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Automação de Sistemas Fluxo das Funções de Controle

  • Dr. Eng. Diolino J. Santos Filho

Processamento do Controle

  • O comportamento de um sistema produtivo está intrinsecamente relacionado aos seguintes aspectos:

    • A forma da arquitetura do sistema de controle adotada
      • A forma de especificação dos algoritmos de controle em diferentes níveis estratégicos
    • A classificação das funções de controle

Arquiteturas de Controle

  • Propostas básicas de arquiteturas de controle:

    • Centralizada
    • Hierárquica
    • Hierárquica Modificada
    • Distribuída

Arquiteturas de Controle

Processamento do Controle

  • As funções de controle

    • Controle Quantitativo. Realiza-se o controle interno das máquinas, dispositivos e processos, envolvendo somente variáveis contínuas.
    • Controle Qualitativo. Realiza-se o controle de supervisão da produção relacionado às operações dos processos de chão de fábrica, envolvendo a coordenação do fluxo de materiais e alocação de recursos necessários.

Controle de Tarefas de um SP

  • Definição

    • Realizar o controle de tarefas de um sistema produtivo significa executar as ações de controle a partir de uma seqüência pré-programada ou em resposta à observância de condições previamente estabelecidas.

Controle de Tarefas X Arranjo Funcional

  • Fluxo de operações de produtos em um sistema produtivo pode ser classificado de acordo com a complexidade funcional do próprio sistema.

Controle de Tarefas X Arranjo Funcional

  • Processo Simples. Corresponde a uma seqüência de operações ordenada linearmente.

Controle de Tarefas X Arranjo Funcional

  • Processo Complexo. Corresponde a uma seqüência de operações parcialmente ordenada. .

Controle de Tarefas X Arranjo Funcional

  • Processo Redundante. Corresponde a situação em que um conjunto de operações de um determinado processo pode ser realizado a partir da utilização de recursos alternativos disponíveis no sistema.

Controle de Tarefas X Arranjo Funcional

  • Processo Concorrente. Corresponde a situação de um ‘job shop’ em que um mix de produtos pode ser produzido simultaneamente segundo diversas rotas.

Postulados do controle de SPs

  • Especificação de intertravamentos

    • Partindo do pressuposto de que um intertravamento corresponde à especificação de condições restritivas, que não permite qualquer tipo de alteração de ação ou estado até que estados ou ações anteriores sejam completadas, há uma série de tipos de intertravamentos que podem ser modelados .

Postulados do controle de SPs

  • Especificação de intertravamentos

    • De partida
      • São condições que devem se verificadas no instante de partida e não são consideradas durante o funcionamento (de início de movimento ou ação).

Postulados do controle de SPs

  • Especificação de intertravamentos

    • De funcionamento
      • São condições que devem ser consideradas continuamente durante a evolução da dinâmica do sistema.
      • Ex. Lubrificação, não-falha...

Postulados do controle de SPs

  • Especificação de intertravamentos

    • Temporizado
      • Determina-se um intervalo de tempo entre o funcionamento de cada equipamento ou das etapas de funcionamento de um mesmo equipamento.

Postulados do controle de SPs

  • Especificação de intertravamentos

    • De não simultaneidade
      • Força o fato de a ocorrência ser mutuamente exclusiva para determinados eventos. Ex. Rotação horária e anti-horária…

Postulados do controle de SPs

  • Especificação de intertravamentos

    • De seqüência de acionamento
      • Estabelece as condições de habilitação ou inibição de equipamentos integrados em série. Ex. Acionamento de esteiras interligadas..

Postulados do controle de SPs

  • Especificação de intertravamentos

    • Do processo
      • Estabelece as condições de habilitação ou inibição de transição de estados. Ex. Controle da transição de estados

Postulados do controle de SPs

  • Arbitração de conflitos

    • Faz-se necessária em situações onde ocorre convergência de fluxo de itens (origina um conflito de entrada) ou divergência de fluxo de itens (origina um conflito de saída) de e para eventos mutuamente exclusivos.

Postulados do controle de SPs

  • Arbitração de conflitos

    • Faz-se necessária em situações onde ocorre convergência de fluxo de itens (origina um conflito de entrada) ou divergência de fluxo de itens (origina um conflito de saída) de e para eventos mutuamente exclusivos.
    • Tipos de arbitragem
      • Fixa
      • Dinâmica (estado global do sistema)
      • Meta-regras para definir as regras de solução do conflito.

Postulados do controle de SPs

  • Manutenção e detecção de estados.

    • Os estados são interpretados como sendo as condições em que o sistema se encontra entre as ocorrências de eventos. A ocorrência de um evento provoca uma transição de estados que pode ser mantido independente do tempo e de uma nova ocorrência do mesmo evento, sendo possível correlacionar uma nova transição de estado à necessidade da ocorrência de um outro evento desejado.

Postulados do controle de SPs

  • Processamento temporizado

    • Todas as vezes que for conveniente realizar controle de malha aberta, é possível utilizar elementos temporizadores de acionamento com atraso e retorno instantâneo (‘on-delay’) ou ainda temporizadores com acionamento instantâneo e retorno com atraso (‘off-delay’).

Postulados do controle de SPs

  • Combinações Lógicas

    • And , or e not
    • Prop. Comutativa
    • Prop. Associativa
    • Prop. Distributiva
    • Teorema de DeMorgan
    • Don’t Care

Redes de Petri

Componente ativo e passivo

  • Modelagem em Rede de Petri é inconsistente

  • ligar dois componentes passivos ou dois ativos.

Estruturação do Controle de Processos em Sistemas Produtivos

  • Estabelecida a identidade entre o projeto de algoritmos computacionais e o projeto de sistemas de controle de SP propomos uma estruturação PFS e MFG para modelagem do sistema de controle

PFS (Production Flow Schema)

  • PFS é uma rede de alto nível que descreve graficamente e conceitualmente os processos relacionados com a produção na forma de seqüência de etapas de atividades e de distribuição.

  • PFS não representa o comportamento dinâmico do SP.

PFS (Production Flow Schema) e seus elementos

Os elementos-atividades

Exemplo: linha SP composta por 1maquina, 2 esteiras e 2 robôs

Estruturas padrões para modelagem em PFS estruturado

Estruturas padrões para modelagem em PFS estruturado

Modelagem estruturada em PFS

  • Sendo o PFS um modelo estruturado, deve associar cada modelo a um determinado processo do SP

  • PFS representa a lógica do fluxo de operação que esta associada ao processo.

  • O modelo PFS do processo é um modelo que representa como se deseja que as operações sejam realizadas.

PFS e a técnica de refinamento sucessivo

  • O procedimento de modelagem em PFS baseia-se em aplicar a técnica de refinamento sucessivo, de maneira a inserir gradativamente e naturalmente o detalhamento do processo no modelo.

  • O refinamento dos níveis de abstração é realizada de forma “top-down” - concepção hierárquica do modelo.

Álgebra Boole

  • Os operadores combinatórios

Intertravamentos em MFG

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