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.

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T21:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Koyama_MauroFerreira_M.pdf: 25636098 bytes, checksum: 6b414abe73aa2683d7a65bde5c1eae21 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se uma proposta de infra-estrutura de comunicação e processamento para um Sistema Automatizado de Produção (SAP). Conceitua-se o SAP, de acordo com uma descrição em tres eixos: funcional, informação e comunicação. Utiliza-se as classificações correntes para estes eixos, para o eixo funcional é usado o modelo de cicno camadas do National Bureau of Standards (NBS), para o eixo de comunicação o modelo de referencia para sistemas abertos da ISO e para o eixo de informação um modelo baseado nos trabalhos do ANSI/SPARC...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This study presents a proposal for a communication and processing infrastructure to be used on the factory floor. A tripartite model encompassing, function, information and communication, is used to define the problem. The NBS Model is used for determination of the functional part, the ISO Reference Model for the communication part and the ANSI/SPARC Architecture for the part...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:01:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_Edgardde_M.pdf: 7963603 bytes, checksum: 2367f527033215563011ba0f4b968d03 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo:Através da integração de conhecimentos nas diferentes áreas de engenharia, física, matemática e computação, surgiu uma ciência multidisciplinar denominada mecatrônica. Com o rápido avanço das tecnologias e a crescente demanda por soluções que as acompanhem, criou-se uma necessidade no mercado tecnológico de reduzir o tempo de implementação de um projeto através da utilização de ferramentas de prototipagem rápida que permitissem a integração de conhecimentos e implementação do ciclo em V de desenvolvimento de um produto em ambiente virtual. O objetivo do presente trabalho é a apresentação de metodologias de Prototipagem Rápida de Dispositivos Mecatrônicos com ênfase em Instrumentação Virtual, através de ambiente voltado à capacitação e desenvolvimento de projetos na área de automação industrial, onde os principais conceitos possam ser verificados e posteriormente implementados e validados através de problemas industriais, fornecendo subsídios para a análise e estratégias para concepção destas aplicações / Abstract: Through the integration of knowledge in the different areas of engineering, physics, mathematics and computation had appeared a science to multidiscipline called mecatronic. With the fast advance of the technologies and the increasing demand for solutions follow that them, created a necessity in the technological market to reduce the time of implementation of a project being originated tools of fast prototyping that they allowed to the integration of knowledge and implementation of the cycle in V of development of a product in virtual environment. The objetive of this work is the presentation of methodologies Rapid Prototyping of Mechatronics Systems based in Virtual Instrumentation, through environment facing the training and development of projects in the area of industrial Automation, can be checked and subsequently implemented and validated in practice, providing subsidies for the analysis and strategies for design of these applications / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Maurício Rosário / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:54:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quesada_RicardoCarvalho_M.pdf: 5882863 bytes, checksum: c81566e2d212d4e33713e3b68eca499e (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A necessidade atual de procedimentos automatizados em ambientes industriais exige o desenvolvimento e utilização de métodos, ferramentas e dispositivos com o objetivo de prototipagem rápida para a concepção, especificação e validação desses ambientes industriais, justificando ainda que a subutilização de dispositivos, que nesta área pode apresentar um custo elevado e se for demorado, à obsolescência dos equipamentos utilizados, fazendo com que a empresa não tenha gastos desnecessários e possa otimizar seu funcionamento. Este trabalho tem como objetivo, desenvolver metodologias, a partir da utilização de ferramentas disponíveis no mercado para a concepção de células automatizadas em ambientes industriais com integração de dispositivos robóticos. Para o desenvolvimento e validação dos conceitos e ferramentas apresentados nesse trabalho será realizado um estudo de caso, com a modelagem de dispositivos industriais utilizando o software de programação off-line de robôs RobotStudioTM, o formalismo GRAFCET como ferramenta de modelagem e integração de Sistemas Automatizados, e o ambiente LabviewTM para supervisão e controle, de modo a permitir a completa automação desse estudo de caso, e ainda a possibilidade de estabelecer que o sistema seja controlado remotamente através de comunicação via WEB / Abstract: The current need for automated procedures in industrial environments requires the development and use of methods, tools and devices for the purpose of rapid prototyping for the design, specification and validation of these industrial environments, yet justifying the underuse of devices that this area may have a high cost and if delayed, the obsolescence of the equipment used, making the company has not unnecessary expenses and can optimize its operation. This paper aims to develop methodologies, from the use of commercially available tools for designing cells in industrial environments with automated integration of robotic devices. For the development and validation of the concepts and tools presented in this work will be a case study with industrial devices using modeling software off-line programming of robots RobotStudio¿, GRAFCET formalism as a modeling tool and integration of Automated Systems, and environment LabVIEW¿ supervision and control, to allow complete automation of this case study, and the possibility of establishing the system to be controlled remotely through WEB communication / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Edvar Luvizotto Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:06:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Spolaor_AntonioSergio_M.pdf: 1467442 bytes, checksum: 3bb14cc0c3edaee265c1b15e36387a66 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A automação industrial aplicada em sistemas de abastecimento de água até pouco tempo atrás era bastante simples. Com o advento dos Controladores Programáveis, associado ao desenvolvimento da moderna teoria de controle, permitiu uma automação maior e mais efetiva destes sistemas. Este trabalho discute a utilização da automatização em sistemas de saneamento implementando "inteligência artificial" para tomada de decisão operacional, visando uma melhor distribuição de água entre reservatórios de distribuição. A aplicação dos resultados pode trazer ganhos relacionados ao atendimento das demandas diárias de água do sistema de distribuição. Esta dissertação sob o título de "Automação nos sistemas de abastecimento de água. Caso do controle da reservação de distribuição" foi aplicada em um projeto desenvolvido pela Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP, na cidade de Santa Rosa de Viterbo, no qual vários conceitos de automação foram utilizados com sucesso. O sistema integrado resultante empregando CLPs e um sistema de controle e aquisição de dados (Supervisory Control and Data Acquisition - SCADA) contribuiu para uma melhoria significativa do sistema de armazenamento e distribuição. A "inteligência artificial" implantada neste trabalho para a tomada de decisão operacional pode ser verificada através dos resultados apresentados / Abstract: Industrial automation systems applied in water supply were quite simple until recently. The advent of Programmable Controllers, associated with the development of modern control theory, allowed a greater and more effective automation of these systems. This paper discusses the use of automation in sanitation systems implementing "artificial intelligence" for operational decision making, seeking a better distribution of water between distribution reservoirs. The application of the results can bring benefits related to meeting the daily demands of water of the distribution system. This dissertation under the title "Automation in water supply systems. Case of the reservation control distribution" was applied in a project developed by Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP in the city of Santa Rosa de Viterbo, in which various automation concepts have been used successfully. The resulting integrated system using PLCs and a system to control and acquire data (Supervisory Control and Data Acquisition - SCADA) contributed to a significant improvement in the storage and distribution system. The "artificial intelligence" implanted in this work for operational decision making can be verified through the presented results / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: João Maurico Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T12:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_MauricioPires_D.pdf: 8710691 bytes, checksum: 56d689278ea3902d6877db56e7475126 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo da automação relativo ao planejamento do processo, monitoração de máquinas e equipamentos, fluxo de materiais, supervisão do sistema e redes de comunicação. No trabalho são desenvolvidos programas para monitoração de máquinas e equipamentos. São apresentados e implementados algoritmos e soluções para o uso de interfaces, utilizando-se como hardware básico, um microcomputador e como linguagem de programação, o Visual Basic. São apresentados exemplos de sistemas automatizados desenvolvidos e implementados no Laboratório de Automação, onde são feitos testes comparativos de programação em Diagrama de Relés e Grafcet. Baseado na hierarquia do planejamento de sistemas CIM (Computer Integrated Manufacturing), é implementado um sistema de supervisão ao ambiente experimental PIPEFA (Plataforma Industrial para Pesquisa Ensino e Formação em Automação), que simula um sistema integrado de produção. Utilizando-se de redes e interfaces de comunicação, o sistema de supervisão integra os diversos níveis da pirâmide CIM, fazendo a comunicação do nível administrativo com o de produção / Abstract: This work presents a study of automation relative to process planning, monitoring of machines and equipment, material flux, supervision of the system and communication network. In this work are developed programs to monitoring machines and equipments. Algorithms and solutions to the use of interfaces are presented and implemented, utilizing a microcomputer as basic hardware and Visual Basic as the programmation language. Examples of automated systems are presented. They are developed and implemented in the automation laboratory "Laboratório de Automação Integrada e Robótica", where comparative tests of programming in Ladder Diagram and Grafcet are made. Based on the hierarchy of planning of the CIM:systems, it is implemented a supervisory system to the experimental ambient PIPEFA (Industrial Platform to the Research, Education and Formation in Automation), that simulates a integrated system of production. Utilized by networks and interfaces af communication, the supervisory system integrates different levels of the CIM pyramid, making a communication of the administrative leveI with the productian ane, by Internet / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Este trabalho descreve os requisitos para definição, implantação, manutenção e melhoria de sistemas de gestão de energia no ambiente industrial com um enfoque sistemático no que se refere às rotinas de melhoria contínua para eficiência energética. Para tanto, propôs-se a estruturação de uma plataforma automatizada visando o monitoramento, verificação e gerenciamento de recursos energéticos compatível com um sistema de gestão de energia normatizado, incluindo os requisitos de uso e consumo de energia, além do monitoramento, documentação, comunicação, melhores práticas de projeto, aquisição de equipamentos, sistemas, processos e recursos humanos envolvidos no desempenho energético. A estratégia de análise do uso da energia proposta neste trabalho baseou-se na metodologia de monitoramento e gestão de índices que consiste em uma abordagem sistemática na utilização de recursos energéticos objetivando alcançar o melhor resultado econômico através da gestão permanente do consumo de energia. Além disso, propôs-se a inclusão dessa metodologia como um procedimento na fase de planejamento da norma ISO50001, a qual estabelece os conceitos para a implantação de sistemas de gestão de energia. Visando integrar as ferramentas associadas a este cenário, esta plataforma contempla o uso de um sistema de supervisão associado a um aplicativo (Soft-PLC) que executa a aplicação de controle do uso de energia em um ambiente industrial com automação distribuída compatível com a norma IEC61131. O projeto do aplicativo de controle do uso de energia foi conduzido adotando-se diferentes linguagens de programação definidas na IEC para executar todos os procedimentos de medição, monitoração e gestão exigidos pelo sistema, incluindo análise comparativa com as “melhores práticas”, uso de tecnologias inovadoras, abordagem de produto e serviço, auditoria energética e conformidade com marcos regulatórios. Os resultados decorrentes da adoção de uma plataforma baseada em automação para o gerenciamento energético incluem elevada flexibilidade, adaptabilidade e usabilidade do sistema. Além disso, um projeto de automação neste cenário de plataforma aberta tende a apresentar menores custos de desenvolvimento e implantação. / This work describes the requirements for the definition, implementation, maintenance and improvement of energy management systems in the industrial environment with a systematic approach concerning continuous improvement routines for energy efficiency. For this purpose, it was proposed the establishment of a framework based on automation to implement monitoring, verification and management of energy resources compatible with a standardized energy management system, including requirements for energy use and consumption, in addition to monitoring, documentation, communication, project best practices, equipment acquisition, systems, processes and human resources involved in energy performance. The strategy of energy use analysis proposed in this work is based on the methodology of monitoring and targeting that consists of a systematic approach in the use of energy resources in order to achieve the best economic result through the permanent management of energy consumption. Furthermore, this work includes that system as a procedure in the planning phase of ISO50001 standard which establishes the concepts for energy management systems implementation. In order to aggregate all tools associated to this scenario, this paper proposes the use of a supervisory tool integrated to a real-time software (Soft-PLC) that runs the control application and a factory floor distributed system automation hardware in an IEC61131 compatible environment. The project of the control application of energy use was conducted using different programming languages defined in IEC to perform all the procedures of measurement, monitoring and management required by the system, including comparative analysis with the "best practices", use of innovative technologies, product and service approach, energy audit and compliance with regulatory milestones. The expected results of adopting an automation-based platform for energetic management include system flexibility, adaptability and usability. Besides, a project of automation in this scenario of open platform tends to introduce lower development and deployment costs.

Orientador: João Maurício Rosário / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AmayaHurtado_Dario_D.pdf: 5192765 bytes, checksum: 89d3ef5674348dbdd917c1bb3df3b85d (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Com o avanço da tecnologia têm sido incrementados a complexidade dos sistemas de produção industrial. Essa complexidade está marcada pela interação das variáveis que respondem a uma dinâmica baseada em eventos discretos e as variáveis que são descritas em relação ao tempo. Isto levou para uma mudança no paradigma dos sistemas automáticos de controle industrial, onde tradicionalmente essas dinâmicas são analisadas de maneira independente, para propor uma estratégia de modelagem e controle na que levem em consideração a interação das duas dinâmicas constituindo um sistema de dinâmica hibrida. Neste trabalho se desenvolve uma proposta de modelagem e controle para sistemas que respondem a uma dinâmica de arquitetura híbrida. A proposta esta baseada no recente formalismo desenvolvido como método de integração para Equações diferenciais ordinárias, denominado sistema de estado quantificado (QSS), que foi utilizado na discretização das variáveis de estado que descrevem a dinâmica continua de um sistema. Além disso, foi utilizado o formalismo de especificação de eventos discretos (DEVS), com o proposito de representar a dinâmica regida pela ocorrência de eventos e a interação com a dinâmica regida em relação ao tempo em um único modelo, permitindo projetar estratégias de controle. Com o proposito de validar a proposta, foram realizados dois estudos de caso aplicados em um processo de manufatura industrial, levando em consideração sua arquitetura dinâmica híbrida permitindo a implementação em sistemas embarcados utilizando o conceito da prototipagem rápida / Abstract: With the advancement of technology has been enhanced complexity of industrial production systems. This complexity is characterized by the interaction of variables that respond to a dynamic and discrete event based on the variables that are described in relation to time. This led to a paradigm shift in industrial automatic control systems, where traditionally these dynamics are analyzed independently, to propose a strategy for the modeling and control that take into account the dynamic interaction of the two forming a hybrid dynamic system. In this work a proposed modeling and control systems that respond to a dynamic hybrid architecture. The proposal is based on the formalism recently developed as a method of integration for ordinary differential equations, called quantified state system (QSS), which was used in the discretization of state variables that describe the dynamics of a system continues. In addition, we used the formalism of discrete event specification (DEVS) with the purpose of representing the dynamics governed by the occurrence of events and interaction with the dynamics governed over time in a single model, allowing to design control strategies. In order to validate the proposal, were carried out two case studies used in a process of industrial manufacturing, taking into account its dynamic hybrid architecture allowing the implementation in embedded systems using the concept of rapid prototyping / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

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

Made available in DSpace on 2016-01-26T18:56:25Z (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%).