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Uma das atribuições da engenharia de automação é o desenvolvimento de solução de automação e controle de processos contínuos industriais. Para tanto, a principal ferramenta emprega para este controle é a ação de controle Proporcional-Integral-Derivativo (PID). Nas últimas décadas diversas empresas fabricantes de equipamentos de automação industrial têm desenvolvido e aprimorado seus controladores industriais. Estes, além de realizarem o controle de processo por lógica de intertravamento, também possuem a ação de controle PID com a finalidade de executar o controle de processo contínuo como controle de velocidade, controle de pressão, controle de nível, etc. Porém, devido a grande variedade de controladores industriais por conseqüência, a grande variedade de implementações instrução PID, implica, muitas vezes, em falta padronização da programação e operação do algoritmo da equação PID implementados nos mais diversos controladores industriais. Tal fato dificulta a engenharia de automação industrial em desenvolver controle de processos contínuos através de instruções PID. Este trabalho de pesquisa aborda o desenvolvimento de metodologia \"MAFPID\" como ferramenta de engenharia de automação para aferir o funcionamento da instrução de controle PID implementada em equipamentos de controle e automação. Esta metodologia é constituída de três Etapas de testes. A primeira Etapa constitui o estudo do equipamento testado a partir das documentações fornecidas pelo fabricante. A segunda Etapa constitui de teste dos parâmetros proporcional, integral e derivativo, realizados no controlador industrial isolado de qualquer processo. A terceira Etapa constitui de teste do controlador interagindo com um circuito analógico. Este circuito simula o comportamento de alguns processos industriais, fornecendo ao controlador aferido sinais de entradas e de saída semelhantes aos processos reais. Este trabalho também apresenta dois estudos de caso, nos quais foi aplicada a metodologia MAFPID. / One of attributions of the automation engineering is the development of automation solution and control of industrial continuous processes. For in such a way, the main tool uses for this control is the action of Proportional-Integral-Derivative control (PID). In the last diverse decades companies equipment manufacturers of industrial automation have developed and improved its industrial controllers. These, besides carrying through the control of process for interlocking logic, also possess the action of control PID with the purpose to execute the control of continuous process as control of speed, control of pressure, control of level, etc. However, due to great variety of industrial controllers for consequence, the great variety of implementations instruction PID, it implies in lack standardization of the programming and operation of the algorithm of equation PID implemented in the most diverse industrial controllers. Such fact, it makes difficult the engineering of industrial automation in developing control of continuous processes through instructions PID. This work of research approaches the development of methodology MAFPID as tool of engineering of automation to survey the functioning of the instruction of control PID implemented in control equipment and automation. This methodology is constituted of three stages of tests. The first stage constitutes the study of the equipment tested from the documentations supplied for the manufacturer. The second stage constitutes of test of the parameters proportional, integral and derivative, carried through in the isolated industrial controller of any process. The third stage constitutes of test of the controller interacting with an analogical circuit. This circuit simulates the behavior of some industrial processes, supplying signals of input and output to the surveyed controller of similar to the real processes. This work also presents two studies of case, in which was applied methodology MAFPID.

Uma das atribuições da engenharia de automação é o desenvolvimento de solução de automação e controle de processos contínuos industriais. Para tanto, a principal ferramenta emprega para este controle é a ação de controle Proporcional-Integral-Derivativo (PID). Nas últimas décadas diversas empresas fabricantes de equipamentos de automação industrial têm desenvolvido e aprimorado seus controladores industriais. Estes, além de realizarem o controle de processo por lógica de intertravamento, também possuem a ação de controle PID com a finalidade de executar o controle de processo contínuo como controle de velocidade, controle de pressão, controle de nível, etc. Porém, devido a grande variedade de controladores industriais por conseqüência, a grande variedade de implementações instrução PID, implica, muitas vezes, em falta padronização da programação e operação do algoritmo da equação PID implementados nos mais diversos controladores industriais. Tal fato dificulta a engenharia de automação industrial em desenvolver controle de processos contínuos através de instruções PID. Este trabalho de pesquisa aborda o desenvolvimento de metodologia \"MAFPID\" como ferramenta de engenharia de automação para aferir o funcionamento da instrução de controle PID implementada em equipamentos de controle e automação. Esta metodologia é constituída de três Etapas de testes. A primeira Etapa constitui o estudo do equipamento testado a partir das documentações fornecidas pelo fabricante. A segunda Etapa constitui de teste dos parâmetros proporcional, integral e derivativo, realizados no controlador industrial isolado de qualquer processo. A terceira Etapa constitui de teste do controlador interagindo com um circuito analógico. Este circuito simula o comportamento de alguns processos industriais, fornecendo ao controlador aferido sinais de entradas e de saída semelhantes aos processos reais. Este trabalho também apresenta dois estudos de caso, nos quais foi aplicada a metodologia MAFPID. / One of attributions of the automation engineering is the development of automation solution and control of industrial continuous processes. For in such a way, the main tool uses for this control is the action of Proportional-Integral-Derivative control (PID). In the last diverse decades companies equipment manufacturers of industrial automation have developed and improved its industrial controllers. These, besides carrying through the control of process for interlocking logic, also possess the action of control PID with the purpose to execute the control of continuous process as control of speed, control of pressure, control of level, etc. However, due to great variety of industrial controllers for consequence, the great variety of implementations instruction PID, it implies in lack standardization of the programming and operation of the algorithm of equation PID implemented in the most diverse industrial controllers. Such fact, it makes difficult the engineering of industrial automation in developing control of continuous processes through instructions PID. This work of research approaches the development of methodology MAFPID as tool of engineering of automation to survey the functioning of the instruction of control PID implemented in control equipment and automation. This methodology is constituted of three stages of tests. The first stage constitutes the study of the equipment tested from the documentations supplied for the manufacturer. The second stage constitutes of test of the parameters proportional, integral and derivative, carried through in the isolated industrial controller of any process. The third stage constitutes of test of the controller interacting with an analogical circuit. This circuit simulates the behavior of some industrial processes, supplying signals of input and output to the surveyed controller of similar to the real processes. This work also presents two studies of case, in which was applied methodology MAFPID.

I dagens läge är industriella nätverk inte anpassade för att koppla upp resursbegränsade enheter pga av att industriella nätverks-protokollen som används är mer anpassade för real time applikationer. Det skulle vara ett stort steg för de industriella nätverken att kunna koppla upp resursbegränsade enheter för enkel övervakning samt analysering av data. Efter en undersökningsperiod av ett flertal olika IoT-protokoll, gjordes valet att implementera CoAP på en Anybus CompactCom-modul för testning. Under projektets gång användes det en del white-box testning i början vid implementationen av libCoAP. Efter att en fungerande implementation var gjord, påbörjades testning av input och output överensstämmelser med hjälp av black-box testning istället. Resultatet jämfördes i slutändan med den existerande lösningen att skicka parameterdata med hjälp av TCP. Resultatet hade en responstidsskillnad som var 92,3 % snabbare. Samtidigt tog det sammanlagt 24,2 % mindre plats i minnet (FLASH och RAM) för implementationen på Anybus CompactCom-modulen.

Este trabalho descreve a utilização da Rede de Petri como ferramenta de análise e desenvolvimento da automação de uma Micro-usina de cogeração piloto de 130 kW. O projeto foi implantado no centro laboratorial de qualidade de energia da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. O objetivo principal desta Micro-usina é estudar as principais variáveis inerentes à qualidade de energia e funcionalidades destes tipos de sistemas automatizados. A utilização da Rede de Petri (RP) permitiu prever a alcançabilidade, vivacidade, segurança e reversibilidade do programa aplicativo desenvolvido e implantado em um controlador programável (CLP) de última geração. Através de uma rede de comunicação de protocolo aberto foi possível a troca de informações entre o CLP e os módulos de controle.dos geradores (G1 e G2). Entradas e saídas digitais foram utilizadas para monitorar e comandar as chaves de transferência automática (Close e Open Transition) e também os disjuntores motorizados. As operações realizadas são sinalizadas no painel local de controle e transferência (PCT) assim como, via rede Ethernet, na interface remota de supervisão e controle (SCADA).No estudo de caso da Micro-usina de cogeração foram identificadas um total de 24 posições (Position) distintas, considerando as quatro fontes de geração atuais e os dois centros de consumo de energia. Através de uma IHM local ou um supervisório remoto (SCADA) é possível a mudança entre as posições (topologia) permitindo realizar as principais manobras de paralelismo momentâneo e transitório dos grupos geradores com a concessionária. No programa aplicativo do CLP foi implementado o intertravamento de segurança para todos os equipamentos comandados, assumindo sempre o desconhecimento, por parte do operador, dos critérios e seqüências de segurança exigidos para execução das transições entre topologias (pior caso). / This study is about the usage of the Petri Net as an analysis and development tool of the automation of a pilot micro plant of 130 kW. The project was carried out in the energy quality laboratory center at the Escola Politécnica de São Paulo. Its main goal was to study the most important variables related to the quality of energy and the functionalities of the automatized system types. By using the Petri Net, it was possible to foresee the attainment, vivacity, reliability and reversibility of the software, developed and installed in a state-of-the-art programmable logical controller (PLC). Through an open protocol communication network, information was exchanged between the PLC and the generators (G1 and G2) control modules. Digital inputs and outputs were used to monitor and switch the automatic transfer keys (Close and Open Transition) and the motor switches. The procedures done were shown on a local panel of control and transfer, as well as on the Ethernet, at a remote supervision and control interface (SCADA). In this case study, 24 different positions were identified, taking into account the four sources of generation at the moment and the two centers of energy consumption. Through local IHM or remote supervision (SCADA), it was possible to switch positions (topology) and perform the main maneuvres of momentary and transitional parallelism from generator groups to concessionary. As to the PLC application program, a security block was set to all commanded devices, assuming that the operator was unaware of the criteria and security steps needed to proceed with transitions in topology (worst case).

Os sistemas de automação se tornam cada vez mais abrangentes e complexos, criando a necessidade de uma estruturação básica durante o seu desenvolvimento de forma a permitir melhor visualização, organização e entendimento destes sistemas. Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma metodologia para análise, implementação e verificação da sincronização das bases de tempo dos equipamentos organizados conforme a estruturação hierárquica CIM (Computer Integrated Manufacturing). Esta metodologia é uma ferramenta útil para o desenvolvimento de sistemas de automação integrados e sincronizados. Inicialmente são apresentadas e analisadas as funções, especificações e utilidade da estruturação hierárquica dos sistemas de automação industrial. Os principais componentes de um sistema moderno de automação são apresentados e para cada um dos equipamentos principais é definido o nível a qual este pertence na pirâmide da automação baseada no modelo CIM. Na etapa seguinte é realizado o levantamento e a análise da necessidade de sincronização dos diversos sistemas automatizados e proposta uma metodologia que auxilie na análise e implementação da sincronização das bases de tempos nestes sistemas de automação integrados. No final do trabalho, esta metodologia é aplicada num caso prático para a comprovação da sua validade. / The automation systems are becoming more and more wide-ranging and complex creating the necessity of using some kind of structuring for their development in order to allow better visualization, organization and understanding of these systems. This research proposes the development of a method for analysis, implementation and check of synchronization of the equipments timebases in a hierarchical structuring of CIM (Computer Integrated Manufacturing). This procedure is useful for development of integrated and syncronized automation systems. Initially are presented and analysed the functions, specifications and uses of hierarchical structuring in industrial automation systems. The main components of a modern automation system are presented and for each equipment is defined the level that it belongs in the automation?s piramid based on CIM model. In the next stage are surveyed and analysed the needs of synchronization of automated systems and proposed a helpful method for analysis and implementation of timebases` synchronization in integrated automation systems. At the end of this research, this method is applied in a practical case for its validation.

Este trabalho de pesquisa apresenta a fundamentação teórica da simulação de sistemas, a motivação e os objetivos para o estudo e o desenvolvimento de técnicas para efetuar a simulação em tempo real. Este trabalho apresenta o desenvolvimento da Arquitetura de Software da ferramenta de Engenharia denominada FASTR (Ferramenta de engenharia para Aplicação de Simulação em Tempo Real), que possui o objetivo de alimentar o sistema de simulação com dados da planta industrial em tempo real. Este trabalho também apresenta a arquitetura de Hardware empregada para testar e validar a FASTR. Os testes, resultados e análises obtidos com a FASTR são apresentados neste trabalho para comprovar e convalidar a aplicabilidade da mesma como ferramenta de engenharia para análise de projetos e de análise de desempenhos de plantas industriais automatizadas. / This research work presents the theoretical basis of systems simulation, the motivation and the objectives of study and development of techniques to execute real time simulation. This research work presents the development of Software Arquitecture of the engineering tool named FASTR (engineering tool for application of real time simulation in automated industrial plants), that has the objective of feeding the simulation system with data of the industrial plant in real time. This work also presents the used Hardware Architecture to test and to validate the FASTR. The tests, results and analyses obtained with the FASTR are presented in this work to prove and to validate the applicability of the same one as an engineering tool for analysis of projects and analysis of performances of automated industrial plants.

Quando se dispõe de um sistema de controle distribuído em tempo real, o atendimento aos requisitos temporais constitui-se num fator crucial para a aplicação. Assim, para garantir que tais requisitos sejam atendidos, é fundamental que o tráfego de mensagens no barramento seja gerenciado e controlado apropriadamente, evitando-se atrasos na comunicação para não prejudicar a performance do sistema e do produto final. Este trabalho apresenta um mestre PROFIBUS desenvolvido em PC, cujas finalidades foram analisar por meio de dados experimentais, a influência do parâmetro TTR no tempo de atualização das variáveis de processo no sistema e o tempo de reintegração da estação-mestre no anel lógico após perda de mensagem de token. / Using a real-time distributed control system, it is crucial to fullfill the time requirements for an application. Therefore, to guarantee that these requirements are fulfilled, it is essential to manage and control the message traffic in the bus properly, avoiding delays in the communication that could compromise the final product and the system performance. This study presents a PROFIBUS master based on PC. The main purpose of the PROFIBUS master is to analyze, using empirical data, the influence of the TTR parameter in the updating time of the process variables and the time interval to reintegrate a master device to the logical ring after a token message is lost.