No mercado altamente globalizado de hoje, a manutenção dos equipamentos tem se tornado um fator crucial para as empresas dos mais diversos segmentos. Técnicas de manutenção baseadas no nível de degradação dos equipamentos estão sendo preferidas em detrimento das técnicas tradicionais como manutenção corretiva e preventiva, e trazem benefícios como tempos de paradas reduzidos, tarefas de manutenção facilitadas e melhor gerenciamento de ativos. Com o desenvolvimento das técnicas de manutenção inteligente, os sistemas embarcados que comportarão estes algoritmos necessitarão cada vez mais de alta flexibilidade, combinada com alta velocidade de processamento e baixo consumo. Em outras palavras, eles tornam-se cada vez mais complexos, o que tem impacto direto no projeto destes sistemas. Neste contexto, a programação baseada em modelos em conjunto com a capacidade de geração automática de código para uma dada plataforma tem despertado grande interesse. O presente trabalho tem como objetivo realizar a análise dos espaços de projeto e também do desempenho de diferentes implementações para algoritmos de manutenção inteligente quando executados em hardware e software. A partir de implementações disponíveis nos ambientes MATLAB e LabVIEW™ de um sistema de manutenção inteligente chamado Watchdog Agent™, e utilizando ferramentas de geração automática de código, o desempenho dos sistemas de manutenção gerados é comparado usando-se parâmetros como tempo de execução e ocupação de memória ou da área do FPGA. Para os testes são utilizados dados de vibração coletados de uma bancada de testes composta por um atuador eletromecânico para válvulas. / In today’s highly globalized market, equipment maintenance has become a crucial factor for companies from several segments. Maintenance strategies based on equipment’s condition level are being preferred in place of traditional techniques such as corrective and preventive maintenance, and incur in benefits such as reduced downtime, facilitated maintenance tasks and better assets management. With the development of intelligent maintenance techniques, the embedded systems that will be used with such algorithms will need increasingly more flexibility, combined with high processing speed and low power consumption. In other words, they became increasingly more complex, what directly impact in their project. Within this context, model based engineering associated with automatic platform-specific code generation capabilities are of great interest. This work has as objective to perform a design space exploration by analyzing the performance of different implementations for intelligent maintenance algorithms when executed in hardware and software. Based on implementations available in MATLAB™ and LabVIEW™ environments of an intelligent maintenance system called Watchdog Agent, and using automatic code generation tools, the performance of the generated systems are compared using parameters such as execution time and memory or FPGA area occupation. For the validation tests, vibration data collected from a test bench composed by an electric mechanical actuator will be used.

Redes de sensores sem fio tem ganhado grande destaque em diferentes aplicações, tais como, domésticas, comercial e industrial, trazendo mais flexibilidade e mais conveniência em nossas vidas. Entretanto, seu desempenho é influenciado por diversos fatores como, por exemplo, características do ambiente de propagação das ondas de rádio e outras tecnologias de comunicação sem fio que podem coexistir em uma mesma área de cobertura. Os recursos utilizados nas comunicações sem fio são limitados e muitas vezes não exclusivos possibilitando interferências provenientes de diferentes tipos de fontes. O presente trabalho busca soluções para o uso mais eficiente dos recursos da rede de comunicação sem fio, são investigados e propostos métodos adaptativos para uma rede sem fio industrial, o protocolo WirelessHART, utilizando mecanismos dinâmicos de sensoriamento de espectro e seleção de canal entre os dispositivos da rede. É apresentado uma arquitetura de gerenciamento do espectro em conformidade com o protocolo, baseado em sensoriamento do espectro distribuído e no monitoramento do desempenho das comunicações. A arquitetura utilizada permite a classificação de um conjunto de canais específicos entre os pares de dispositivos durante a operação da rede de comunicação. O trabalho demonstra o desempenho dos mecanismos desenvolvidos para a detecção de interferências com redes do tipo IEEE 802.11. / Wireless sensor networks have been expanding rapidly in many applications for different areas such as residential, office and industrial. Wireless connections bring many advantages as installation feasibility, scalability, mobility and reduce infrastructure costs. However, wireless network performance is affected by many factors as, for example, environment characteristics and other wireless communication technologies at the same coverage area. The wireless communication resources are limited and many times shared, allowing interferences from different kind of electromagnetic sources. This work presents a solution for an efficient use of the wireless communication network resources, investigate and propose adaptive methods for an industrial wireless network, the WirelessHART protocol, using dynamic mechanisms of spectrum sensing and channel selection between the devices. A protocol spectrum management architecture based on distributed sensing and monitoring of communications performance is presented, in compliance with WirelessHART protocol, allowing the classification of a set of specific channels between peer devices during the communication network’s operation. Also, it is presented the channel selection performance for IEEE 802.11 interference.

No âmbito industrial, o custo empregado na manutenção de equipamentos ainda representa uma grande parcela dos investimentos. Dessa forma, o desenvolvimento de técnicas de manutenção, e o seu correto planejamento, cada vez mais estão assumindo papeis de grande importância nesse setor, visto que impactam diretamente no fator econômico das empresas. Neste sentido, o trabalho em questão apresenta a proposta de uma arquitetura orientada a serviços para um sistema de manutenção inteligente, a fim de possibilitar a integração de forma facilitada entre equipamentos e as ferramentas de análise de degradação. A arquitetura é composta por diferentes entidades, cada uma responsável por determinada tarefa para o funcionamento do sistema. No trabalho, as entidades são implementadas e experimentos são realizados a fim de validar a solução proposta. / In the industrial field, the costs associated with equipment’s maintenace still represents a large portion of the financial resources available to a company. Therefore, new researches in maintenance systems, and the correct task planning, are growing, since they impact directly on the economic side of the companies. Thus, current work presents a service-oriented architecture for maintenance systems integration. The proposed architecture intends to facilitate the integration of equipments and degradation analysis tools. The architecture is comprised of several entities, where each one is responsible for executing a given task in order to keep the system running properly. In this work, all the entities are implemented and experiments are performed in order to validate the proposed system.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-10-20T15:04:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_RenataLins.pdf: 5938202 bytes, checksum: 0c7f992a3f1f93b7144bcfd0d48238f5 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-10-20T15:05:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_RenataLins.pdf: 5938202 bytes, checksum: 0c7f992a3f1f93b7144bcfd0d48238f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-20T15:05:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_RenataLins.pdf: 5938202 bytes, checksum: 0c7f992a3f1f93b7144bcfd0d48238f5 (MD5) / É de suma importância que os operadores e engenheiros responsáveis por uma planta industrial tenham domínio do processo e se sintam seguros com relação a possíveis eventos anormais e falhas de equipamentos, pois decisões erradas podem se transformar em desastres. O uso de simuladores é uma excelente maneira de satisfazer esse objetivo, pois é capaz de fornecer resultados próximos à realidade sem envolver riscos de segurança e econômicos. Com base nisto, o objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de um simulador dos sistemas de automação e segurança e que emule a operação de maneira similar a uma planta real. Esta ferramenta auxilia no treinamento e capacitação de operadores no que diz respeito à parte de segurança e irá possibilitar a análise de intertravamentos e o manuseio de controladores lógicos programáveis, equipamentos robustos e complexos normalmente utilizados no sistema de segurança de uma indústria

Esta dissertação trata de um estudo e o desenvolvimento de uma proposta de um ambiente de aprendizagem, para qualquer instituição de ensino superior, em três níveis de ensino da área de controle e automação: graduação, pós-graduação Lato Sensu e Stricto Sensu. Primeiramente, foram feitas visitas aos laboratórios em universidades e entrevistas com professores que ministram as disciplinas de controle e automação nos três níveis de aprendizagem. Foram constatadas virtudes e fragilidades metodológicas na questão da prática laboratorial em relação a aspectos industriais na área de engenharia elétrica de três instituições do Estado do Rio de Janeiro, sendo uma federal, uma estadual e outra privada. Posteriormente, foram analisados mecanismos e instrumentos necessários para interagir com modelos experimentais propostos nas entrevistas de maneira didática, para fins de constituir o ambiente de aprendizagem em automação, no qual foi eleito o LABVIEW como a interface mais favorável para aplicação de controles, mantendo uma analogia de cunho prático-industrial. A partir dessas análises foram sugeridos ainda elementos típicos de automação e três estudos de caso: um sistema térmico, um controle de velocidade de motores e um pêndulo invertido, por meio de controles simples e avançados como o controlador nebuloso, caracterizando-se pelo fortalecimento da atividade acadêmico-industrial / This dissertation is a study and develop a proposal for a learning environment, to any institution of higher education, three levels of education in the area of control and automation: undergraduate, graduate and Lato Sensu stricto sensu. First, visits were made to laboratories in universities and interviews with teachers who teach the disciplines of automation and control in three levels of learning. Strengths and weaknesses were found in the methodological issue of laboratory practice in relation to industrial aspects of electrical engineering in the area of three institutions in the State of Rio de Janeiro, being one federal, one state and one private. Subsequently, we analyzed mechanisms and instruments to interact with experimental models proposed in the interviews in a didactic manner for the purpose of providing the learning environment in automation, in which he was elected as the LABVIEW interface more favorable for the application of controls, keeping an analogy for practical industrial. From these analysis have been suggested yet typical elements of automation and three case studies: a thermal system, a speed control motor and an inverted pendulum, through simple and advanced controls such as fuzzy control, characterized by the strengthening of academic-industrial activity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:57:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 103922.pdf: 11229352 bytes, checksum: 262c588f3566bb00740bf6cc8e81fa96 (MD5) Previous issue date: 1996 / Desenvolveu-se um sistema produtivo completamente automatizado formado pela integração de duas células flexíveis de manufatura (FMCs) que simula a fabricação e a montagem de peças. Cada FMC foi implementada a partir da utilização de dispositivos didáticos, tais como: robôs XR4 e SCARA, esteiras transportadoras de peças e estações de montagem. A integração desses dispositivos numa célula foi feita através do controlador do robô, o qual é comandado pelo software de gerenciamento da célula (gerente FMC) ahzés do driver de comunicação desenvolvido. As características, atribuições, estrutura de execução interna e estrutura dos menus dos gerentes FMC estão detalhadamente descritos na dissertação, onde também está feita uma descrição de redes de Petri interpretadas, as quais são utilizadas nos gerentes FMC para implementação das atividades de atendimento à célula, tais como por exemplo: controlar os robôs, coordenar a seqüência das atividades a serem executadas pela célula e estabelecer a integração e o sincronismo entre as FMCs. A integração das células foi feita através de duas esteiras transportadoras, a partir da troca de informações entre os gerentes das células.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:40:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308818.pdf: 2546575 bytes, checksum: 29bdee767f8a92f335a50185b888c789 (MD5) / Atualmente, tem se considerado cada vez mais o uso de redes sem fios em sistemas de automação industrial e controle de processos. Sistemas de Controle via Rede são exemplos de aplicações em que busca-se implantar em ambientes industriais. Para estes tipos de aplicações, o suporte à serviços de comunicação tempo real é uma das maiores necessidades. Tradicionalmente, aplicações de tempo real industriais assumem que nenhuma amostra será perdida durante os ciclos de controle. Contudo, alguns estudos realizados nos últimos anos indicam que os efeitos dos descartes de mensagens frente ao desempenho dos sistemas de controle podem ser compensados com emprego de outras técnicas. O padrão IEEE 802.15.4 têm se mostrado uma solução atrativa para uma vasta gama de aplicações no campo das Redes de Sensores sem Fios e mais recentemente no campo da instrumentação sem fios. Sendo assim, esta tese tem por objetivo principal propor abordagens de provimento de Qualidade de Serviço (QoS) em redes IEEE 802.15.4 para aplicações de tempo real que tolerem perdas de deadline. Primeiramente, um mecanismo de priorização de tráfego para dispositivos de tempo real, durante períodos de acesso com contenção (CAP) foi proposto. Este mecanismo, denominado DDBP, oferece de forma descentralizada aos dispositivos que desejam realizar suas transmissões durante o CAP, priorização de acesso ao meio de comunicação de acordo com a distância para falha dos dispositivos. Posteriormente, duas abordagens de escalonamento durante períodos de acesso sem contenção (CFP) foram propostas: abordagem SDBP, a qual oferece garantias de atendimento de deadline às aplicações, através de um teste de escalonabilidade determinístico e uma heurística on-line de priorização de mensagens; e abordagem (m,k)-spin, a qual apresenta uma análise de escalonabilidade baseada no conceito de período de nível de ocupação. As abordagens propostas voltadas para o escalonamento durante o CFP oferecem garantias temporais para as aplicações com restrições de QoS, modeladas de acordo com o modelo de tarefas (m,k)-firm. Dispositivos que não conseguem realizar suas transmissões durante períodos livres de contenção, poderão realizar suas transmissões utilizando a abordagem de priorização de tráfego tempo real desenvolvida para o CAP. / In the last few years, the use of wireless networks has been increasingly seen in industrial automation and process control. Network Control Systems are examples of driving applications in industrial environments. For these types of applications, support for real-time communications services is one of the major requirements. In traditional approaches, many of these real-time applications assume no data losses during the control cycle. However some more recent studies indicate that the effect of control messages discards upon the performance of the control systems may be significantly encompassed with the adoption of other techniques. The IEEE 802.15.4 protocol is an attractive solution for a wide range of applications in the field of Wireless Sensors Networks and more recently in the field of wireless instrumentation. Thus, this thesis aims to propose approaches to providing Quality of Service (QoS) in IEEE 802.15.4 for real-time applications that tolerate deadline misses. First, a mechanism for prioritizing traffic for real time devices during Contention Access Periods (CAP) was proposed. This mechanism, called DDBP offers in a decentralized way, priority access in accordance to the distance to device failure. Subsequently, two approaches to scheduling during Contention Free Periods (CFP) were proposed: SDBP approach which provides deadlines guarantees by the adoption of a deterministic scheduling test and an on-line prioritization heuristic; and (m,k)-spin approach, which presents a schedulability analysis based on the busy period concept. The proposed approaches applied to the CFP scheduling provide temporal guarantees for applications with QoS constraints, modelled according to the (m,k)-firm task model. Devices that cannot perform their transmissions during contention free periods, can try to perform their transmissions using the real-time traffic prioritization approach developed for the CAP.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T00:36:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193677.pdf: 27339723 bytes, checksum: ccb08ec49b5e980fbfcf2e4a681e09f8 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema para configuração, monitoração e testes de uma rede de sensores e atuadores numa célula autônoma de manufatura. O sistema desenvolvido é um aplicativo híbrido que utiliza os melhores pontos de duas das principais linguagens de programação OOP existentes e dominantes do mercado, C/C++ e Java. Como um dos objetivos primordiais deste sistema é a possibilidade de monitoração e controle da rede de sensores/atuadores remotamente, a técnica de utilizar a independência de plataforma da linguagem Java, rodando em qualquer lugar, em qualquer sistema operacional, até mesmo nos Web Browsers comerciais foi relevante. Além disso, a existência de uma arquitetura cliente/servidor desenvolvida em linguagem C/C++ (a linguagem dominante no setor industrial) e a possibilidade de integração entre Java e C/C++ através de JNI (Java Native Interface) satisfez todos os requisitos de autonomia, modularidade, padronização, intercambiabilidade, evolutividade exigidos pelo projeto APZ (Autonomous Production Zell). O projeto APZ consiste no desenvolvimento de uma célula de produção totalmente autônoma. Assim, o sonho do fim da dependência das empresas que utilizam máquinas-ferramentas em relação aos desenvolvedores destas máquinas estaria se tornando realidade. O sistema desenvolvido é peça integrante do projeto da Célula Autônoma de Manufatura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-19T15:02:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:42:49Z : No. of bitstreams: 1 190735.pdf: 5608476 bytes, checksum: 48586cd1377cb127d7ff6ab406e8ff8a (MD5) / O presente trabalho refere-se a um estudo que trata das novas tecnologias de informação e comunicação, e sua aplicabilidade da gestão de projetos, considerando empresas de tecnologia, do ramo de automação industrial. A gestão de projetos, neste ambiente competitivo e global que vivemos, torna-se uma das mais complexas funções que um profissional pode exercer, e, consequentemente, de suma importância à sobrevivência da empresa. O impacto das mudanças tecnológicas aliado a gestão de projetos, abre frente para uma gestão totalmente nova: gestão de projetos frente aos recursos tecnológicos da era da informação. As empresas prestadoras de serviços para automação industrial são caracterizadas por possuírem um fluxo contínuo de projetos: sua função principal é a execução destes projetos. Essas organizações necessitam obter e disponibilizar informações de forma rápida e efetiva para acompanhar as tendências de mercado, atendendo e superando as expectativas dos clientes através da otimização da relação custo x benefício de seus serviços. Além disto, necessitam alcançar os melhores níveis de desempenho relacionados à qualidade e produtividade, o que significa ter agilidade e rapidez em seus processos internos. Este estudo foi baseado em inovações tecnológicas, tendo como meta a minimização do problema das distâncias geográficas e uma maior integração dos processos e dos profissionais envolvidos. Assim, a internet passa a ter fundamental importância como ferramenta de comunicação, de baixo custo, e já popularizada como um revolucionário instrumento de trabalho em todos os tipos de organização. A partir desta filosofia elaborou-se um modelo conceitual intitulado EVP: Escritório Virtual de Projetos, uma sistema que inclui todas as técnicas e ferramentas necessárias nos processos de planejamento, iniciação, execução e encerramento de projetos para empresas de tecnologia, baseada na filosofia de groupware, ou de redes, aplicadas à internet: o meio físico de compartilhamento de todos os documentos (informações) do projeto. O EVP proporciona uma compreensão (visão) sistêmica de todas as partes relacionadas nos projetos, elucidando os principais aspectos de uma estrutura virtual de projetos, tornando-se de forma efetiva uma macro ferramenta no auxílio da gestão, e uma alternativa (ou necessidade) viabilizada pela rede mundial de computadores: a internet.

O presente trabalho trata da implementação de um sistema de visão robótica para reconhecimento de formas bidimensionais e transformação do contorno em trajetória para um manipulador industrial. A aquisição da imagem ocorre através de uma câmera CCD sobre a área específica de captura. O uso de uma webcam também é testado. A imagem captada é enviada para o computador com processamento realizado em MATLAB, através de rotina de software de controle, escrita em VB.NET. São analisadas variações de contraste e resolução com objetos distintos, onde o sistema identifica os pixels que delimitam o contorno do objeto utilizando limiarização pelo Método de Otsu e algoritmos morfológicos. A posição de cada pixel é processada, transformada em coordenadas cartesianas e enviada para o controle do manipulador robótico, que efetua a trajetória, simulando um processo industrial. A transmissão ao controle do manipulador é realizada em protocolo especial, via porta paralela de um microcomputador à placa de aquisição de sinais digitais do controle do manipulador. Um processo de simulação em uma célula de manufatura proposto para validar o sistema, identifica objetos distintos que chegam de forma desordenada através de uma esteira transportadora. / This work approaches the implementation of a robotics vision system to recognize 2D forms and contour transformation in trajectory to an industrial manipulator. The image acquisition occur by CCD video camera on the specific capture area. A webcam system is also tested. The captured image is sent to a MATLAB computer processing, through a control software routine, written in VB. NET. The contrast and resolution changes are analyzed with different objects where the system identifies the pixels of object contour using Otsu’s Thresholding Method and morphological algorithms. The position of each pixel is processed, transformed in cartesian coordinates and sent to the robotic manipulator control, which executes the trajectory simulating an industrial process. The transmission to the manipulator control is realized in a special protocol, using the parallel port of computer and a digital signal acquisition card of the manipulator control. A simulation process in a manufacturing cell is aimed to validate the system, identifying distinct objects that coming in a disorientated form from a belt conveyor.