A agricultura nacional, buscando uma maior integração e participação no mercado global, tende a investir cada vez mais na automação de máquinas e implementos agrícolas, visando maior eficiência e qualidade em seus produtos. Para responder rapidamente às mudanças impostas pelo mercado, o emprego do conceito de Agricultura de Precisão (AP), têm mostrado bons resultados, tais como uma melhor utilização das máquinas, melhor aproveitamento na área de plantio entre outros benefícios. Para tal, pesquisas voltadas ao desenvolvimento de máquinas, com nível elevado de automação, capazes de operar de forma autônoma, estão ganhando cada vez mais espaço no setor agrícola. Considerando esse cenário, no presente trabalho são apresentadas uma revisão sobre Controle Supervisório e Aquisição de Dados (SCADA), no contexto da Agricultura de Precisão, e a proposta de um modelo supervisório, aplicável na robótica móvel utilizando, como plataforma experimental o veículo Agribot. / National agriculture, seeking greater integration and participation in the global market tends to increasingly invest in the automation of agricultural machinery and implements, aiming at greater efficiency and quality in their products. To respond quickly to changes driven by the market, the use of the concept Precision Farming (PF) have shown good results, such as better machine utilization, better utilization in the planting area among others benefits. To this end, research aimed at developing machines with high level of automation, able to operate autonomous, are gaining more and more space in the agricultural sector. Considering this factor, this work is a review on the Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) in the Precision Farming context and the proposal of a supervisory model applicable in mobile agricultural robotics using as platform the vehicle Agribot.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoRodrigoOtto.pdf: 3119591 bytes, checksum: f05ef49eec98ca7dd9533c11023a1c28 (MD5) Previous issue date: 2015-03-10 / The generating units form a distributed power generator system that uses biogas as fuel, this biogas is produced on small farms that collect the waste from agricultural activities systems. The supervisory system of the biogas generation units can monitor local and remote environmental, electrical and mechanical variables of the process and display this data in a user-friendly interface for analysis and decision making. In addition to providing an user interface, the data collected will be stored to build the process history and analysis database that will serve as a study source and promotion of new research lines related to this topic. / As unidades geradoras formam um sistema distribuído de geração de energia que utiliza como combustível o biogás produzido em pequenas propriedades rurais, oriundos dos resíduos da atividade agropecuária. O sistema supervisório de unidades de geração a biogás é capaz de monitorar de forma local e remota as variáveis ambientais, elétricas e mecânicas do processo e disponibilizar estes dados em uma interface amigável para a análise e tomada de decisão. Além de disponibilizar em uma tela, esses dados coletados alimentam um banco de dados para acúmulo do histórico e análise do processo, que servirá como fonte de estudos e fomento de novas linhas de pesquisas futuras relacionadas ao tema de interesse

A agricultura nacional, buscando uma maior integração e participação no mercado global, tende a investir cada vez mais na automação de máquinas e implementos agrícolas, visando maior eficiência e qualidade em seus produtos. Para responder rapidamente às mudanças impostas pelo mercado, o emprego do conceito de Agricultura de Precisão (AP), têm mostrado bons resultados, tais como uma melhor utilização das máquinas, melhor aproveitamento na área de plantio entre outros benefícios. Para tal, pesquisas voltadas ao desenvolvimento de máquinas, com nível elevado de automação, capazes de operar de forma autônoma, estão ganhando cada vez mais espaço no setor agrícola. Considerando esse cenário, no presente trabalho são apresentadas uma revisão sobre Controle Supervisório e Aquisição de Dados (SCADA), no contexto da Agricultura de Precisão, e a proposta de um modelo supervisório, aplicável na robótica móvel utilizando, como plataforma experimental o veículo Agribot. / National agriculture, seeking greater integration and participation in the global market tends to increasingly invest in the automation of agricultural machinery and implements, aiming at greater efficiency and quality in their products. To respond quickly to changes driven by the market, the use of the concept Precision Farming (PF) have shown good results, such as better machine utilization, better utilization in the planting area among others benefits. To this end, research aimed at developing machines with high level of automation, able to operate autonomous, are gaining more and more space in the agricultural sector. Considering this factor, this work is a review on the Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) in the Precision Farming context and the proposal of a supervisory model applicable in mobile agricultural robotics using as platform the vehicle Agribot.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissERN.pdf: 1095577 bytes, checksum: db0cd04a8651aaa02aaf07151f39e8e4 (MD5) Previous issue date: 2003-07-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / Penicillin G acylase (PGA) is an important enzyme for the pharmaceutical industry. This enzyme has industrial use in the hydrolysis of penicillin G to obtain 6-aminocephalosporanic acid (6-APA), essential intermediate for the production of beta-lactam antibiotics. Many microorganisms produce PGA, but Bacillus megaterium is one of the few that excretes the enzyme to the extra cellular medium, facilitating downstream operations. Another recently enzyme application refers to enzymatic synthesis of semi-synthetics antibiotics as amoxilin and amphicilin via green route. This work studied the pH influence on the production of the enzyme. An algorithm based on the Fuzzy logic theory was implemented aiming to determine the maximum enzyme concentration during Bacillus megaterium cultivations. Experiments were carried out in a bioreactor (5 liter working volume) coupled to a data acquisition system using a Programmable Logic Controller and Supervisory System. Experiments carried out under pH control showed a decreasing in enzyme concentration compared to standard experiments. This result could be related to production of proteases by microorganism or enzyme deactivation caused by local acid addition. Two algorithms were implemented. The first was programmed in Fortran and linked as dynamic link library in a Visual Basic program to exchange on-line information with data acquisition system. The second one was implemented in MatLab (Mathworks, 5.2) software. On-line variables as cultivation time, carbon dioxide concentration and time carbon dioxide concentration derivate were used as information to Fuzzy algorithm. Both algorithms were able to accurately identify the time for which the enzyme reached its maximum. The first algorithm was tested in real time in two experiments. / Penicilina G acilase (PGA) é uma enzima de grande interesse na produção industrial de antibióticos beta-lactâmicos. Sua principal aplicação é como catalisador na hidrólise da penicilina G em ácido 6-aminopenicilânico (6-APA), composto-chave na produção industrial de antibióticos semi-sintéticos. PGA é produzida por vários microrganismos, apresentando diferentes características e propriedades. Dentre aqueles, Bacillus megaterium é um dos poucos que a produz extracelularmente, simplificando etapas para sua separação e purificação. Outra importante aplicação refere-se à sua utilização na síntese enzimática de antibióticos como amoxilina e ampicilina via rota verde. Neste trabalho estudouse a influência do pH na produção da enzima e implementou-se algoritmo baseado na teoria da lógica nebulosa ( Fuzzy ) com o objetivo de identificar o momento de máxima concentração da enzima. Experimentos foram realizados em biorreator de bancada (5 litros de volume útil) com aquisição de dados e controle do processo via controlador lógico programável e sistema supervisório.A utilização de controle de pH nos experimentos não resultou em bons resultados havendo uma diminuição na concentração da enzima em comparação com experimentos realizado sem controle. Este fato poderia estar relacionado com a produção de proteases pelo microrganismo ou pela desativação da enzima causada pela adição pontual de ácido. Dois algoritmos foram implementados. O primeiro foi programado em Fortran e utilizado como biblioteca dinâmica em plataforma de comunicação desenvolvida em Visual Basic para troca de informações em tempo real com sistema de aquisição de dados. O segundo algoritmo foi implementado no programa MatLab (Mathworks, 5.2). Os algoritmos empregaram como variáveis o tempo de cultivo, a fração molar de dióxido de carbono e sua derivada em relação ao tempo. Ambos algoritmos foram capazes de identificar com boa precisão o momento de parar o cultivo. O primeiro foi validado através de sua implementação no sistema em dois experimentos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Motor generator sets are widely used to generate electricity in case of grid failure or to supply part of the demand for commercial and industrial consumers. The vast majority of motor generator sets work with constant speed proportional to the grid frequency or to the frequency that is imposed on the load. As a consequence, the motor operates at a speed that does not always correspond to the speed that provides the lowest fuel consumption and/or lower emissions. Aiming to promote degrees of freedom to optimize the performance of motor generator sets, this dissertation describes a control and supervision method for motor generator sets with variable speed where the internal combustion motor is not directly linked to grid frequency. For this, a method of control and supervision for the converters which are inserted between the generator and the grid is developed in details. Finally, simulation and experimental results are presented to demonstrate the performance of the proposed method. / Grupos motores geradores são largamente utilizados para a geração de energia elétrica em caso de falta na rede ou para suprir parte da demanda dos consumidores comerciais e industriais. Na sua grande maioria, grupos motores geradores trabalham com velocidade constante proporcional à frequência da rede ou à frequência que está sendo imposta à carga. Desta forma, o motor opera a uma velocidade que nem sempre corresponde à velocidade que proporciona o menor consumo de combustível e/ou menor emissões de gases poluentes. Visando promover graus de liberdade para otimizar o desempenho de grupos motores geradores, esta dissertação descreve um sistema de controle e supervisão para grupos motores geradores que operam em velocidade variável onde a rotação do motor de combustão interna não está diretamente vinculada com a frequência da rede. Para tanto, propõe-se a utilização e desenvolve-se em detalhes um método de controle e supervisão para os conversores que são inseridos entre o gerador e a rede. Por fim, são apresentados resultados de simulação e experimentais que comprovam o desempenho do método proposto.

Este trabalho tem por objetivo atualizar um Sistema Flexível de Manufatura, (SFM) didático, que devido às suas características construtivas apresentava inúmeras dificuldades de operação e manutenção, necessitando sempre de mão de obra altamente especializada. As dificuldades com a manutenção tornavam o SFM totalmente inoperante para a utilização nas aulas de uma das unidades da escola SENAI, o que prejudicava as atividades práticas, em laboratório, das disciplinas do curso técnico da área de produção. O projeto deste trabalho consistiu em uma reengenharia completa da parte elétrica de um Veículo Guiado Automaticamente (AGV) como também no desenvolvimento de um sistema supervisório, que comanda a comunicação entre os CNCs, AGV e computadores. Após as modificações efetuadas, os alunos das disciplinas da área de produção poderão interagir com o sistema, modificando a logística de produção conforme as necessidades didáticas a serem estudadas. Por outro lado os alunos de automação, por meio do acesso à documentação e à estrutura do sistema de manufatura, poderão desenvolver estudos e possíveis modificações, uma vez que o sistema se tornou mais didático e amigável. / This paper aims to update a didactic Flexible Manufacturing System (FMS) that due to their construction had numerous difficulties in operation and maintenance, and so constantly require manpower to operate and maintain highly specialized. The difficulties with maintaining the SFM became totally irrelevant, for use in the classroom of an unit school SENAI, would hinder the practical activities in the disciplines of laboratory technician course from the production area. The design of this work consisted in re-engineering of the complete electrical part of an Automatically Guided Vehicle (AGV) and development of a supervisory system and communication between the CNCs, AGV and computers. After the modifications to the students of the disciplines of production may interact with the system by modifying the production logistics as required didactic to be studied. Furthermore students automation through access to documentation and structure of the manufacturing system can develop studies and possible changes, since the system became more didactic and friendly.

Com o advento da internet, a comunicação entre sistemas remotos foi amplamente facilitada, tornando viável a aplicação de sistemas supervisórios através dela, principalmente via protocolo TCP/IP. Embora esses sistemas já sejam empregados na indústria, principalmente utilizando como driver os controladores lógicos programáveis (CLP\'s), a implementação de qualquer sistema mais simples de supervisionamento teria um custo elevado, devido tanto ao preço do hardware quanto do software envolvido. Além disso, os programas supervisórios existentes fornecem um número limitado de recursos de visualização, que se restringem principalmente ao software. Assim, o que se propõe nesse trabalho é um sistema supervisório de baixo custo, via TCP/IP, aplicado em máquinas elétricas, mas que pode ser generalizado na supervisão de outros tipos de sistemas, onde o monitoramento remoto é necessário. Além da exibição convencional dos parâmetros supervisionados através de gráficos e labels, o sistema permite também que esses sejam exibidos através de painéis eletrônicos, fornecendo assim, uma nova interface visual ao usuário com o intuito de facilitar sua supervisão. / The advent of internet simplified the comunication between remote systems, allowing the application of supervisory systems through the internet, mainly using the TCP/IP protocol. Although these systems have already been employed in industry, using the Programmer Logic Controller (PLC\'s) as driver, the implementation of any simple supervisory system could have an expensive cost, due to the prices of hardware and software employed. Moreover, the existing supervisory systems provide limited visual resources, restricted to the used software. So, this work presents a low cost supervisory system, via TCP/IP, applied to electric machines but it can be generalized in the supervision of differents types of systems, where the remote monitoring is necessary. Besides the conventional displaying of the monitored parameters through graphics and labels, the developed system allows the exhibition of the supervisioned parameters using eletronic panels, providing an alternative visual interface to the user so that their supervision becomes easier.

Com o advento da internet, a comunicação entre sistemas remotos foi amplamente facilitada, tornando viável a aplicação de sistemas supervisórios através dela, principalmente via protocolo TCP/IP. Embora esses sistemas já sejam empregados na indústria, principalmente utilizando como driver os controladores lógicos programáveis (CLP\'s), a implementação de qualquer sistema mais simples de supervisionamento teria um custo elevado, devido tanto ao preço do hardware quanto do software envolvido. Além disso, os programas supervisórios existentes fornecem um número limitado de recursos de visualização, que se restringem principalmente ao software. Assim, o que se propõe nesse trabalho é um sistema supervisório de baixo custo, via TCP/IP, aplicado em máquinas elétricas, mas que pode ser generalizado na supervisão de outros tipos de sistemas, onde o monitoramento remoto é necessário. Além da exibição convencional dos parâmetros supervisionados através de gráficos e labels, o sistema permite também que esses sejam exibidos através de painéis eletrônicos, fornecendo assim, uma nova interface visual ao usuário com o intuito de facilitar sua supervisão. / The advent of internet simplified the comunication between remote systems, allowing the application of supervisory systems through the internet, mainly using the TCP/IP protocol. Although these systems have already been employed in industry, using the Programmer Logic Controller (PLC\'s) as driver, the implementation of any simple supervisory system could have an expensive cost, due to the prices of hardware and software employed. Moreover, the existing supervisory systems provide limited visual resources, restricted to the used software. So, this work presents a low cost supervisory system, via TCP/IP, applied to electric machines but it can be generalized in the supervision of differents types of systems, where the remote monitoring is necessary. Besides the conventional displaying of the monitored parameters through graphics and labels, the developed system allows the exhibition of the supervisioned parameters using eletronic panels, providing an alternative visual interface to the user so that their supervision becomes easier.

The goal of this project is to develop a system of supervision, communication and control, implemented in a free supervisory software the SCADABR for installed wind farms and/or to be installed in Brazil, from the considerations and recommendations of IEC 61400 - 25. The construction of complete wind farms with full automation, has led entrepreneurs to focus their efforts not only on profit and productivity, but also in: human capital, concerned with the management system, technological mastery and communication at all levels. Information processing with communication, opened borders with new forms of relationship and growing trend in the industrial automation field, which favors different devices to communicate with others in a cooperative way. However, the largest manufacturers of wind generation plants still offer proprietary solutions "black boxes" for the networks field, which results in a variety of protocols of systems, causing the client the full dependence on these suppliers. Aiming interoperability and flexibility of operation, groups of researchers advocate standards of open model, as the solution of networks and protocols for all, leaving customers free. In this struggle, the best-known organization in the field of wind energy is IEC 61400-25, specifically for the monitoring system and free communication among different equipment vendors, nevertheless internal communication of the components of wind power plant is not within the standard. The application range of the standard covers the operation of this kind of wind farm, including wind turbine, meteorological measurement system, electrical system and management system, but does not include the relevant line of the substation feeding and information. Hence, the interaction with the supervisory system SCADABR developed in "open-source" model of free license. It is proposed the application of a multi-platform Java-based, from an application server, like Apache Tomcat the standard choice. Considering the requirements of the present communication model in IEC 61400-25-2 it is defined a model of information for monitoring and control of wind power plants, to this end, part-data simulator MatrikonOPC through customer / OPC DA server interaction (Object Linking and Embedding for Process Control Data Access), with ScadaBR software. / O objetivo da pesquisa é desenvolver um sistema de supervisão, comunicação e controle, implementado em um software de supervisão livre o ScadaBR, para parques eólicos instalados e/ou a serem instalados no Brasil, a partir das considerações e recomendações da norma IEC 61400-25. A construção de parques eólicos completos, com automação total, tem levado os empreendedores a focalizar seus esforços não só no lucro e produtividade, mas também no: capital humano, preocupando-se com o sistema de gestão, domínio tecnológico e comunicação em todos os níveis. O processamento da informação com a comunicação, abriu fronteiras com as novas formas de relacionamento e a crescente tendência na área de automação industrial, favorece que diferentes dispositivos comuniquem-se com outros de uma maneira cooperativa. No entanto, os maiores fabricantes de usinas de geração eólica ainda oferecem soluções proprietárias caixas pretas para as redes de campo, o que resulta numa diversidade de protocolos de sistemas, levando dependência desses fornecedores. Visando a interoperabilidade e flexibilidade de operação, grupos de pesquisadores defendem normas de padrão aberto, como a solução de redes e protocolos para todos, deixando os clientes livres. Nesta luta, a organização mais conhecida na área de energia eólica é a norma IEC 61400-25, especificamente para o sistema de monitoramento e comunicação livre entre diferentes fornecedores de equipamentos, porém a comunicação interna dos componentes da usina de energia eólica não está no âmbito desta norma. A faixa de aplicação da norma abrange parte da operação desse tipo de usina, incluindo turbina de vento, sistema de medição meteorológica, sistema elétrico e sistema de gestão, mas não inclui a linha relevante de alimentação e informação da subestação. Daí a interação com o sistema supervisório ScadaBR, desenvolvido em modelo open-source de licença gratuita. Propõe-se a aplicação de uma multi-plataforma baseada em Java, a partir de um servidor de aplicações, com o Apache Tomcat a escolha padrão. Considerando as exigências do modelo de comunicação presentes na Norma IEC 61400-25-2, define-se um modelo de informação para monitoramento e controle de usinas eólicas, para tal, parte-se do simulador de dados MatrikonOPC, por meio da interação cliente / servidor OPC DA (Object Linkingand Embedding for Process Control Data Access), com o software ScadaBR.

The goal of this project is to develop a system of supervision, communication and control, implemented in a free supervisory software the SCADABR for installed wind farms and/or to be installed in Brazil, from the considerations and recommendations of IEC 61400 - 25. The construction of complete wind farms with full automation, has led entrepreneurs to focus their efforts not only on profit and productivity, but also in: human capital, concerned with the management system, technological mastery and communication at all levels. Information processing with communication, opened borders with new forms of relationship and growing trend in the industrial automation field, which favors different devices to communicate with others in a cooperative way. However, the largest manufacturers of wind generation plants still offer proprietary solutions "black boxes" for the networks field, which results in a variety of protocols of systems, causing the client the full dependence on these suppliers. Aiming interoperability and flexibility of operation, groups of researchers advocate standards of open model, as the solution of networks and protocols for all, leaving customers free. In this struggle, the best-known organization in the field of wind energy is IEC 61400-25, specifically for the monitoring system and free communication among different equipment vendors, nevertheless internal communication of the components of wind power plant is not within the standard. The application range of the standard covers the operation of this kind of wind farm, including wind turbine, meteorological measurement system, electrical system and management system, but does not include the relevant line of the substation feeding and information. Hence, the interaction with the supervisory system SCADABR developed in "open-source" model of free license. It is proposed the application of a multi-platform Java-based, from an application server, like Apache Tomcat the standard choice. Considering the requirements of the present communication model in IEC 61400-25-2 it is defined a model of information for monitoring and control of wind power plants, to this end, part-data simulator MatrikonOPC through customer / OPC DA server interaction (Object Linking and Embedding for Process Control Data Access), with ScadaBR software. / O objetivo da pesquisa é desenvolver um sistema de supervisão, comunicação e controle, implementado em um software de supervisão livre o ScadaBR, para parques eólicos instalados e/ou a serem instalados no Brasil, a partir das considerações e recomendações da norma IEC 61400-25. A construção de parques eólicos completos, com automação total, tem levado os empreendedores a focalizar seus esforços não só no lucro e produtividade, mas também no: capital humano, preocupando-se com o sistema de gestão, domínio tecnológico e comunicação em todos os níveis. O processamento da informação com a comunicação, abriu fronteiras com as novas formas de relacionamento e a crescente tendência na área de automação industrial, favorece que diferentes dispositivos comuniquem-se com outros de uma maneira cooperativa. No entanto, os maiores fabricantes de usinas de geração eólica ainda oferecem soluções proprietárias caixas pretas para as redes de campo, o que resulta numa diversidade de protocolos de sistemas, levando dependência desses fornecedores. Visando a interoperabilidade e flexibilidade de operação, grupos de pesquisadores defendem normas de padrão aberto, como a solução de redes e protocolos para todos, deixando os clientes livres. Nesta luta, a organização mais conhecida na área de energia eólica é a norma IEC 61400-25, especificamente para o sistema de monitoramento e comunicação livre entre diferentes fornecedores de equipamentos, porém a comunicação interna dos componentes da usina de energia eólica não está no âmbito desta norma. A faixa de aplicação da norma abrange parte da operação desse tipo de usina, incluindo turbina de vento, sistema de medição meteorológica, sistema elétrico e sistema de gestão, mas não inclui a linha relevante de alimentação e informação da subestação. Daí a interação com o sistema supervisório ScadaBR, desenvolvido em modelo open-source de licença gratuita. Propõe-se a aplicação de uma multi-plataforma baseada em Java, a partir de um servidor de aplicações, com o Apache Tomcat a escolha padrão. Considerando as exigências do modelo de comunicação presentes na Norma IEC 61400-25-2, define-se um modelo de informação para monitoramento e controle de usinas eólicas, para tal, parte-se do simulador de dados MatrikonOPC, por meio da interação cliente / servidor OPC DA (Object Linkingand Embedding for Process Control Data Access), com o software ScadaBR.