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Controle de produção em uma indústria sucroalcooleira com CCM inteligente / Manufacturing control in a sugar and alcohol plant with intelligent MCCRenan Piazzon Peres 02 October 2010 (has links)
Este trabalho tem como objetivo apresentar as características e conceitos da aplicação de centros de controle de motores inteligente, demonstrando as vantagens da utilização de rede industrial no controle da produção, especificamente o protocolo DeviceNet, e reunir em um documento as informações sobre a utilização e aplicações de diferentes configurações de acionamento e comando de motores instalados em um CCM. Para isso, foram realizados estudos e simulações de acionamentos elétricos protegidos por relés de sobrecarga em diferentes configurações de ligações e tecnologias utilizadas em instalações elétricas industriais, alterando os equipamentos, montagens e sinais recebidos para comando e proteção das cargas, bem como, observando os dados referentes aos custos de engenharia, instalação e materiais. Para as quatro opções analisadas foram estimados os tempos de projeto, instalação e valores estimados dos produtos e serviços necessários, fornecendo uma tabela comparativa entre as opções estudadas, além de concluir que o uso de CCM inteligente conectado ao aplicativo de supervisão IntelliCENTER se apresentou como a melhor solução, pois agrega as melhores características técnicas dos painéis elétricos, bem como a disponibilidade de monitoramento e controle da produção, com a utilização da rede DeviceNet. Além dos valores envolvidos na aquisição e startup, também foram observados os possíveis ganhos operacionais do sistema inteligente, pois permite via sistema supervisório os diagnósticos instantâneos, alarmes e desligamentos que localizam os defeitos nos acionamentos controlados. / This work aims to present the intelligent motor control center characteristics and concepts by showing the advantages of the industrial network application in the manufacturing control, more specific the DeviceNet protocol and gather in one document the information about the application and how to use different configurations of drivers and motor control installed in a MCC. In order to gather this information several studies and simulation were made by changing the equipment, assembling and signals in electric drivers protected by overload relays with different technologies and kind of connections used in industrial installations and comparing the engineering, assembling, and material costs. For the four analyzed options of drivers, the project development time, installation, product costs and necessary services were estimated showing a comparative table between options. This study will prove that the intelligent MCC connected to the IntelliCENTER software is the best solution because uses the best technical solution and also have the ability to monitor and control manufacturing, using DeviceNet network. Besides the acquisition and start up values it was also observed the operational benefits of the intelligent system, showing alarms, instantaneous diagnostics, and problems in the components of the controlled starter, by means supervisory system.
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Um Data Diode com hardware criptográfico para Redes Industriais CríticasTeixeira, Gabriel Carrijo Bento, 69-99292-1505 15 December 2017 (has links)
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Previous issue date: 2017-12-15 / Industrial networks are highly sensitive environments from the point of view of
information security with a view to computer incidents can cause incalculable
damage. Over the years the connection of those networks with enterprise environments
and consequently the Internet, has brought serious concerns about the
integrity of the information and equipment involved. Several solutions have been
proposed with the aim of protecting Industrial Networks in data communications
infrastructure. However, is it really possible or feasible to ensure that the solutions
implemented are really safe? In this sense, this work presents a security
scheme able to deal with the problems encountered in the integration of critical
industrial networks with insecure corporate networks, aiming to ensure data integrity
and reliability being the devices. To this end it is proposed to use a Data
Diode in the interconnection of networks for the protection of industrial plant
and a cryptographic hardware TPM (Trusted Platform Module) to guarantee integrity
and reliability of the devices involved. In order to prove the effectiveness
of this architecture, tests were carried out to the end the work show that it is
possible to achieve better results than those existing in the literature. / Redes Industriais são ambientes altamente sensíveis do ponto de vista da Segurança
da Informação, visto que incidentes computacionais podem ocasionar
prejuízos incalculáveis. Com o passar dos anos a interligação dessas redes com
ambientes corporativos e, consequentemente a Internet, trouxe sérias preocupações
sobre a integridade das informações e equipamentos envolvidos. Diversas
soluções têm sido propostas com o objetivo de proteger infraestruturas de comunicação
de dados em Redes Industriais. Contudo, será que realmente é possível
ou factível garantir que as soluções implementadas são realmente seguras? Neste
sentido, esta dissertação apresenta um esquema de segurança capaz de tratar
os problemas encontrados na integração de redes industriais críticas com redes
corporativas inseguras, objetivando garantir integridade dos dados e confiabilidade
entre os dispositivos. Para esse fim é proposta a utilização de um Data
Diode na interligação das redes para a proteção da planta industrial e um hardware
criptográfico TPM (Trusted Platform Module) para garantia de integridade
e confiabilidade dos dispositivos envolvidos. Como forma de provar a efetividade
dessa arquitetura, foram realizados testes, que ao final no trabalho, mostram que
é possível alcançar resultados superiores aos trabalhos já existentes na literatura.
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Algoritmos inteligentes para auto-corre??o, auto-verifica??o e auto-valida??o de medidas em sensoresPereira, David Ricardo do Vale 19 May 2006 (has links)
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Previous issue date: 2006-05-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This work presents a set of intelligent algorithms with the purpose of correcting calibration errors in sensors and reducting the periodicity of their calibrations. Such
algorithms were designed using Artificial Neural Networks due to its great capacity of learning, adaptation and function approximation. Two approaches willbe shown, the firstone uses Multilayer Perceptron Networks to approximate the many shapes of the calibration curve of a sensor which
discalibrates in different time points. This approach requires the knowledge of the sensor s functioning time, but this information is not always available. To overcome
this need, another approach using Recurrent Neural Networks was proposed. The Recurrent Neural Networks have a great capacity of learning the dynamics of a system to which it was trained, so they can learn the dynamics of a sensor s
discalibration. Knowingthe sensor s functioning time or its discalibration dynamics, it is possible to determine how much a sensor is discalibrated and correct its measured value, providing then, a more exact measurement. The algorithms proposed in this work can be implemented in a Foundation Fieldbus industrial network environment, which has a good capacity of device programming through its function blocks, making it possible to have them applied to the measurement process / Neste trabalho ? apresentado um conjunto de algoritmos inteligentes que t?m como objetivo a corre??o de erros de calibra??o em sensores e a diminui??o da periodicidade de suas calibra??es. Tais algoritmos foram desenvolvidos utilizando Redes Neurais Artificiais devido a sua grande capacidade de aprendizado, adapta??o e aproxima??o de fun??es. Ser?o mostradas duas abordagens, a primeira utiliza redes Perceptron de M?ltiplas Camadas para aproximar as diversas formas da curva de calibra??o do sensor que se descalibra em diferentes instantes do tempo. Tal abordagem exige o conhecimento do tempo de funcionamento do sensor, informa??o que nem sempre est? dispon?vel. Para superar essa necessidade, uma outra abordagem utilizando
Redes Neurais Recorrentes foiproposta. As Redes Recorrentes possuem uma grande capacidade de aprender a din?mica do sistema para o qual ela foi treinada e, assim, podem aprender a din?mica de descalibra??o do sensor. Conhecendo o tempo de funcionamento do sensor ou a sua din?mica de descalibra??o, ? poss?vel determinar o quanto um sensor est? descalibrado e corrigir o valor medido, proporcionando uma medi??o mais exata. Os algoritmos aqui propostos podem ser implementados em ambientes de redes industriais Foundation Fieldbus, que possuem uma boa capacidade de programa??o de dispositivos atrav?s dos blocos funcionais, possibilitando aplica??es nos processos de medi??o
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Detec??o, diagn?stico e corre??o de falha em sensores industriais foundation fieldbus utilizando agentes inteligentesBezerra, Luiz Gustavo Santos 26 January 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-01-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de detec??o e
diagn?stico de falhas em sensores de campo com corre??o do sinal com falhas
dinamicamente, onde esse sistema ? baseado no conceito de agentes inteligentes, em
uma arquitetura de multiagentes. O sistema tem como ambiente de atua??o a rede
industrial Foundation Fieldbus.
Para realizar a detec??o e o diagn?stico das falhas, s?o utilizados os algoritmos
de redes neurais artificiais e l?gica fuzzy (atuando como classificador fuzzy), os quais
s?o embarcados na rede industrial Foundation Fieldbus.
Al?m disso, de forma a atuar junto ao sistema de detec??o, diagn?stico e
corre??o de falhas foi desenvolvido um software que realiza o monitoramento e a
supervis?o do mesmo, onde foi instanciado um agente se comunicando com a rede
industrial. Os demais agentes s?o instanciados nos blocos funcionais da rede industrial. / This work performs the development of a system of detection and diagnosis of
faults in field sensors with dynamically signal correction, which this system is based on
the concept of intelligent agents, using architecture of multagents. The system operates
in environment industrial network Foundation Fieldbus.
To perform the detection and diagnosis of failures are used the algorithms of
neural networks and fuzzy logic (acting like a fuzzy classifier), which are embedded in
industrial network Foundation Fieldbus.
Furthermore, in order to work with the system of detection, diagnosis and
correction of failures was developed a software to perform the monitoring and
supervision of the system, which was instantiated an agent communicating with the
industrial network. The other agents are instantiated on the functional blocks of
industrial network.
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Ferramenta para avalia??o e infer?ncia de par?metros de redes industriais sem fioFlor?ncio, Heitor Medeiros 20 July 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-07-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / As redes de sensores sem fio (RSSF) est?o gradativamente ganhando espa?o no ambiente
industrial devido ? possibilidade de conectar pontos de informa??o que eram inacess?veis
com as redes cabeadas. Contudo, existem v?rios desafios na implanta??o e aceita??o
dessa tecnologia no meio industrial, sendo um deles a garantia de disponibilidade
da informa??o, a qual pode ser influenciada por v?rios par?metros, como a estabilidade
do caminho de dados e o consumo de energia do instrumento de campo. Nesse sentido,
neste trabalho foi desenvolvido uma ferramenta para avaliar e inferir par?metros de redes
industriais sem fio baseadas nos protocolos WirelessHART e ISA 100.11a. A ferramenta
disponibiliza funcionalidades de avalia??o quantitativa, avalia??o qualitativa e avalia??o
por infer?ncia durante um determinado tempo de execu??o da rede. As avalia??es quantitativa
e qualitativa s?o baseadas nas pr?prias defini??es dos par?metros, como o par?metro
de estabilidade, ou em ferramentas da estat?stica descritiva, como m?dia, desvio padr?o
e diagramas de caixa. J? na avalia??o por infer?ncia ? utilizada a t?cnica inteligente de
redes neurais artificiais para estimar alguns par?metros da rede, como vida ?til da bateria.
Por fim, s?o apresentados os resultados do uso da ferramenta em diferentes cen?rios de
redes, topologias em estrela e em malha, com o intuito de atestar a import?ncia do uso da
ferramenta na avalia??o do comportamento dessas redes, como tamb?m, apoiar poss?veis
adequa??es ou manuten??es do sistema. / Wireless sensor networks (WSN) have gained ground in the industrial environment,
due to the possibility of connecting points of information that were inaccessible to wired
networks. However, there are several challenges in the implementation and acceptance
of this technology in the industrial environment, one of them the guaranteed availability
of information, which can be influenced by various parameters, such as path stability and
power consumption of the field device. As such, in this work was developed a tool to evaluate
and infer parameters of wireless industrial networks based on the WirelessHART
and ISA 100.11a protocols. The tool allows quantitative evaluation, qualitative evaluation
and evaluation by inference during a given time of the operating network. The quantitative
and qualitative evaluation are based on own definitions of parameters, such as the
parameter of stability, or based on descriptive statistics, such as mean, standard deviation
and box plots. In the evaluation by inference uses the intelligent technique artificial neural
networks to infer some network parameters such as battery life. Finally, it displays
the results of use the tool in different scenarios networks, as topologies star and mesh, in
order to attest to the importance of tool in evaluation of the behavior of these networks,
but also support possible changes or maintenance of the system.
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Uma arquitetura baseada em agentes para configura??o din?mica de aplica??es inteligentes em ambiente foundation fieldbusMachado, Vinicius Ponte 11 December 2009 (has links)
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Previous issue date: 2009-12-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The industrial automation is directly linked to the development of information tecnology. Better hardware solutions, as well as improvements in software development methodologies make possible the rapid growth of the productive process control. In this thesis, we propose an architecture that will allow the joining of two technologies in hardware (industrial network) and software field (multiagent systems). The objective of this proposal is to join those technologies in a multiagent architecture to allow control strategies implementations in to field devices. With this, we intend develop an agents architecture to detect and solve problems which may occur in the industrial network environment. Our work ally machine learning with industrial context, become proposed multiagent architecture adaptable to unfamiliar or unexpected production environment. We used neural networks and presented an allocation strategies of these networks in industrial network field devices. With this we intend to improve decision support at plant level and allow operations human intervention independent / A automa??o industrial est? diretamente ligada ao crescimento da tecnologia da informa??o. Tanto as melhorias em solu??es de hardware quanto o aprimoramento em metodologias de desenvolvimento de software propiciaram o crescimento do controle do processo produtivo ao longo dos anos. Nesta tese, propomos uma arquitetura que permitir? a uni?o de duas tecnologias no ?mbito de hardware (redes industriais) e software (sistemas multiagente). O objetivo de nossa proposta ? unir essas tecnologias em uma arquitetura multiagente para permitir implementa??o de aplica??es inteligentes nos dispositivos de campo. Com isso pretendemos fazer que os agentes possam detectar e apontar solu??es para problemas encontrados no ambiente de rede industrial. Este trabalho ainda alia a aprendizagem de m?quina ao contexto industrial, permitindo dessa forma que a arquitetura de agentes proposta possa se tornar adapt?vel a um contexto de produ??o desconhecido ou inesperado. Para isso, utilizamos redes neurais e mostramos uma estrat?gia para aloca??o destas redes em dispositivos da rede industrial. Pretendemos assim viabilizar uma melhoria no suporte a decis?o em ocorr?ncias no n?vel de planta auxiliando os operadores na detec??o e corre??o de problemas e falhas
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Especifica??o de um bloco funcional implementando rede neural para redes industriais foundations fieldbusBesch, G?udio Vin?cius Lopes 03 December 2004 (has links)
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Previous issue date: 2004-12-03 / This work proposes the specification of a new function block according to Foundation Fieldbus standards. The new block implements an artificial neural network, which may be useful in process control applications. The specification includes the definition of a main algorithm, that implements a neural network, as well as the description of some accessory functions, which provide safety characteristics to the block operation. Besides, it also describes the block attributes emphasizing its parameters, which constitute the block interfaces. Some experimental results, obtained from an artificial neural network implementation using actual standard functional blocks on a laboratorial FF network, are also shown, in order to demonstrate the possibility and also the convenience of integrating a neural network to Fieldbus devices / Esta disserta??o apresenta a especifica??o de um novo Bloco Funcional de acordo com o padr?o Foundation Fieldbus, implementando uma Rede Neural Artificial ?til em diversas aplica??es de controle de processos. Essa especifica??o inclui a defini??o do algoritmo central do bloco, que implementa uma RN, e das fun??es acess?rias de forma a prover seguran?a de opera??o, al?m da descri??o dos atributos do bloco, com ?nfase nos par?metros, que formam as interfaces do objeto. Apresentam-se tamb?m os experimentos que foram realizados a partir de uma rede FF de laborat?rio, em que se empregaram apenas blocos padronizados j? existentes, a fim de se verificar a possibilidade e a conveni?ncia de integra??o de algoritmos de RN em dispositivos de campo FF
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Arquitetura de controladores fuzzy em redes foundation fieldbusMartins, Daniel Lopes 14 February 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-02-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Foundation Fieldbus Industrial networks are the high standard technology which allows
users to create complex control logic and totally decentralized. Although being so
advanced, they still have some limitations imposed by their own technology.
Attempting to solve one of these limitations, this paper describes how to design a
Fuzzy controller in a Foundation Fieldbus network using their basic elements of programming,
the functional blocks, so that the network remains fully independent of other
devices other than the same instruments that constitute it.
Moreover, in this work was developed a tool that aids this process of building the
Fuzzy controller, setting the internal parameters of functional blocks and informing how
many and which blocks should be used for a given structure.
The biggest challenge in creating this controller is exactly the choice of blocks and
how to arrange them in order to effectuate the same functions of a Fuzzy controller implemented
in other kind of environment. The methodology adopted was to divide each
one of the phases of a traditional Fuzzy controller and then create simple structures with
the functional blocks to implement them.
At the end of the work, the developed controller is compared with a Fuzzy controller
implemented in a mathematical program that it has a proper tool for the development and
implementation of Fuzzy controllers, obtaining comparatives graphics of performance
between both / As redes industriais Foundation Fieldbus s?o redes com alto padr?o de tecnologia que
permitem que usu?rios criem l?gicas de controle complexas e totalmente descentralizadas.
Mesmo sendo t?o avan?adas, elas ainda possuem algumas limita??es impostas pela
sua pr?pria tecnologia.
Tentando solucionar uma destas limita??es, este trabalho descreve como estruturar
um controlador Fuzzy dentro de uma rede Foundation Fieldbus utilizando seus elementos
b?sicos de programa??o, os blocos funcionais, de forma que a rede continue sendo totalmente
independente de qualquer outro dispositivo que n?o os pr?prios instrumentos que
a constituem.
Al?m disso, no decorrer do trabalho foi desenvolvida uma ferramenta que auxilia
este processo de constru??o do controlador Fuzzy, configurando os par?metros internos
aos blocos funcionais e informando quantos e quais blocos devem ser utilizados para
determinada estrutura.
O maior desafio em criar este controlador est? justamente na escolha dos blocos e
em como arranj?-los de forma a efetuarem as mesmas fun??es de um controlador Fuzzy
implementado em outro tipo de ambiente. A metodologia adotada foi dividir cada uma
das fases de um controlador Fuzzy tradicional e ent?o criar estruturas simples com os
blocos funcionais para implement?-las.
Ao final do trabalho, o controlador desenvolvido ? comparado com um controlador
Fuzzy implementado em uma programa matem?tico que possui uma ferramenta pr?pria
para cria??o e execu??o de controladores Fuzzy, obtendo gr?ficos comparativos de desempenho
entre ambos
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Ambiente de simula??o h?brido integrando hysys e rede industrial Foundation Fieldbus aplicado ao controle de uma coluna de destila??oCosta, Bruno Xavier da 11 March 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-03-11 / The main purpose of this work is to develop an environment that allows HYSYS R chemical process simulator communication with sensors and actuators from a Foundation Fieldbus industrial network. The environment is considered a hybrid resource since it has a real portion (industrial network) and a simulated one (process) with all measurement and control signals also real. It is possible to reproduce different industrial process dynamics without being required any physical network modification, enabling simulation of some situations that exist in a real industrial environment. This feature testifies the environment flexibility. In this work, a distillation column is simulated through HYSYS R with all its variables measured and controlled by Foundation Fieldbus devices / O principal objetivo deste trabalho ? desenvolver um ambiente que permite a comunica??o do simulador de processos qu?micos HYSYS R com medidores e atuadores de uma rede industrial Foundation Fieldbus. O ambiente ? considerado h?brido por possuir uma parte real (a rede industrial) e uma parte simulada (o processo) com os sinais de controle e medi??o sendo reais. O ambiente ? bastante flex?vel, permitindo a reprodu??o de diversas din?micas t?picas de processos industriais sem a necessidade de altera??o na
rede f?sica, possibilitando gerar diversas situa??es existentes em um ambiente industrial real. No presente trabalho, a din?mica utilizada ? de uma coluna de destila??o, simulada no HYSYS R, com suas vari?veis medidas e controladas pelos dispositivos da rede industrial Foundation Fieldbus
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Uma metodologia para modelagem e avalia??o da dependabilidade de redes industriais sem fioSilva, Ivanovitch Medeiros Dantas da 21 January 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-01-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Ensuring the dependability requirements is essential for the industrial applications
since faults may cause failures whose consequences result in economic losses, environmental
damage or hurting people. Therefore, faced from the relevance of topic, this thesis
proposes a methodology for the dependability evaluation of industrial wireless networks
(WirelessHART, ISA100.11a, WIA-PA) on early design phase. However, the proposal
can be easily adapted to maintenance and expansion stages of network. The proposal uses
graph theory and fault tree formalism to create automatically an analytical model from
a given wireless industrial network topology, where the dependability can be evaluated.
The evaluation metrics supported are the reliability, availability, MTTF (mean time to failure),
importance measures of devices, redundancy aspects and common cause failures. It
must be emphasized that the proposal is independent of any tool to evaluate quantitatively
the target metrics. However, due to validation issues it was used a tool widely accepted
on academy for this purpose (SHARPE). In addition, an algorithm to generate the minimal
cut sets, originally applied on graph theory, was adapted to fault tree formalism
to guarantee the scalability of methodology in wireless industrial network environments
(< 100 devices). Finally, the proposed methodology was validate from typical scenarios
found in industrial environments, as star, line, cluster and mesh topologies. It was also
evaluated scenarios with common cause failures and best practices to guide the design
of an industrial wireless network. For guarantee scalability requirements, it was analyzed
the performance of methodology in different scenarios where the results shown the
applicability of proposal for networks typically found in industrial environments / Garantir os requisitos de dependabilidade ? fundamental para as aplica??es industriais,
onde falhas podem conduzir a defeitos cujas consequ?ncias impactam em preju?zos
econ?micos e principalmente danos ambientais e riscos aos operadores. Assim, diante da
relev?ncia do tema, esta tese prop?em uma metodologia para an?lise da dependabilidade
de redes industriais sem fio (WirelessHART, ISA100.11a, WIA-PA) ainda na fase de projeto.
Entretanto, a proposta pode ser facilmente estendida para as fases de manuten??o
e expans?o da rede. A proposta utiliza a teoria de grafos e o formalismo de ?rvores de
Falhas para criar automaticamente um modelo anal?tico a partir de uma dada topologia
de rede industrial sem fio, onde a dependabilidade possa ser avaliada. As m?tricas de
avalia??o suportadas compreendem confiabilidade, disponibilidade e MTTF (tempo m?dio
para falha) da rede, como tamb?m medidas de import?ncia dos dispositivos, aspectos
de redund?ncia e defeitos em modo comum. Ressalta-se que a proposta independe de
qualquer ferramenta para analisar quantitativamente as m?tricas visadas. Contudo, para
prop?sito de valida??o da proposta utilizou-se uma ferramenta amplamente aceita na academia
para esse fim (SHARPE). Adicionalmente, um algoritmo para gera??o dos cortes
m?nimos originalmente aplicado na teoria de grafos foi adaptado para o formalismo das
?rvores de Falhas com o objetivo de garantir escalabilidade da metodologia ?s redes industriais
sem fio (< 100 dispositivos). Finalmente, a metodologia proposta foi validada a
partir de cen?rios t?picos encontrados em ambientes industriais, como topologias estrela,
linha, cluster e mesh. Foram tamb?m avaliados cen?rios com defeitos em modo comum
e um conjunto de pol?ticas a serem seguidas na cria??o de uma rede industrial sem fio.
Para garantir aspectos de escalabilidade, uma an?lise de desempenho foi conduzida, onde
pode-se observar a aplicabilidade da metodologia para as redes tipicamente encontradas
em ambientes industriais
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