenta estudos e protocolos para a solução dos principais destes problemas fundamentais em sistemas distribuídos dinâmicos, os quais são: o problema do consenso, sistemas de quóruns e replicação Máquina de Estados. O problema do consenso é estudado em redes desconhecidas, onde são definidas as condições necessárias e suficientes para resolver o consenso. Estas condições especificam o grau de conhecimento sobre a composição do sistema dinâmico que deve ser obtido pelos participantes e o nível de sincronia que deve ser observado no mesmo. A segunda contribuição desta tese é formada principalmente por um conjunto de protocolos para reconfiguração de sistemas de quóruns, os quais podem ser divididos em: (1) algoritmos para inicialização da reconfiguração; (2) algoritmos para geração de novas visões do sistema; e (3) algoritmos para instalação das visões atualizadas. Várias combinações destes algoritmos são possíveis, resultando em um sistema com diferentes características e garantias. Estes protocolos são completamente desacoplados dos protocolos de leitura e escrita no registrador, facilitanto a integração dos mesmos com os mais variados sistemas de quóruns encontrados na literatura, além de aumentar o desempenho do sistema. A última grande contribuição desta tese refere-se à adição de suporte à reconfiguração em replicação Máquina de Estados. Nestas reconfigurações, tanto o conjunto de participantes do sistema quanto parâmetros da replicação podem ser alterados, resultando em um sistema bastante robusto e flexível. Todas as soluções propostas nesta tese suportam a presença de participantes maliciosos no sistema e fornecem protocolos que incorporam os atributos de confiabilidade, disponibilidade e integridade para suas aplicações