Made available in DSpace on 2016-07-18T17:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FABIO_BENINCASA_Agronomia_02_07_2012.pdf: 854058 bytes, checksum: 5977b7bda5f28c21b5060e650a4e9387 (MD5) Previous issue date: 2012-05-21 / The monosaccharides (glucose and fructose) present in the sugarcane are reducing sugars because they have free carbonyl group, able to oxidize in the presence of oxidizing agents. The classical analytical methods (Lane-Eynon, Benedict, EDTA complexometric-, the Luff-Schoorl method, Musson-Walker, Somogyi-Nelson) based on the reduction of copper ions in alkaline solutions. Some industries use sucroalcooleiras methodology Lane-Eynon, other apparatus REDUTEC®, and others perform the calculation of RS (reducing sugar). The aim of this study was to understand the relationship between the variation of electric conductivity measurement in millivolts, mass wears and concentration of RS, with equipment similar to that proposed by Horii and Gonçalves, properly adapted, tested mathematical models with broth of sugar cane and held the automation of analyses. We used the apparatus REDUTEC ®, digital scales, peristaltic pump, digital camcorder, graphics and mathematical programs. It is concluded that there is a mathematical correlation between electrical conductivity (mv), RS. The mathematical model is statistically efficient solution of low concentration of RS (<0.3%). / Os monossacarídeos (glicose e frutose) presentes na cana-de-açúcar são açúcares redutores por possuírem grupo carbonílico livres, capazes de se oxidarem na presença de agentes oxidantes. Os métodos analíticos clássicos (Lane-Eynon, Benedict, complexométrica-EDTA, Luff-Schoorl, Musson-Walker, Somogyi-Nelson) baseiam-se na redução de íons cobre em soluções alcalinas. Algumas indústrias sucroalcooleiras utilizam a metodologia de Lane-Eynon, outras o aparelho REDUTEC® e outras realizam o calculo de AR (açúcares redutores). O objetivo do presente estudo foi compreender a relação entre a variação da condutividade elétrica medida em milivoltagem, massa gasta e concentração de AR, com aparelho semelhante ao proposto por Horii e Gonçalves, devidamente adaptado, testou-se modelos matemáticos com caldos de cana-de-açúcar e realizou-se a automação das análises. Utilizou-se o aparelho REDUTEC®, balança digital, bomba peristáltica, câmera de vídeo digital, programas matemáticos e gráficos. Conclui-se que existe uma correlação matemática entre condutividade elétrica (mv), massas gasta e AR, O modelo matemático gerado é eficiente estatisticamente, para solução de baixa concentração de AR (< 0,3%).

Os avanços tecnológicos no setor de Tecnologia de Informações (TI) têm revolucionando a relação entre pessoas e o mundo dos negócios através da conectividade. Esta conectividade agora avança para comunicação entre coisas, dotadas de capacidade de processamento, através daquilo que é chamado de Internet das Coisas (IoT). A IoT avança também na área de manufatura, incluindo máquinas, dispositivos, sensores e o próprio produto em processamento, possibilitando uma comunicação autônoma entre máquinas (M2M), produtos e sistemas. Conectada através da internet, esta comunicação não se limita apenas à fábrica, mas integra toda a cadeia produtiva através de redes colaborativas. É neste contexto que se desenha a mudança radical de paradigma para o conceito de Indústria 4.0 (I4.0). Diante desta mudança, os atores que participam da Cadeia de Fornecimento de Sistemas para Automação da Manufatura (CFSAM) também precisam rever suas estratégias e estar atentos às novas oportunidades e ameaças que surgem neste novo cenário. O objetivo deste estudo é compreender, do ponto de vista de gestão, a reação das indústrias de manufatura no Brasil aos paradigmas da I4.0, e os potenciais impactos e oportunidades que a I4.0 traz para estes atores. Este trabalho mostra, através de Estudo de Múltiplos Casos em onze empresas brasileiras, a reação a esta mudança na automação da manufatura e analisa os potenciais impactos e oportunidades para estes atores. A escolha das unidades de estudo foi feita por conveniência e focada principalmente no grupo de provedores de tecnologia e infraestrutura para a implantação da plataforma I4.0. O resultado deste estudo revelou que há uma baixa compreensão do que realmente é a I4.0 entre as empresas de manufatura no Brasil e que ainda estão pouco engajadas na implantação prática dos conceitos da I4.0, adotando uma estratégia de seguidores de tecnologia. A contribuição deste trabalho inclui o esclarecimento do que realmente é a I4.0 fazendo distinção entre conceitos básicos da I4.0 e suas possibilidades tecnológicas. Inclui ainda a identificação das principais reações ao paradigma I4.0 e a análise de oportunidades para os atores da CFSAM com base nas mesmas. O estudo conclui que apesar da I4.0 não dispor comercialmente da padronização das duas tecnologias básicas (arquitetura orientada a serviços e semântica), que não permitem o aproveitamento pleno de suas potencialidades ao longo de todas as camadas da ISA-95, os conceitos já estão sendo praticados parcial e gradativamente e estão mais avançados nas atividades de negócios. / Advances in Information Technology (IT) have revolutionized the relationship between people and the business world through connectivity. This connectivity now advances to communication between things, endowed with processing capacity, through the Internet of Things (IoT). IoT also advances in the manufacturing industry, including machines, devices, sensors and the product in process, enabling autonomous communication between machines (M2M), products and systems. This communication of things through internet is not limited to the factory, but integrates the entire production chain through collaborative networks. It is in this context that the radical paradigm shift is devised for the concept of Industry 4.0 (I4.0). Facing this change, actors in the Manufacturing Automation Systems Supply Chain (CFSAM) also need to review their strategies and be aware of the new opportunities and threats that arise in this new scenario. The objective of this study is to understand, from the management point of view, the reaction of the manufacturing industries in Brazil to the paradigms of I4.0, and the potential impacts and opportunities that I4.0 brings to these actors. This work shows, through a Multiple Case Study, in eleven Brazilian companies, the reaction to this change in manufacturing automation and analyzes the potential impacts and opportunities for these actors. The study units were chosen purposefully and focused mainly on the group of technology and infrastructure providers for the implementation of the I4.0 platform. The result of this study revealed that there is a poor understanding of what is really the I4.0 among manufacturing companies in Brazil and that they are still little engaged in the practical implementation of the concepts of I4.0, adopting a strategy of technology followers. The contribution of this work includes the clarification of what really I4.0 is, distinguishing between basic concepts of I4.0 and its technological possibilities. It also includes the identification of the main reactions to the I4.0 paradigm and the analysis of opportunities for CFSAM actors based on them. The study concludes that although I4.0 does not commercially dispose of the standardization of the two basic technologies (service oriented architecture and semantics), which do not allow the full use of its potentialities across all ISA-95 layers, concepts already are being practiced partially and gradually, and are more advanced in the upper business layers.

Ferramentas de simulação de barramentos de comunicação de chão de fábrica (fieldbuses) têm aplicação industrial durante a fase de projeto de malhas de controle, pois permitem a prévia avaliação do desempenho de tais malhas bem como o treinamento de operadores do sistema de controle. Este trabalho descreve uma ferramenta de simulação de fieldbus com foco na camada de aplicação de blocos funcionais Foundation Fieldbus que preenche os requisitos acima citados em uma plataforma única e autônoma em relação a fabricantes do sistema de controle e, para além disso, tem aplicação no ambiente industrial por usuários de fieldbus como uma ferramenta no desenvolvimento de blocos funcionais \"customizados\", bem como no ambiente acadêmico como ferramenta didática para ensino de sistemas de controle distribuídos. / Fieldbus simulation tools are used in the industry during the planning stages of control network implementations since they allow for a pre-evaluation of the network\'s performance as well as providing a training environment for the control systems operators. This thesis describes a fieldbus simulation tool focused on the Foundation Fieldbus functional blocks application layer that meets the requirements mentioned above within a single vendor independent platform. Additionally, the tool can be used by industrial fieldbus users developing custom functional blocks and, in an academic environment, as an application for teaching distributed control systems.

A busca constante por soluções mais eficientes, tanto no âmbito técnico como econômico, tem levado à crescente adoção de sistemas de automação baseados em redes de controle e transdutores inteligentes. A fragmentação desse mercado, no entanto, decorrente da proliferação de inúmeros protocolos e especificações para as redes de controle, impõe restrições e entraves ao desenvolvimento dos transdutores e dos sistemas de automação. A família de normas IEEE 1451 procura atenuar esse problema propondo interfaces padronizadas entre os transdutores e as redes, permitindo separar o projeto do transdutor da escolha da rede de controle. Neste trabalho foi desenvolvido um transdutor inteligente baseado na norma IEEE 1451.2 (STIM) e sua interface para a rede de controle LonWorks (NCAP). Através do desenvolvimento e avaliação dos protótipos foi verificada a aplicabilidade da norma e dos conceitos gerais da IEEE 1451, comprovando ainda seu uso em uma rede para a qual, no presente momento, não se tem conhecimento de solução similar. Constatou-se também que um transdutor inteligente baseado na IEEE 1451.2 pode ser desenvolvido com ferramentas e componentes comerciais de fácil acesso e baixo custo, e que é possível agregar os benefícios da IEEE 1451 às qualidades presentes nas redes LonWorks. Verificou-se ainda que a aceitação da IEEE 1451 no mercado é ainda incipiente, sendo imprescindível a publicação das demais normas que compõe a família para facilitar e incentivar sua adoção e disseminação. / The need for more efficient and cost-effective solutions in the control and automation market drives the increasing demand for systems based on control networks and smart transducers. However, the fragmented nature of the control network market hinders the development of solutions based on such technologies. The IEEE 1451 family of standards tries to solve this problem by specifying a common set of interfaces between the transducers and the control networks, isolating the transducer\'s project from the choice of networks. In this work, a smart transducer based on the IEEE 1451.2 standard (STIM) and its interface module to a LonWorks network (NCAP) were developed. Through the development and evaluation of the prototypes, the applicability of the standard and the concepts involved in the IEEE 1451 were verified. It was confirmed that a smart transducer based on the IEEE 1451.2 standard can be developed with low-cost, off-the-shelf components and software tools, and that it is possible to combine the benefits of the IEEE 1451 with the qualities of the LonWorks system. It was also perceived that the acceptance of the IEEE 1451 in the market is quite low, and that the release of the remaining standards that make up the IEEE 1451 family is essential for its success.

Este trabalho analisa o uso do protocolo WirelessHART para a implementação de sistemas de controle em laço fechado. São discutidas possíveis arquiteturas de implementação de laços de controle, as quais se diferem basicamente pelo local na arquitetura do sistema de controle em rede em que o controlador será executado. Optou-se pela análise do comportamento do protocolo WirelessHART numa arquitetura que considera o módulo de controle localizado num dispositivo host, o qual se comunica via HART-UDP com o gateway da rede. Para a análise da proposta desta dissertação foram descritos os mecanismos necessários para a realização do laço de controle sobre uma rede WirelessHART real, em um ambiente que apresenta todas as características de uma instalação industrial. Os resultados obtidos mostram que, com a arquitetura proposta, o laço de controle apresenta latências não determinísticas. Para a realização deste trabalho, foram apresentados dois estudos de caso: (i) o controle de uma válvula comumente utilizada na indústria de petróleo; (ii) e um processo simulado, que considera um controlador baseado em eventos, onde o sinal de controle é calculado de acordo com os tempos de comunicação permitidos pela rede entre o controlador e o processo. Os resultados obtidos mostram que é possível efetuar controle apesar dos atrasos ocasionados pela rede, desde que sejam levados em conta estes atrasos no cálculo do sinal de controle, podendo assim mostrar há degradação no desempenho do sistema sob controle. / This work analyzes the use of WirelessHART protocol for the implementation of closed-loop control systems. It discusses possible architectures for implementing control loops, which differ by the location where the controller is executing. For the performance evaluation of the WirelessHART protocol behavior, an architecture that considers the control module located in a device, which communicates via Hart-UDP with the network gateway. The Experimental evaluations presented in this dissertation were performed in a setting that has all the characteristics of an industrial installation. The results showed that in the proposed architecture, the control loop has not deterministic latencies. Two case studies were carried on: (i) the control of a valve commonly used in oil and gas industrial applications; (ii) and a simulated process that considers an event-based controller where the control signal is calculated according to the communication time allowed by the network between the controller and the process. The results show that it is possible to perform control despite network delays, when taking into account the delays in the calculation of the control signal.

A busca constante por soluções mais eficientes, tanto no âmbito técnico como econômico, tem levado à crescente adoção de sistemas de automação baseados em redes de controle e transdutores inteligentes. A fragmentação desse mercado, no entanto, decorrente da proliferação de inúmeros protocolos e especificações para as redes de controle, impõe restrições e entraves ao desenvolvimento dos transdutores e dos sistemas de automação. A família de normas IEEE 1451 procura atenuar esse problema propondo interfaces padronizadas entre os transdutores e as redes, permitindo separar o projeto do transdutor da escolha da rede de controle. Neste trabalho foi desenvolvido um transdutor inteligente baseado na norma IEEE 1451.2 (STIM) e sua interface para a rede de controle LonWorks (NCAP). Através do desenvolvimento e avaliação dos protótipos foi verificada a aplicabilidade da norma e dos conceitos gerais da IEEE 1451, comprovando ainda seu uso em uma rede para a qual, no presente momento, não se tem conhecimento de solução similar. Constatou-se também que um transdutor inteligente baseado na IEEE 1451.2 pode ser desenvolvido com ferramentas e componentes comerciais de fácil acesso e baixo custo, e que é possível agregar os benefícios da IEEE 1451 às qualidades presentes nas redes LonWorks. Verificou-se ainda que a aceitação da IEEE 1451 no mercado é ainda incipiente, sendo imprescindível a publicação das demais normas que compõe a família para facilitar e incentivar sua adoção e disseminação. / The need for more efficient and cost-effective solutions in the control and automation market drives the increasing demand for systems based on control networks and smart transducers. However, the fragmented nature of the control network market hinders the development of solutions based on such technologies. The IEEE 1451 family of standards tries to solve this problem by specifying a common set of interfaces between the transducers and the control networks, isolating the transducer\'s project from the choice of networks. In this work, a smart transducer based on the IEEE 1451.2 standard (STIM) and its interface module to a LonWorks network (NCAP) were developed. Through the development and evaluation of the prototypes, the applicability of the standard and the concepts involved in the IEEE 1451 were verified. It was confirmed that a smart transducer based on the IEEE 1451.2 standard can be developed with low-cost, off-the-shelf components and software tools, and that it is possible to combine the benefits of the IEEE 1451 with the qualities of the LonWorks system. It was also perceived that the acceptance of the IEEE 1451 in the market is quite low, and that the release of the remaining standards that make up the IEEE 1451 family is essential for its success.

A rede PROFIBUS DP é o barramento de campo mais utilizado na indústria mundial atualmente. Com o uso cada vez maior desta rede de \"chão de fábrica\" nas plantas industriais, o diagnóstico rápido de falhas tornou-se extremamente necessário e importante, o que permite minimizar os tempos de parada da instalação e consequentes prejuízos no processo produtivo. Este trabalho apresenta o estudo de técnicas baseadas em Redes Neurais Artificiais (RNA) que serão utilizadas em um trabalho futuro para se fazer um diagnóstico rápido de uma rede PROFIBUS em caso de falha, permitindo através dos conceitos básicos apresentados, uma análise criteriosa do seu desempenho. Inicialmente são apresentados conceitos básicos sobre as redes PROFIBUS DP, tais como arquitetura e versões do protocolo, a descrição da Camada Física, dentre outros assuntos relevantes. Nas etapas seguintes, serão apresentados outros tópicos importantes para entendimento do projeto como, conceitos sobre RNA e métodos de pré-processamento do sinal colhido no osciloscópio. / The PROFIBUS (Process Field Bus) DP is the most popular fieldbus communication used in the worldwide industry. With the increasing use of this network fieldbus in industrial plants, the rapid faults diagnosis has become extremely necessary and important, which minimizes the lodgments time and consequent losses in the production process. This work is based into a Artificial Neural Networks (ANN) tool that will be used to make a rapidly diagnosis of a PROFIBUS network in case of failure, allowing through basic concepts, a careful review of their performance. First the basics of PROFIBUS DP networks are presented, such as architecture and protocol versions, a description of the Physical Layer, among other relevant issues. In the following steps, others important topics to understand the project will be shown, such as, concepts of ANN and pre-processing methods from collected signal.

Este trabalho apresenta e implementa um algoritmo de escalonamento para a tecnologia Foundation Fieldbus. O algoritmo denominado FFSMART escalona as mensagens de comunicação cíclica ou periódica entre os dispositivos de campo que estão no barramento fieldbus. Trata-se de um algoritmo de escalonamento pré-run-time, que permite atender às restrições de precedência dos blocos funcionais, personalizando e otimizando o uso dos recursos do sistema. O algoritmo foi implementado na linguagem de programação Visual Basic e sua validação ocorreu em um ambiente real de aplicação através de estratégias de configuração, cujos resultados foram satisfatórios. / This dissertation presents and implements a scheduling algorithm for the Foundation Fieldbus technology. The algorithm named FFSMART schedules cyclic or periodic communication messages among field devices connected to a fieldbus. The FFSMART is a pre-runtime scheduling algorithm, which allows meeting the restrictions of precedence from function blocks, customizing and optimizing the use of the system resources. The algorithm was implemented using the Visual Basic programming language and validated in a real application environment using configuration strategies, and the results were satisfactory.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnia e Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2013

A rede PROFIBUS DP é o barramento de campo mais utilizado na indústria mundial atualmente. Com o uso cada vez maior desta rede de \"chão de fábrica\" nas plantas industriais, o diagnóstico rápido de falhas tornou-se extremamente necessário e importante, o que permite minimizar os tempos de parada da instalação e consequentes prejuízos no processo produtivo. Este trabalho apresenta o estudo de técnicas baseadas em Redes Neurais Artificiais (RNA) que serão utilizadas em um trabalho futuro para se fazer um diagnóstico rápido de uma rede PROFIBUS em caso de falha, permitindo através dos conceitos básicos apresentados, uma análise criteriosa do seu desempenho. Inicialmente são apresentados conceitos básicos sobre as redes PROFIBUS DP, tais como arquitetura e versões do protocolo, a descrição da Camada Física, dentre outros assuntos relevantes. Nas etapas seguintes, serão apresentados outros tópicos importantes para entendimento do projeto como, conceitos sobre RNA e métodos de pré-processamento do sinal colhido no osciloscópio. / The PROFIBUS (Process Field Bus) DP is the most popular fieldbus communication used in the worldwide industry. With the increasing use of this network fieldbus in industrial plants, the rapid faults diagnosis has become extremely necessary and important, which minimizes the lodgments time and consequent losses in the production process. This work is based into a Artificial Neural Networks (ANN) tool that will be used to make a rapidly diagnosis of a PROFIBUS network in case of failure, allowing through basic concepts, a careful review of their performance. First the basics of PROFIBUS DP networks are presented, such as architecture and protocol versions, a description of the Physical Layer, among other relevant issues. In the following steps, others important topics to understand the project will be shown, such as, concepts of ANN and pre-processing methods from collected signal.