O processo de fabricação de papel é uma tecnologia multidisciplinar, na qual a maior parte do processo de produção consiste em uma série de operações e sistemas correlacionados. Com a evolução tecnológica a fabricação de papel moderna passou a ser uma instalação industrial de grande complexidade, com processos e máquinas contínuas de alta tecnologia e elevada capacidade de produção, levando a maioria das indústrias papeleiras no mundo à necessidade de ser controlada por modernos computadores e sistemas de automação. Esta dissertação apresenta a análise da integração do sistema de automação aplicada ao processo de fabricação de papel, visando a integração da automação desde o chão de fábrica até o sistema supervisório, utilizando o modelo da estrutura hierárquica para automação industrial, e a interface de operação. Inicialmente será apresentado o processo de fabricação de papel, em seguida, os sistemas convencionais de automação, na etapa seguinte a estrutura hierárquica do sistema de automação e finalmente o desenvolvimento da integração da automação, abordando a metodologia utilizada, aplicação e benefícios. Dentre os benefícios obtidos destacam-se a estrutura organizada no sistema de automação, a interface de operação amigável, o controle do processo na sala de controle, a disponibilidade dos dados de chão de fábrica na sala de controle, a redução no tempo de solução de anomalias, estabilidade no processo, redução de insumos e refugos. / Papermaking is a comprehensive technology, in which most of the production process consists of a series of related operations and systems. Throughout the technological evolution, modern papermaking has become an industrial plant of great complexity, with continuous high-tech processes and machines, and high production capacity, which lead most paper mills in the world to the need of being controlled by modern computers and automation systems. This dissertation presents the analysis of integrated automation system applied to papermaking process, in order to integrate the automation system in all levels, from operation to supervisory system, using the model of hierarchical structure for industrial automation and operator interface. Initially the process of papermaking will be presented, then, conventional automation systems. The following section will be the hierarchical structure of the automation system and, finally, the development of the integration of automation, covering the methodology, application and benefits. Among the benefits, the organized structure in the automation system, the friendly operation interface, process control in the control room, the availability of plant floor data in the control room, the reduction in solution time anomalies, process stability, reduction of inputs and waste will be will be highlighted in this work.

A laminação a frio de aços planos é um processo industrial de grande complexidade, executado num ambiente bastante agressivo e caracterizado por parâmetros incertos, grandes tempos de atraso, múltiplas entradas e múltiplas saídas e por forte interação entre as diversas variáveis (GUO, 2000). As referências necessárias para o controle de tal processo são obtidas por meio de um modelo matemático, responsável pela sua otimização. Dadas as particularidades do processo, o modelo deve ser do tipo adaptativo, ou seja, deve ter seus parâmetros continuamente ajustados com base nos resultados efetivamente obtidos durante a operação. A adaptação do modelo é essencial para a consecução dos requisitos de qualidade do produto e, em conseqüência, para a viabilidade da planta. Este trabalho primeiramente investiga as estratégias tradicionalmente empregadas no desenvolvimento de modelos adaptativos para o processo de laminação de aços, identificando os pontos fortes e deficiências de tais técnicas. Com o objetivo de minimizar essas deficiências e aperfeiçoar o desempenho do modelo, o trabalho propõe em seguida a utilização de ferramentas de Inteligência Computacional (mais especificamente, Redes Neurais Artificiais) para tornar mais eficiente a adaptação de dois importantes parâmetros: o limite de escoamento do material e o coeficiente de atrito entre a tira e os cilindros de trabalho. O texto apresenta os fundamentos teóricos, a metodologia de desenvolvimento e a implantação da solução, bem como os resultados preliminares obtidos com a aplicação da proposta num laminador real. Finalmente, discutem-se esses resultados, apresentam-se as conclusões, sumarizam-se as contribuições da pesquisa e se sugerem futuras linhas de pesquisa para extensão dos resultados. / Flat steel cold rolling is a complex industrial process, carried out into a very harsh environment, characterized by uncertain parameters, large delay times, multiple inputs and outputs, and having a strong interaction between the diverse variables (GUO, 2000). The control system of such a process obtains its setpoints from a mathematical model, responsible for process optimization. Given process peculiarity, the mathematical model must have adaptive features, that is, its parameters need to be continuously adjusted, on the basis of actual operational results. Adaptation is an essential characteristic for achieving product quality requirements and, as a consequence, for the plant feasibility itself. First of all, this work surveys the strategies commonly used in the development of cold rolling adaptive models, pointing out their strengths and deficiencies. Following to this, aiming at the minimization of such deficiencies and by this way improving the performance of the model, this work proposes the application of Computational Intelligence techniques (specifically Artificial Neural Networks) in order to bestow greater effectiveness to the adaptation of two important parameters, namely, the material flow stress and the friction coefficient between rolled strip and rolling cylinders. The text presents the theoretical foundations, the methodology and the implementation of the solution, as so the preliminary results after its application in a real steel mill plant. Finally, the text presents the conclusions, sums up the contributions of the research work and suggests further research to improve the results.

Devido às necessidades do mundo moderno, os sistemas de automação têm aumentado sua complexidade, fazendo com que sejam desenvolvidas ferramentas de engenharia cada vez mais poderosas para modelá-los e analisá-los. Em sistemas de automação industrial, os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) têm sido amplamente empregados. Os CLPs são geralmente programados por meio da linguagem de programação Ladder, uma das cinco linguagens definidas pela IEC 61131-3. Entretanto, apesar da linguagem de programação Ladder ser flexível e de fácil aprendizado por parte dos usuários, ela apresenta limitações quanto à: detecção de erros no algoritmo de controle do sistema de automação; torna as modificações muito trabalhosas e não possibilita a simulação, análise de performance e análise operacional do sistema. Este trabalho de pesquisa apresenta o desenvolvimento e os testes da metodologia denominada MARPASI - Metodologia de Aplicação das Redes de Petri em Automação de Sistemas Industriais. Como o desenvolvimento da MARPASI foi efetuado baseado na teoria de Redes de Petri, este trabalho também apresenta uma revisão bibliográfica sobre o tema de aplicação de Redes de Petri para a programação de CLP. A MARPASI possibilita analisar um sistema de automação por meio das Redes de Petri e na geração da linguagem de programação Ladder. Portanto, o emprego da MARPASI contribui para a otimização do processo de engenharia de automação e também para a programação mais eficiente de CLPs. / Due to the needs of the modern world, the systems of automation have increased their complexity, forcing the development of ever more powerful engineering tolls to shape and analyse them. In systems of industrial automation, the Programmable Logic Controllers (PLCs), have been widely applies. The PLCs are generally programmed through the use of the Ladder programming language, one of the five languages defined by the IEC 61131-3. Unfortunately, while the Ladder programming language is flexible, and easily learned by its users, it evinces limitations concerning: error detection in the control algorithm of the automation system: makes modifications very laborious and does not allow any simulation, performance analysis and operational systems analysis. This study presents the development and tests of the methodology denominated as MARPASI - Methodology of the application of Petri Net in the automation of industrial systems. Since the development of MARPASI was made based on Petri Net Theory, this study also presents a bibliographic review about the theme of the application of Petri Net for the programming of PLC. MARPASI makes it possible to analyse a system of automation through Petri Net and in the generation of the Ladder programming language. Because of these, the utilization of MARPASI contributes for capacities, the optimization of automation engineering processes, and also for a more efficient programming of the PLCs.

Purpose: This thesis paper aims to understand how companies in the industrial automation sector can create value for the emerging technology ecosystem.  Design/methodology/approach: A single case study approach was taken to write this thesis, the case study was based on HMS Industrial Networks AB. Primary data were collected through in-depth interviews, various personnel from HMS were interviewed which facilitated to create the case study. Secondary data were also collected mainly from industry reports and other publicly available reports. To perform the analysis relevant literature were discussed in the literature review section.   Results: The study revealed that to create value in industrial automation sector companies need to evaluate their existing role in the ecosystem and adjust the role based on their industry competence and partnership capability with other platform participants. Through collaboration with the right partners, companies can create value for different stakeholders in the ecosystem. For HMS, we have suggested the role of ecosystem orchestrator, the conclusion was made based on their existing ecosystem role, extensive industry competencies, and high partnership capability.    Originality/value: Previously academic research has not been done on this topic as per the knowledge of the authors. This thesis paper can be useful for academics to do further research on different industries facing issues related to value creation and professionals can apply the suggested practical implications in their industry.

Atualmente, a maior parte das indústria de manufatura utiliza seus operadores de máquinas para fazer a verificação dimensional das peças usinada. Esses operadores geralmente escolhem algumas amostras aleatoriamente, num determinado período de tempo, para fazer a inspeção manual, ou utilizam dispositivos de medição automáticos no lote todo. Esses procedimentos podem implicar em perda de tempo, ou grandes investimentos, o que eleva os custos do produto final. Este trabalho propõe uma nova metodologia para a medição de peças em processo de retificação, utilizando uma máquina retificadora com funções inteligentes. As tecnologias de um encoder incremental óptico rotacional e de um chip contador são utilizadas para fazer o monitoramento da posição do cabeçote porta rebolo. Utilizando um sistema de cooordenadas baseado no Comando Numérico (CN) da máquina, associado a inspeção por Emissão Acústica (EA) pode-se monitorar a posição do rebolo do ponto de início ciclo de retificação até o início do contato com a peça. Os erros associados a deformação térmica da máquina e o desgaste do rebolo são levados em consideração e compensados. Desta maneira, é possível medir a dimensão e a excentricidade das peças geradas pela operação imediatamente anterior, com uma precisão suficiente. Este sistema pode ajudar na redução do nível de refugo e do tempo total de e produção, criando um diferencial para o aumento da confiabilidade do processo e da automação. / Most of the industries today use their machine operators to make the Workpiece dimensional verification. For this task they generally chose samples, doing manual inspection, or use automatic measuring devices in a whole lot. These procedures can implies in loss of time, a high investment, what may raise the costs of the final product. This work proposes a new methodology for in-process workpiece gagging, using a grinding machine associated with intelligent functions. The technology of an incremental rotational optical encoder and an external counter chip are used to perform the wheel head position monitoring. Using a NC (Numerical Control) coordinate system associated with AE (Acoustic Emission) inspection it was possible to get the position of the grinding wheel from the start of the grinding cycle until the first contact with the workpiece. The errors associated with the grinding machine deformation and wheel wear are considered and compensated. Thus, it is possible to measure the dimension and the run out of the workpiece, generated by a previous operation, with enough precision. This system may help to reduce the scrap leveI and the overall production time, creating a differential for process reliability and automation.

Este trabalho traça um panorama dos PLCs e tecnologias associadas em momentos anteriores e posteriores à publicação da norma IEC61131-3 e discute aspectos relativos à sua adoção. A aplicação deste norma pode trazer ganhos de produtividade no projeto e implementação de sistemas de automação industrial. Esta dissertação apresenta o caso do "Projeto de modernização dos navios-varredores da Marinha do Brasil" no qual alguns dos conceitos desta norma foram utilizados com sucesso. Ferramentas e metodologias desenvolvidas para adequar o PLC existente a alguns requisitos da norma são descritas ao longo da dissertação. A operação do novo sistema de varredura pode ser verificada através dos resultados experimentais apresentados. / This work presents an overview of the PLC and associated technologies before and after the publication of the IEC61131-3 standard. Some aspects concerning the adoption of this standard are also discussed. The application of this standard can increase productivity in the design and implementation of industrial automation systems. Some concepts of this standard were applied, succesfully, to the modernization of the Brazilian Navy mine-sweepers. Tools and methods that were required in order to adapt the existing PLC to the IEC standard are described. The operation of the newly developed system can be verified by experimental results.

Devido às necessidades do mundo moderno, os sistemas de automação têm aumentado sua complexidade, fazendo com que sejam desenvolvidas ferramentas de engenharia cada vez mais poderosas para modelá-los e analisá-los. Em sistemas de automação industrial, os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) têm sido amplamente empregados. Os CLPs são geralmente programados por meio da linguagem de programação Ladder, uma das cinco linguagens definidas pela IEC 61131-3. Entretanto, apesar da linguagem de programação Ladder ser flexível e de fácil aprendizado por parte dos usuários, ela apresenta limitações quanto à: detecção de erros no algoritmo de controle do sistema de automação; torna as modificações muito trabalhosas e não possibilita a simulação, análise de performance e análise operacional do sistema. Este trabalho de pesquisa apresenta o desenvolvimento e os testes da metodologia denominada MARPASI - Metodologia de Aplicação das Redes de Petri em Automação de Sistemas Industriais. Como o desenvolvimento da MARPASI foi efetuado baseado na teoria de Redes de Petri, este trabalho também apresenta uma revisão bibliográfica sobre o tema de aplicação de Redes de Petri para a programação de CLP. A MARPASI possibilita analisar um sistema de automação por meio das Redes de Petri e na geração da linguagem de programação Ladder. Portanto, o emprego da MARPASI contribui para a otimização do processo de engenharia de automação e também para a programação mais eficiente de CLPs. / Due to the needs of the modern world, the systems of automation have increased their complexity, forcing the development of ever more powerful engineering tolls to shape and analyse them. In systems of industrial automation, the Programmable Logic Controllers (PLCs), have been widely applies. The PLCs are generally programmed through the use of the Ladder programming language, one of the five languages defined by the IEC 61131-3. Unfortunately, while the Ladder programming language is flexible, and easily learned by its users, it evinces limitations concerning: error detection in the control algorithm of the automation system: makes modifications very laborious and does not allow any simulation, performance analysis and operational systems analysis. This study presents the development and tests of the methodology denominated as MARPASI - Methodology of the application of Petri Net in the automation of industrial systems. Since the development of MARPASI was made based on Petri Net Theory, this study also presents a bibliographic review about the theme of the application of Petri Net for the programming of PLC. MARPASI makes it possible to analyse a system of automation through Petri Net and in the generation of the Ladder programming language. Because of these, the utilization of MARPASI contributes for capacities, the optimization of automation engineering processes, and also for a more efficient programming of the PLCs.

A laminação a frio de aços planos é um processo industrial de grande complexidade, executado num ambiente bastante agressivo e caracterizado por parâmetros incertos, grandes tempos de atraso, múltiplas entradas e múltiplas saídas e por forte interação entre as diversas variáveis (GUO, 2000). As referências necessárias para o controle de tal processo são obtidas por meio de um modelo matemático, responsável pela sua otimização. Dadas as particularidades do processo, o modelo deve ser do tipo adaptativo, ou seja, deve ter seus parâmetros continuamente ajustados com base nos resultados efetivamente obtidos durante a operação. A adaptação do modelo é essencial para a consecução dos requisitos de qualidade do produto e, em conseqüência, para a viabilidade da planta. Este trabalho primeiramente investiga as estratégias tradicionalmente empregadas no desenvolvimento de modelos adaptativos para o processo de laminação de aços, identificando os pontos fortes e deficiências de tais técnicas. Com o objetivo de minimizar essas deficiências e aperfeiçoar o desempenho do modelo, o trabalho propõe em seguida a utilização de ferramentas de Inteligência Computacional (mais especificamente, Redes Neurais Artificiais) para tornar mais eficiente a adaptação de dois importantes parâmetros: o limite de escoamento do material e o coeficiente de atrito entre a tira e os cilindros de trabalho. O texto apresenta os fundamentos teóricos, a metodologia de desenvolvimento e a implantação da solução, bem como os resultados preliminares obtidos com a aplicação da proposta num laminador real. Finalmente, discutem-se esses resultados, apresentam-se as conclusões, sumarizam-se as contribuições da pesquisa e se sugerem futuras linhas de pesquisa para extensão dos resultados. / Flat steel cold rolling is a complex industrial process, carried out into a very harsh environment, characterized by uncertain parameters, large delay times, multiple inputs and outputs, and having a strong interaction between the diverse variables (GUO, 2000). The control system of such a process obtains its setpoints from a mathematical model, responsible for process optimization. Given process peculiarity, the mathematical model must have adaptive features, that is, its parameters need to be continuously adjusted, on the basis of actual operational results. Adaptation is an essential characteristic for achieving product quality requirements and, as a consequence, for the plant feasibility itself. First of all, this work surveys the strategies commonly used in the development of cold rolling adaptive models, pointing out their strengths and deficiencies. Following to this, aiming at the minimization of such deficiencies and by this way improving the performance of the model, this work proposes the application of Computational Intelligence techniques (specifically Artificial Neural Networks) in order to bestow greater effectiveness to the adaptation of two important parameters, namely, the material flow stress and the friction coefficient between rolled strip and rolling cylinders. The text presents the theoretical foundations, the methodology and the implementation of the solution, as so the preliminary results after its application in a real steel mill plant. Finally, the text presents the conclusions, sums up the contributions of the research work and suggests further research to improve the results.

O processo de fabricação de papel é uma tecnologia multidisciplinar, na qual a maior parte do processo de produção consiste em uma série de operações e sistemas correlacionados. Com a evolução tecnológica a fabricação de papel moderna passou a ser uma instalação industrial de grande complexidade, com processos e máquinas contínuas de alta tecnologia e elevada capacidade de produção, levando a maioria das indústrias papeleiras no mundo à necessidade de ser controlada por modernos computadores e sistemas de automação. Esta dissertação apresenta a análise da integração do sistema de automação aplicada ao processo de fabricação de papel, visando a integração da automação desde o chão de fábrica até o sistema supervisório, utilizando o modelo da estrutura hierárquica para automação industrial, e a interface de operação. Inicialmente será apresentado o processo de fabricação de papel, em seguida, os sistemas convencionais de automação, na etapa seguinte a estrutura hierárquica do sistema de automação e finalmente o desenvolvimento da integração da automação, abordando a metodologia utilizada, aplicação e benefícios. Dentre os benefícios obtidos destacam-se a estrutura organizada no sistema de automação, a interface de operação amigável, o controle do processo na sala de controle, a disponibilidade dos dados de chão de fábrica na sala de controle, a redução no tempo de solução de anomalias, estabilidade no processo, redução de insumos e refugos. / Papermaking is a comprehensive technology, in which most of the production process consists of a series of related operations and systems. Throughout the technological evolution, modern papermaking has become an industrial plant of great complexity, with continuous high-tech processes and machines, and high production capacity, which lead most paper mills in the world to the need of being controlled by modern computers and automation systems. This dissertation presents the analysis of integrated automation system applied to papermaking process, in order to integrate the automation system in all levels, from operation to supervisory system, using the model of hierarchical structure for industrial automation and operator interface. Initially the process of papermaking will be presented, then, conventional automation systems. The following section will be the hierarchical structure of the automation system and, finally, the development of the integration of automation, covering the methodology, application and benefits. Among the benefits, the organized structure in the automation system, the friendly operation interface, process control in the control room, the availability of plant floor data in the control room, the reduction in solution time anomalies, process stability, reduction of inputs and waste will be will be highlighted in this work.

There has been a significant increase in the level of remote or distance learning using the Internet, often referred to as e-learning or online education. E-learning is often combined with classroom instruction and on-the-job training and this is referred to as blended learning. The purpose of this research is to investigate the impact blended learning has in improving engineering training in the engineering field of industrial automation. This is especially in improving the reaction, achievement and return on investment of learners compared to that of only the traditional classroom or e-learning approaches. One of the gaps in current research is the examination of the impact of blended learning in improving engineering training. The research revealed significant growth in the use of e-learning for engineers and technicians. There would however appear to be a large number of engineers and technicians who were disappointed with their experiences of e-learning. Significant concerns were also identified in the efficacy of e-learning and the lack of hands-on experience in this form of training for engineers and technicians. Suggestions are made as a result of the research into addressing these issues.