Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-04Bitstream added on 2014-06-13T19:19:28Z : No. of bitstreams: 1 batista_ea_dr_ilha.pdf: 3511515 bytes, checksum: 640826f128d375c4f4d6cc00ead5b3e6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A aplicabilidade da rede de comunicação junto com o avanço tecnológico é constantemente explorada pelos projetistas de automação e controle, pois, estas vertentes podem melhorar o desempenho de um processo industrial. O padrão IEEE 1451, surge em meio a estes desafios, com intuito de homologar conceitos e tecnologias para implementar uma rede de transdutores inteligentes. Neste trabalho desenvolveu-se uma plataforma de hardware/software para ser utilizada na automação industrial, tanto cabeamento como sem fio, de acordo com os padrões IEEE 1451.2 e IEEE 1451.5. Essa plataforma, denominada neste trabalho por plataforma IEEE 1451, é composta por um hardware, o Módulo de Interface para Transdutores (TIM – Transducer Interface Module), e por um software Processador de Aplicação para Rede de Comunicação (NCAP – Network Capable Application Processor). A lógica de controle e as especificações dos transdutores (TEDS – Transducer Electronics Data Sheet) foram inseridas no TIM por meio da programação (linguagem C/C++) do processador NIOS II e o hardware sintetizado em FPGA da família Cyclone II, especificamente na placa de desenvolvimento DE2 da Altera Corporation. A programação do processador NIOS II baseou-se em um template definido neste trabalho como IEEE 1451 que possui funções e bibliotecas específicas para atender às funcionalidades das aplicações e das normas IEEE 1451. O NCAP possui características de um software supervisório e foi desenvolvido com tecnologia Java no ambiente NetBeans IDE (Integrated Development Environment) versão 6.5. Entre as principais funções deste NCAP está a capacidade de enviar e receber os dados através da porta RS232, geração de relatório incluindo a TEDS, interface gráfica dinâmica e identificação de usuários. A plataforma IEEE 1451 foi testada... / Designers usually exploit the fast evolution of technology along with the application of communication networks to improve the performance on industrial processes. The IEEE 1451 standard comes to aid in the development of networks of intelligent transducers, by defining concepts and technologies used in their implementations. This works intends to provide an application consisting of a hardware/software platform to be used in industrial automation, either wireless or not, according to the 1451.2 and 1451.5 IEEE standards. This IEEE 1451 platform is composed by a hardware part, the Transducer Interface Module (TIM), and a software part, the Network Capable Application Processor (NCAP). The control logic and the transducer specifications (TEDS – Transducer Electronics Data Sheet) were inserted in the TIM by programming in C/C++ a NIOS II processor, synthesized in a FPGA of the Cyclone II family, using the DE2 development board from Altera Corporation. The NIOS II programming was based on an IEEE 1451 template, with functions and libraries to implement the functionalities of the IEEE 1451 applications and guidelines. The NCAP software resembles a supervisory system and was developed in Java in the NetBeans integrated development environment, version 6.5. Amongst its main functions are the capabilities of report generation including TEDS, a dynamic graphical interface, user identification and the ability to send and receive data through a RS232 port. This IEEE 1451 platform was tested in the automation of different applications, demonstrating its flexibility and rapid prototyping suited for the development of control systems. Other advantages are the use of an object oriented language in the development of the NCAP software, which facilitates the code reuse, and the use of reconfigurable hardware for the TIM implementation. The results from this work showed that the technology applied... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-13T20:26:15Z No. of bitstreams: 1 EgmidioCF_DISSERT.pdf: 19081133 bytes, checksum: e987b9622c60ead5edc3617284f7df4e (MD5) / Rejected by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br), reason: Solicitação da Lara on 2017-07-18T15:02:54Z (GMT) / Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T19:36:19Z No. of bitstreams: 1 EgmidioCF_DISSERT.pdf: 19081133 bytes, checksum: e987b9622c60ead5edc3617284f7df4e (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-25T14:44:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EgmidioCF_DISSERT.pdf: 19081133 bytes, checksum: e987b9622c60ead5edc3617284f7df4e (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-25T14:46:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EgmidioCF_DISSERT.pdf: 19081133 bytes, checksum: e987b9622c60ead5edc3617284f7df4e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-25T14:47:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EgmidioCF_DISSERT.pdf: 19081133 bytes, checksum: e987b9622c60ead5edc3617284f7df4e (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a model of a controlled actuating mechanism, with particular motion characteristics and control concepts. The model is based on the sums of concepts of mechanisms, electrical machinery, computer science and microcontrollers theory and it aims to make a computational control to be used in this new equipment. To this computational control, it is necessary to make an introductory mathematical modeling based on spherical coordinates, to propose a definition of points of motion for a mechanical system, characterized by spherical steps. This system is actuated by magnetic points distributed along an articulated spherical shell and it slides in the fixed sphere with only one magnetic spot. The mechanical system communicates two stems with angular relative positions. These positions are presented through the development of a matrix that represents the power status of all the points distributed in the spherical shell, determining whether they are on or off. This mathematical model identifies points in the spherical shell, where they are registered as a table row in a database, which has information of the neighborhood relation between points. So a software is used to update in database and an algorithm is used for will do control by using the JAVA programming language. The input data for the algorithm are the start and the end motion points and the steps speed. The result of this algorithm is a script with sequence of movement, using best route criteria the algorithm selects the most efficient within several possibilities. The program’s output is a file that is sent to an electronic device and it receives the information, controls the power state for the coils of the actuating rod, to promote a sequence of desired movement. So this modeled mechanism, plans to make possible a device that offers new possibilities for solutions for controls as actuators positioners that can be applied to robotics and for the most varied of automation problem / Este trabalho apresenta um modelo de um mecanismo atuador controlado, com características particulares de movimento e de conceitos de controle. O modelo é baseado em somas de conceitos de mecanismos, máquinas elétricas, computação e microcontroladores, e tem o objetivo de fazer um controle computacional para ser usado de forma prática nesse novo equipamento. Para fazer o controle computacional, é necessário fazer uma modelagem matemática introdutória, baseada em coordenadas esféricas, para propor uma definição dos pontos de movimento de um sistema mecânico, caracterizados por passos esféricos. Esse sistema é atuado por zonas magnetizáveis ao longo de uma casca esférica rotulável e uma esfera fixa com apenas um ponto magnético. Essa rótula comunica duas hastes com posições angulares relativas entre si. Essas posições são definidas nesse trabalho por meio da elaboração de uma matriz que representa o estado de ligação de todas as zonas magnetizáveis por bobinas distribuídas na casca esférica, determinando se elas estão ligadas ou desligadas. Esse modelo matemático identifica os pontos na casca esférica, onde são cadastrados como registro de tabela em um banco de dados, que possuem a informação da relação de vizinhança entre pontos. Em seguida, um software gerencia a manutenção nesse banco de dados para fazer o controle usando algoritmo através de programação em linguagem JAVA. Os dados de entrada de informações para o algoritmo são os pontos de inicio e fim de movimento e a velocidade de acionamento das bobinas. O resultado desse algoritmo é um roteiro de sequencia de movimento, onde, usando critério de melhor rota, o algoritmo escolhe a mais eficiente dentro de várias possibilidades. O resultado do programa é um arquivo que é enviado para um dispositivo eletrônico e que ao receber as informações, comanda o estado das ligações das bobinas da rótula atuadora de forma sequenciada que promove o movimento desejado. Por fim, esse mecanismo assim modelado, pretende viabilizar um equipamento que ofereça novas possibilidades de soluções tanto para controle, como para soluções em atuadores posicionadores que podem ser aplicáveis a robótica e para os mais variados ramos da automação / 2017-07-12

Este trabalho aborda o uso de experimentação remota como forma de aprimorar a educação em sistemas de controle e automação. Para isto, uma arquitetura é proposta, onde experimentos reais podem ser combinados com partes simuladas (virtuais) criando um experimento de realidade mista. Um ambiente de ensino à distância, acessível na Internet, engloba o experimento remoto para proporcionar maiores recursos pedagógicos, guias e materiais educacionais teóricos aos estudantes. As diversas tecnologias, presentes no estado da arte, utilizadas para a elaboração da arquitetura são descritas e comparadas para facilitar o entendimento das escolhas realizadas. Trabalhos correlatos são apresentados para descrever o estado da arte dos laboratórios de experiências remotas de diversos tipos. Com base neste estudo, deficiências e vantagens são apontadas para a criação da arquitetura proposta. Para validar a arquitetura são propostos diversos estudos de caso com implementações utilizadas nos cursos de automação e controle da instituição na qual este trabalho está relacionado, ou ainda em cursos de educação à distância para atingir um público mais amplo. Esta dissertação está relacionada como resultado importante do consórcio internacional RExNet, financiado pelo projeto europeu Alfa, do qual a UFRGS faz parte. / This work aims to the use of remotely web-based experiments to improve the learning process of automation and control systems theory courses. An architecture combining virtual learning environments, remote experiments, students guide and experiments analysis is proposed based on a wide state of art study. The validation of the architecture uses state of art technologies and new simple developed programs to implement the case studies presented. All implementations presented in this work uses an Internet accessible virtual learning environment providing educational resources, guides and learning material to create a distance learning course associated with the remote mixed reality experiment. The experiment is integrated in the learning environment and support the mixture of real equipments combined with simulated ones (virtual). This mixture of equipments (components) is automatic controlled by the user and is a new developed technology called interchangeable components. The state of art section of this work presents, compare and describes several technologies used to implement the proposed architecture. Related work of remote experimentation and virtual learning environments is also presented. The architecture was elaborated based on appointed advantages and drawbacks of the related studies. This work is part of the RExNet consortium, supported by the European Alfa project.

Este trabalho apresenta algumas contribuições para métodos de controle baseados em dados obtidos em apenas um experimento, a fim de torná-los mais atrativos quanto à aplicação em processos industriais. A partir de dados obtidos em experimentos no processo, os métodos baseados em dados estimam os parâmetros de um controlador de estrutura fixa por meio da minimização do erro entre a saída do sistema real em malha fechada e uma saída desejada, dada por um modelo de referência. O método Virtual Reference Feedback Tuning - VRFT é o método mais expressivo na literatura que estima os parâmetros do controlador usando apenas uma batelada de dados, mas o mesmo apresenta alguns inconvenientes em sua formulação que limitam a sua aplicação. Neste trabalho, o método VRFT é modificado de forma que se obtém um método VRFT flexível, o qual minimiza um critério flexível, pelo qual são estimados tanto os parâmetros do controlador quanto os parâmetros do numerador do modelo de referência; assim, caso a planta que se deseja controlar seja de fase não-mínima, o critério é capaz de estimar esses zeros e os mesmos devem ser incluídos no modelo de referência que será utilizado no projeto do controlador. Além disso, em sistemas com ruído, o método VRFT necessita de uma variável instrumental para que a estimativa dos parâmetros do controlador seja não-polarizada. Para eliminar a necessidade de usar variáveis instrumentais, um novo método de controle baseado em dados é proposto, o qual é descrito sob a ótica de identificação. Este método pode ser visto como a identificação de um sistema, no qual a função de transferência do processo é reparametrizada em função do controlador ideal e do modelo de referência. Além disso, estende-se a teoria de projeto de experimento com solução baseada em restrições LMI para o caso da identificação do controlador ótimo. Todas essas contribuições são ilustradas através de simulações. / This work presents some contributions to data-based control methods where data is obtained in only one experiment, in order to make them more attractive to industrial process applications. Using data from experiments on the process, data-based methods estimate the parameters of fixed structure controller, through the minimization of the error between the closed loop response of the system and the desired response, given by a reference model. The Virtual Reference Feedback Tuning - VRFT method is the most expressive method in the literature that estimates the controller parameters using only one batch of data, but this method presents some inconveniences in its formulation which limit its application. In this work, the VRFT method is modified in order to obtain a flexible VRFT method, which minimizes a flexible criterion, and then obtains the controller parameters together with the parameters related to the reference model numerator; thus, if the plant which we want to control is non-minimum phase, then the criterion is able to estimate these zeros and they need to be included in the reference model that will be used in the control design. Besides, when dealing with noisy systems, the VRFT method needs an instrumental variable so the controller parameters estimate is unbiased. In order to eliminate this necessity, a new data-based control is proposed in this work, which is formulated using identification theory. This method can be seen as the identification of a system, where the process transfer function is reparameterized as a function of the ideal controller and the reference model. Besides, we extend the experimental design theory where the problem is solved using LMI constraints to the case of the optimal controller identification method. All these contributions are illustrated through simulations.

Submitted by infopei ufba (infopei@ufba.br) on 2016-11-24T15:02:03Z No. of bitstreams: 1 ARAMIS_CICERO_COSTA.pdf: 7825553 bytes, checksum: 499ae2727ce6f70bbc0af9f8e1a3298c (MD5) / Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2017-03-13T16:30:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ARAMIS_CICERO_COSTA.pdf: 7825553 bytes, checksum: 499ae2727ce6f70bbc0af9f8e1a3298c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T16:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ARAMIS_CICERO_COSTA.pdf: 7825553 bytes, checksum: 499ae2727ce6f70bbc0af9f8e1a3298c (MD5) / PETROBRAS/UO-BC/IPP/AUT / O Diagnóstico Integrado de Automação é uma proposta de um sistema de informações úteis e confiáveis de diagnóstico, focado nos sistemas de automação industrial instalados nas plataformas de produção de petróleo. Foram utilizados conceitos de diagnóstico por camadas de automação e um projeto de padronização de tags de diagnóstico. O objetivo é que o resultado independa das tecnologias e fabricantes instalados. Para isso, foram construídos e implantados agentes nos sistemas embarcados nas plataformas de petróleo, juntamente com uma integração dos bancos de dados já existentes, possibilitando auxiliar no gerenciamento dos ativos. O trabalho proporcionou três resultados. Primeiro, favorece a construção de uma logística de atendimento da manutenção, em três malhas de atuação da automação industrial, chamadas de malha rápida, malha média e malha longa. Segundo, facilita as pesquisas e consultas dirigidas por especialização ou orientadas para ações de investigação, conhecimento e tratamento da falha. E terceiro, fornece índices de disponibilidade dos elementos por camada. No futuro espera-se como benefícios, uma maior eficiência e interação das ações de manutenção. Como consequência direta desse último, teríamos uma redução de perdas econômicas por paradas de planta e uma melhora na segurança do processo. Também se espera a construção de uma base integrada de conhecimento corporativo. Por último, favorecem a integração com novos projetos de inovação, pesquisa e desenvolvimento. / The Automation Integrated Diagnostics is a proposal for an information system of useful and reliable diagnosis, focused on industrial automation systems installed on offshore oil platforms. The concept of diagnosis per layer of automation was used and also a diagnosis tag standardization project. The goal is to be independent of technologies and manufacturers already installed. For this, agents were built and placed in embedded systems on offshore oil platforms, along with an integration of existing databases, providing aid in the management of assets. The work provided three results. Firstly, it favors the construction of a maintenance service logistics in three meshes of industrial automation performance, called quick mesh, medium mesh and long mesh network. Secondly, it facilitates research and consultations either by specialization, investigation oriented actions or knowledge and failure treatment. And at last, it provides availability levels of elements per layer. Future benefits like greater efficiency and interactions of the maintenance actions are expected. As a direct consequence of the latter, we would have a reduction of economic losses by plant shutdowns and an improvement in process safety. It is also expected to build an integrated base of corporate knowledge. Finally, it will enhance the integration with new projects of innovation, research and development.

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.

Este trabalho apresenta algumas contribuições para métodos de controle baseados em dados obtidos em apenas um experimento, a fim de torná-los mais atrativos quanto à aplicação em processos industriais. A partir de dados obtidos em experimentos no processo, os métodos baseados em dados estimam os parâmetros de um controlador de estrutura fixa por meio da minimização do erro entre a saída do sistema real em malha fechada e uma saída desejada, dada por um modelo de referência. O método Virtual Reference Feedback Tuning - VRFT é o método mais expressivo na literatura que estima os parâmetros do controlador usando apenas uma batelada de dados, mas o mesmo apresenta alguns inconvenientes em sua formulação que limitam a sua aplicação. Neste trabalho, o método VRFT é modificado de forma que se obtém um método VRFT flexível, o qual minimiza um critério flexível, pelo qual são estimados tanto os parâmetros do controlador quanto os parâmetros do numerador do modelo de referência; assim, caso a planta que se deseja controlar seja de fase não-mínima, o critério é capaz de estimar esses zeros e os mesmos devem ser incluídos no modelo de referência que será utilizado no projeto do controlador. Além disso, em sistemas com ruído, o método VRFT necessita de uma variável instrumental para que a estimativa dos parâmetros do controlador seja não-polarizada. Para eliminar a necessidade de usar variáveis instrumentais, um novo método de controle baseado em dados é proposto, o qual é descrito sob a ótica de identificação. Este método pode ser visto como a identificação de um sistema, no qual a função de transferência do processo é reparametrizada em função do controlador ideal e do modelo de referência. Além disso, estende-se a teoria de projeto de experimento com solução baseada em restrições LMI para o caso da identificação do controlador ótimo. Todas essas contribuições são ilustradas através de simulações. / This work presents some contributions to data-based control methods where data is obtained in only one experiment, in order to make them more attractive to industrial process applications. Using data from experiments on the process, data-based methods estimate the parameters of fixed structure controller, through the minimization of the error between the closed loop response of the system and the desired response, given by a reference model. The Virtual Reference Feedback Tuning - VRFT method is the most expressive method in the literature that estimates the controller parameters using only one batch of data, but this method presents some inconveniences in its formulation which limit its application. In this work, the VRFT method is modified in order to obtain a flexible VRFT method, which minimizes a flexible criterion, and then obtains the controller parameters together with the parameters related to the reference model numerator; thus, if the plant which we want to control is non-minimum phase, then the criterion is able to estimate these zeros and they need to be included in the reference model that will be used in the control design. Besides, when dealing with noisy systems, the VRFT method needs an instrumental variable so the controller parameters estimate is unbiased. In order to eliminate this necessity, a new data-based control is proposed in this work, which is formulated using identification theory. This method can be seen as the identification of a system, where the process transfer function is reparameterized as a function of the ideal controller and the reference model. Besides, we extend the experimental design theory where the problem is solved using LMI constraints to the case of the optimal controller identification method. All these contributions are illustrated through simulations.

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.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcos Fergutz.pdf: 1088145 bytes, checksum: b042c03b46b3888415df29325800ed23 (MD5) Previous issue date: 2001-05-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a study about non-continuous sliding modes control applied to Permanent Magnetic AC motor (PMAC), also called AC Servomotor. The two main objectives of this work are: to analise the robustness of the technique related to load disturbance and variations in the windings resistance; and to study alternative ways to reduce chattering. The first part includes a study about the modeling of conventional synchronous motors and PMAC motors, both with salient poles. The aim is to study the models used in the movement control of the referred motors in the synchronous reference frame. The second part presents a study about first order sliding modes control, including a method of high frequency switching (chattering)minimization. Simulation results are presented that confirm the efficiency of the techniques applied. Finally, in the third part we study higher order sliding modes control, aiming at chattering minimization. The concepts developed are those for a 2nd order control. Again, simulation results are presented that confirm the efficiency of the techniques applied. / Este trabalho apresenta um estudo sobre o controle descontínuo por modos deslizantes aplicado ao motor síncrono de ímã permanente, também denominado de servo motor C.A.. Os objetivos maiores do trabalho são dois: o primeiro é analisar a robustez da técnica frente à perturbações de carga e nas resistências estatóricas; o segundo objetivo, é o estudo de alternativas para a redução do "chattering". A primeira parte do trabalho inclui um estudo sobre a modelagem do motor síncrono convencional e do motor à ímã permanente, ambos de pólos salientes. Os objetivos buscados são o estudo de modelos utilizados para o controle do movimento das referidas máquinas no referencial síncrono ortogonal. Na segunda parte desenvolvemos um estudo sobre o controle por modos deslizantes de primeira ordem, incluindo o método de minimização do chaveamento em alta freqüência ("chattering"). Apresentamos resultados de simulação que comprovam a eficiência das técnicas aplicadas. Na terceira parte estudamos o controle por modos deslizantes de ordem superior, objetivando minimização do chattering". São desenvolvidos os conceitos para um controlador de 2a. ordem. Apresentamos resultados de simulação que comprovam a eficiência do controlador.

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.