Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T19:15:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nicoletti_CintiaKimieAihara_M.pdf: 6027528 bytes, checksum: a46acedf68b3f5f33be065e62530df89 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Os avanços tecnológicos dos últimos tempos implicou em um aumento da competitividade industrial e a integração de sistemas automatizados de produção, o que passou a ser o sinônimo de flexibilidade para a obtenção de produtos competitivos e com qualidade. Dentro deste contexto, este trabalho aborda os principais elementos que descrevem a Parte Operativa e a Parte Comando de um Sistema Automatizado Industrial, através do desenvolvimento de metodologias aplicadas ao ensino e formação em automação. Esta metodologia foi validada e implementada no Laboratório de Automação Integrada e Robótica, da UNICAMP, através de uma plataforma didática constituída de diferentes elementos automatizados (robôs, mesa rotativa, CLP's, atuadores e sensores).Nesta plataforma, foram implementados diferentes módulos de validação e aprendizagem / Abstract: Recent technological advances has been the responsible for an increase of industrial competitiveness and the integration of automatized systems of production, which became synonymous of flexibility for achieving competitive and high quality products. In this context, this work approach the main elements that describe the Operative Part and the Command Part of an Automated Industrial System, through the development of methodologies applied to education and formation in industrial automation. This methodology was validated and implemented in the Laboratory of Integrated Automation and Robotic, at the UNICAMP campus, through a consisting didactic platform with different automated elements (robots, rotating table, PLC's, actuators and sensors). In this platform, different modules of validation and learning have been implemented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

GOMES, R. C. Uma estratégia de fail-safe para veículos aéreos não-tripulados: teoria e experimentos. 2016. 70 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-11-03T10:26:52Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_rcgomes.pdf: 3402392 bytes, checksum: fb64db94d6324a717e57886e3472892f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-11-16T16:28:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_rcgomes.pdf: 3402392 bytes, checksum: fb64db94d6324a717e57886e3472892f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-16T16:28:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_rcgomes.pdf: 3402392 bytes, checksum: fb64db94d6324a717e57886e3472892f (MD5) Previous issue date: 2016-05-06 / The growing interest on service robotics with the use and exploitation of unmanned aerial vehicles has raised important questions related to safety and fail prevention during navigation. In this context, the present thesis, initially exposes data that show a increase UAV’s civil use for different purposes. From this information, we discuss about the eligibility of owners and drivers of these devices, the legality of UAV’s flight on private property in the light of Law 10257 of 2001 and the effects these can cause after a possible failure in its control system or in its structure. After such arguments, investigates the dynamics of an unmanned aerial vehicle of quadrotor type using PID SISO controllers before a scenario of total failure in two opposite engines and analyses its navigation condition after such a failure. Thus, it is proposed and discussed from simulations and experiments using a real quadcopter, a strategy to mitigate the mentioned failure by a automatic landing with an exponential decay profile. This strategy aims to minimize the horizontal divagation assumed by equipment failure and promotes rapid landing, but ensuring the contact time of this with the ground and reduced vertical speed. At the end, from the experiments, the feasibility is found to board the proposed strategy commercially available aircraft, since the effects of the fault from two opposite motors are substantially attenuated. / O crescente interesse em robótica de serviço com o uso e exploração de veículos aéreos não tripulados(VANT’s) tem levantado importantes questionamentos relacionados à segurança e à prevenção de falhas durante a navegação destes equipamentos. Neste contexto, a presente dissertação, inicialmente, expõe dados que revelam um elevado aumento do uso civil de VANT’s para os mais diversos fins. A partir destas informações, discute-se sobre elegibilidade dos proprietários e pilotos destes equipamentos, a legalidade de voos de VANT’s sobre propriedades privadas à luz da Lei 10257 de 2001 e os efeitos que estes podem causar após uma possível falha em seu sistema de controle ou em sua estrutura. Após tais argumentações, investiga-se a dinâmica de veículos aéreos não tripulados do tipo quadrirrotor usando controladores PID SISO diante de um cenário de falha total em dois motores opostos, e analisa a sua condição de navegação após a falha, ressalta-se que a identificação da falha citada está fora do escopo desta pesquisa. Desta forma, propõe-se e se discute, a partir de simulações executadas em dois simuladores distintos, sendo um destes de uso comercial, e posteriormente através de experimentos utilizando um quadricóptero real, uma estratégia para mitigar a falha citada mediante um pouso automático com um perfil de descida exponencial. Tal estratégia visa minimizar a divagação horizontal assumida pelo equipamento em falha e promove uma rápida aterrissagem, mas garantindo no momento de contato deste com o solo uma velocidade vertical reduzida. Ao final, a partir dos experimentos realizados, constatou-se a viabilidade de se embarcar a estratégia proposta em veículos aéreos disponíveis comercialmente, já que os efeitos provenientes da falha de dois motores opostos foram atenuados sensivelmente.

COSTA, J. R. Algoritmo de conversão de Redes de Petri coloridas para Ladder Logic Diagram (LLD). 2014. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-03T17:30:44Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_jrcosta.pdf: 2574390 bytes, checksum: d0d076184b0c8948a97d1d63dd6d4703 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-05-07T19:17:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_jrcosta.pdf: 2574390 bytes, checksum: d0d076184b0c8948a97d1d63dd6d4703 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-07T19:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_jrcosta.pdf: 2574390 bytes, checksum: d0d076184b0c8948a97d1d63dd6d4703 (MD5) Previous issue date: 2014-01-28 / In this dissertation, is presented a proposal of conversion of models of manufacturing cell (FMS) from Colored Petri Nets (CPN) to Ladder Logic Diagram (LLD). It explores the controlled CPN models - constructed using the methodology of supervisory Control Restrictions on Decomposed Colors (CRDC) - and not controlled models. It emphasizes the transformation of CPN not controlled for the LLD and ease for inclusion of control. The results described herein demonstrate that the methodology facilitates the work of a PLC programmer in LLD minimizing possible errors during the programming phase. To illustrate the methodology we developed a converter from CPN to LLD, produced in JAVA, in order to clarify the dynamic conversion environment. To validate the results of the converter, is controlled by PLC, a vertical articulated robot which works compared with and without supervision which had been firstly modeled in CPN without supervision, then applied to CRDC, the supervision and the conversion technique for LLD. / Neste trabalho é apresentada uma proposta de conversão de modelos de células de manufatura (FMS) em Redes de Petri Coloridas (RPC) para Ladder Logic Diagram (LLD). Explora-se modelos de RPC controlados - construidos usando-se como metodologia de controle supervisório as Restrições de Controle sobre Cores Decompostas (RCCD) - e modelos não controlados. Enfatiza-se a transformação de RPC não controlada para LLD e a facilidade de inclusão do controle. Os resultados aqui descritos demonstram que a metodologia facilita o trabalho de um programador de CLP em LLD minimizando os possíveis erros durante a fase de programação. Para exemplificar a metodologia foi desenvolvido um conversor de RPC para LLD, produzido em ambiente JAVA, afim de evidenciar a dinâmica de conversão. Para a validação dos resultados do conversor é usado um robô articulado vertical controlado via CLP, que opera comparativamente com e sem supervisão, o qual fora modelado primeiramente em RPC sem supervisão, depois aplicada a técnica RCCD, a supervisão e a conversão para LLD.

Este trabalho apresenta uma abordagem paralela em FPGA para implementação de controladores digitais, com a finalidade de reduzir o tempo computacional de execução das leis de controle. A técnica de controle utilizada na implementação proposta pode ser aplicada para a compensação seletiva de harmônicos em filtros ativos de potência (FAP). Para compensar mesmo um número reduzido de harmônicas são necessárias múltiplas instruções de cálculo, envolvendo multiplicações e adições. Desta forma, para melhorar o desempenho computacional do sistema, é proposta uma estrutura paralela para implementação do controlador. Para compensação de um número maior de harmônicas é realizada a decomposição das tensões em suas componentes harmônicas em eixos síncronos utilizando a Transformada Discreta de Fourier. Esta estratégia permite um tempo de cálculo fixo independente do número de harmônicas, até o limite imposto pela frequência de amostragem. Os resultados experimentais são apresentados para comparar o tempo de execução da abordagem paralela proposta com o tempo de execução sequencial convencionalmente utilizado na literatura. / This paper presents a parallel approach to FPGA implementation of digital controllers, in order to reduce the computational time for implementing the control laws. The control technique used in the proposed implementation can be applied for selective harmonic compensation in active power filters (APF). To compensate for even a small number of harmonics requires multiple calculation instructions involving multiplications and additions. Thus, to improve the performance of the computer system is proposed to implement a parallel structure of the controller. To compensate for a larger number of harmonics is performed in the decomposition voltages of the harmonic components into their frames synchronous using the Discrete Fourier Transform. This strategy allows a calculation time fixed regardless of the number of harmonics up to the limit imposed by the sampling frequency. The experimental results are presented to compare the runtime of the proposed parallel approach with the sequential execution time conventionally used in the literature.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336040.pdf: 3832399 bytes, checksum: 12fc38d797828548fb103e26a5d6491b (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho desenvolve uma metodologia para a síntese e implementação do sistema de controle supervisório para sistemas de manufatura, integrando o programa de Controlador Lógico Programável (CLP), o SCADA e o roteamento de tarefas através da Teoria de Controle Supervisório (TCS). A abordagem modular local da TCS é utilizada para a modelagem da síntese formal e simulação de uma lógica de controle minimamente restritiva, representada através de um conjunto de autômatos de tamanho reduzido. Esses autômatos são usados tanto para a geração automática de código de CLP, quanto para a estruturação das diversas funcionalidades do SCADA. Um sistema complementar faz uso de heurísticas para a escolha do próximo comando a executar dentre aqueles habilitados pelo controle supervisório, buscando otimizar o roteamento de tarefas segundo algum critério de produção. A aplicação da metodologia a um sistema modular de produção didático mostrou que a abordagem proposta beneficia a sistematização, modularidade e estruturação do projeto do sistema de controle supervisório, assim como a eficiência, segurança e flexibilidade do sistema de manufatura.<br> / Abstract : This work aims to develop a methodology to synthesize and implement a supervisory control of manufacturing systems, by integrating a programmable logic controller (PLC), the SCADA (supervisory control and data acquisition) and the tasks routing by utilizing the Supervisory Control Theory (SCT). The local modular approach of TCS is used to model the formal synthesis and simulation of a minimally restrictive control logic, represented by a set of size reduced automatons. These Automatons are used either to automatically generate a PLC code or to structurate several functionalities of SCADA. A complementary system utilizes heuristics to decide the next command to be executed among those enabled by supervisory control, in order to optimize the tasks routing according to production criterion. The aplication of this methodology to a didatic modular production system shows that the proposed approach benefits the systematization, modularity and structure of the supervisory control system design, as well as it reinforces the efficiency, safety and flexibility of the manufacturing system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pos-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-04-29T21:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333082.pdf: 11184009 bytes, checksum: 1d14dd4bf2faf84b3ce1504e466d5c43 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os programas de automação na indústria de petróleo e gás, seja o programa voltado para sistemas de segurança ou de uso geral, são projetados com base em especificações de segurança, definidas em projeto, que devem ser validados antes da implantação. Este documento propõe um método para o teste automático das especificações encontradas na Matriz Causa e Efeito e implementadas em Controladores Lógicos Programáveis (CLPs). Para esses testes, as especificações são representadas como um conjunto de modelos de rede de Petri que observam o comportamento do sistema controlado. O uso de um modelo formal permite composição de diferentes modelos de forma sistemática e a tradução das Redes de Petri em um programa que comanda as entradas de um CLP e observa quando o comportamento do CLP segue ou falha em seguir as especificações de segurança. Uma ferramenta protótipo foi desenvolvida para executar automaticamente o teste da Matriz Causa e Efeito em um dado CLP. Um projeto de um forno foi utilizado para verificar se a metodologia proposta é fácil de usar e viável.<br> / Abstract : The automation programs in the oil and gas industry, be it in Safety Instrumented Systems (SIS) or in general purpose Programmable Logic Controllers (PLC), are designed based on safety specifications that must be validated prior to deployment. This paper proposes a method for the automatic test of the Cause and Efect Matrix specifications on PLC systems. For such testing, the specifications are represented as a set of Petri net models that observe the controlled system behavior. The use of a formal model allows to systematically compose and translate the Petri Nets into a program that commands the PLC inputs and observes when the PLC outputs fail the safety specifications. A prototype tool has been developed to automatically perform the test of the Cause and Efect Matrix on a given PLC. A furnace project has been used to ascertain that the proposed method is easy to use and viable.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-05-12T04:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333313.pdf: 9333466 bytes, checksum: 2f5c28506b2aa00baf91ae9c8ef458ce (MD5) Previous issue date: 2014 / Nesta dissertação são abordados projetos de hibridização de controladores PID com algoritmos de controle preditivo GPC, que procuram resgatar as propriedades desejadas para o controle de processos complexos onde atraso de transporte dominante, instabilidade e fase não-mínima estão presentes. Descreve-se o procedimento de síntese das leis de controle PID preditivas a partir de modelos de primeira e segunda ordem com atraso de transporte, e demonstra-se com estudos de caso que o comportamento destes controladores assim derivados é equivalente ao comportamento do GPC, quando aplica-se um tipo particular de sintonia. Depois avalia-se em simulações numéricas o seu desempenho com relação ao seguimento de referência e rejeição de perturbações, comparando-se com o desempenho do PID clássico sintonizado com a metodologia SIMC, considerada de desempenho satisfatório pela literatura de controle. Finalmente, dado que existe certa complexidade matemática para o cálculo dos parâmetros e síntese da lei de controle PID preditiva, que pode inviabilizá-la em aplicações embarcadas, são propostos métodos de sintonia baseados em aproximações da lei de controle GPC denominados pseudo preditivos. Demonstra-se com estudos de caso e implementação no PLC300, desenvolvido pela WEG Automação, que estes métodos resultam viáveis de embarcar em equipamentos de controle industriais e são eficientes para acelerar o tempo de resposta em processos com atraso de transporte dominante.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-10T04:15:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348409.pdf: 7694994 bytes, checksum: 1f27d450854a4b448eb05b20f37494c0 (MD5) Previous issue date: 2017 / Este trabalho aborda o projeto do controle de estrutura variável (Variable Structure Control-VSC) com um horizonte estendido (Long-Range Predictive Control-LRPC) baseado no controlador de variância mínima generalizada (Generalized Minimum Variance-GMV). O projeto do controle por modos deslizantes (Sliding Mode Control-SMC) é utilizado para se obter uma lei de controle não linear que possui um termo chaveado e uma ponderação na ação do controle, com o intuito de melhorar a dinâmica de processos monovariáveis não lineares, garantindo seguimento de referência e rejeição de perturbação. Inicialmente é abordado o projeto clássico do SMC baseado no GMV (SMC-GMV). Em seguida, visando controlar diferentes processos, é apresentada duas extensões para o SMC-GMV: uma para a saída (variável) auxiliar ponderada e outra para a superfície de deslizamento. Na sequência, é mostrada a proposta do SMC baseado no LRPC (SMC-LRPC), ou seja, uma superfície com horizonte estendido, com o intuito de alcançar uma lei de controle sem utilizar identidades polinomiais. Levando em consideração as complexidades presentes em processos industriais como saturação na magnitude do sinal de controle e perturbações periódicas, foram abordadas técnicas para tratar esses fenômenos. Os controladores são sintonizados heuristicamente para garantir estabilidade e desempenho desejado em relação ao sistema de malha fechada. Simulações experimentais e numéricas em processos monovariáveis não lineares comprovam a eficiência dos controladores propostos. Índices de desempenho são utilizados para validar a eficácia dos controladores propostos.<br> / Abstract : This work deals with the variable structure control (VSC) design with an extended horizon predictive controller (LRPC) based on the generalized minimum variance (GMV) controller. The sliding mode control (SMC) design is used to obtain a nonlinear control law that has a switch term and a weighing in the control action, in order to improve the dynamic of nonlinear monovariable processes, reference tracking and rejection of disturbance. Initially, the SMC based on GMV project (SMC-GMV) is derived. Then, to control different processes two extensions of the SMC-GMV are presented. First, the weighted auxiliary output (variable) and second, the sliding surface. In the sequence, it is shown the proposal of SMC based on the LRPC (SMC-LRPC), that is, a surface with an extended horizon, with the intention of achieving a control law without using polynomial identities. Taking into account the complexities present in industrial processes such as saturation in the magnitude of the control signal and periodic perturbations, control techniques were developed to treat these complexities. The controllers are heuristically tuned to ensure stability and good performance over the closed-loop system. Experimental and numerical simulations in nonlinear monovariable processes show the efficiency of the proposed controllers. Performance indices are used to validate the effectiveness of the proposed controllers.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2353_DissertacaoMestradoPauloAndreSparandioGiacomin.pdf: 3330627 bytes, checksum: 239c168d8d41c4d4cc2ceca0ab28a389 (MD5) Previous issue date: 2005-11-04 / Apresentamos neste trabalho um novo método de recuperação de diagramas grafcet e de estados a partir de diagramas ladder. Um método iterativo é proposto. Nenhuma modelagem preliminar da planta é necessária, todas as possibilidades de sequenciamento são detectadas e não é necessário descrever toda a planta. O diagrama ladder é representado através de um conjunto de BDDs, com os quais descobrimos as expressões de ativação e desativação de cada malha do diagrama ladder. A seguir é feita uma análise do diagrama ladder em busca de possíveis eventos de transição. Uma interface gráfica é utilizada para que o especialista confirme os eventos de transição que ocorrem na planta. No final, o diagrama de estados do diagrama grafcet equivalentes ao diagrama ladder são apresentados ao usuário através de uma interface gráfica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1996 / O uso das células flexíveis de manufatura (FMC) tem representado para a indústria uma estratégia efetiva no sentido de responder rapidamente às mudanças impostas pelo mercado. Entretanto, a falta de sistemas de desenvolvimento de software adequados ao controle de células de manufatura faz com que o desenvolvimento de sistemas de controle de chão-de-fábrica (células e centros de trabalho) represente hoje um dos maiores problemas na implantação da manufatura celular flexível. O objetivo principal da abordagem proposta neste trabalho é oferecer uma estrutura para o projeto do software de controle de chão-de-fábrica em sistemas de manufatura celular (modelo distribuído), e um ambiente de suporte para a sua implementação. Desta forma a geração do controle para sistemas específicos será facilitada com base em estruturas e procedimentos genéricos que caracterizam os componentes do sistema. Para isto é adotado um modelo de controle onde os componentes se comunicam para realizar as tarefas. Além disto é apresentado um modelo de implementação que atende e suporta as características do modelo de controle. Um protótipo do ambiente de implementação é mostrando com o objetivo de validar as características de configurabilidade e extensibilidade da abordagem proposta.