Brooklyn Nets: Como o time da NBA usou a Comunicação para criar ...
paginas.fe.up.ptpaginas.fe.up.pt/~asousa/sind/ISF-slides Paulo Leitao.pdf · State Diagram Fu n cio...
-
Upload
nguyenhanh -
Category
Documents
-
view
216 -
download
0
Transcript of paginas.fe.up.ptpaginas.fe.up.pt/~asousa/sind/ISF-slides Paulo Leitao.pdf · State Diagram Fu n cio...
Page 1
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 1
������������������������������� �������������������������������� �������������������������������
������������������
Paulo LeitãoURL: http://www.ipb.pt/~pleitao
E-mail: [email protected]
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 2
ConteConteúúdodo�� ��������������������������������
� ���������������������������������������������������������������� ���������������������������� �����!�����������������"�#��$���%�������������������&���
������������������������������'����� ��(����������%� ���
� )�*����������������������)�������� ����+��������!��,���!�����-����������������������$ -��������)� ��)�� �������(�����������������������)� �
.�� ��!����������������������������
� ���������������� ��!���������������������������������������������� ����������*��������������� ��!������
/�#������������� �����������������
� &���� � ����������������������� �������$�*���������������� ����� �������������#��������������������0��1 ���� ���������������� �������������������!� ����
2� ��!����������������������������3����������������
� &� ����������������������� ������4&�/55�
Page 2
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 3
� �������������� �������������
��������������������������������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 4
ContextualizaContextualizaççãoão
6$�� �7�������������������8����� �� ���-������� ������������������� �������!��������������*��(�� ����� ������� �����
64'�����������09��������������� ��: 4,��� ���*��+
6 ≈ �;�������������� ������������ �7�����������������,
6 ������� �� ���≈ ��;���� �<����: 4���������� ������� ����������������������������������������������������
64��������� �7�����������������+
6 ���: 4����������%������������ ��������������..,/;,��
6 �����!�%���=,/����09�������������,�>�����?�;��������������� �7���������5;��� ������ ����������������%���������� 1�����@��
6 ��� ����!��,������!�%��5�������������,������=,�;��������������� �7��������.�,.;��� ������ ����������������%���������� 1������
Fonte: Eurostat.
Page 3
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 5
DefiniDefiniçção: Produão: Produççãoão
6 :�����������������������8�������!� �(����,���A�� �!1����8�������� �����������������������
���������
��������������������� ��!�������������"��#������������������#�������������������������!��
��������$�����������������������%��������!��������$�������&��������������������
�������� ��' ��������( ���������)���������*+����������,� -��)�������#. $$��/012��
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 6
6B���� �������������������������������������*��������(��+
C � ������������� �������� >�������������������@,��� ������������������������������� ������������*���������� ��%������� ����������� 0������,��� ������������ �������������, ���������������3������,�����������'������������������� �7�����������1%��,��D'���,�����������8������,����� -��������������E
C � ������������������,���� ������������������������������ ��� %��%� ����������������������������� �3 ��,�����������'������������������� �7���������������������� ��!��,������,������*�3����������� ������
6&������������������������� ���������� ��(��������� �������������9����8� �����
Tipos de IndTipos de Indúústriasstrias
Page 4
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 7
Tipos de ProduTipos de Produçção (de acordo com o volume)ão (de acordo com o volume)
6 ��������3�� �4��,����������(�����������������������*�� ���*�� �������,����*�� ���� �������� ���������������������,��������!�� ���%����������������������
6 �����������������,�*���� %��%����������������������������� 0���8��������������������,�*���������������������!��������� ������%�����
6 ����������������,�*������-�������� ����������������������������(����������>�%� ������ �����!� �@���������*�������������������������%����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 8
Tipos de ProduTipos de Produçção (de acordo com o ão (de acordo com o layoutlayout))
65+�� �������������'�+�C F ���������� �� ���C�����1%�����%��������������� 0��������� �9��,�������-*�� ������������������%��� ���C���G�%�����������������
65+�� ������'������������+�C $���-*�� �����������!� �(���������%8��������'������������,�������������� ���(�������� �������� ��������-*�� ����
C 4������������������ 8����*���������������������������������,������� �� ��� ��� �� �����*�� �����'���������� ������� �����������������
65+�� �����������+C $���-*�� �����������!� �(������������������������������������������$���������%�����������8�����,�������������������*�D �������������9���������������
C 4������������������ 8����*�������������������������������3�� �4�� �����������,������� �� ������������'�������������� ���� %������ ����
C <��'�������D ���� ����� �������������������������%����������'������������������������� ���� ������� ������
Page 5
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 9
a)b)
c)
Exemplos de Exemplos de LayoutsLayouts ProdutivosProdutivos
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 10
EvoluEvoluçção dos Paradigmas de Produão dos Paradigmas de Produççãoão
Variedade de produtos
Vol
ume
de p
rodu
ção
craftproduction
massproduction mass
customization
1973: crise do petróleo
1913: linha de montagem Ford
Page 6
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 11
FunFunçções de Fabricoões de Fabrico
Processamento de materiaisMontagem
Transporte e armazenamento de materiaisInspecção
matérias-primas produtosacabados
Controlo
Operações de fabrico
recepção envio
desperdícios
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 12
FunFunçções de Fabrico (2)ões de Fabrico (2)
6 ��������� ���������������
C ��� ����������������������������������������� ���������������������������������� ����
C �������������� ���������� ������������������������������� � ���,�� ��������(����� ��!���>�����'�����,����H ���������8������@���������������������������� � ��,�����%�����������,��������������������������3�����,�������
C $���-*�� ������������� ��������������������%������������������������ ��������(����� �������������������9���
6�� ��!��C I� �������������������� � �������������,���� ��������'���������������������� �,��������,���������������*������ ����������������
C �������� ��,������ ����������,����J��������������� ��!������������(����� �������������������9���
Page 7
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 13
FunFunçções de Fabrico (3)ões de Fabrico (3)
6��� �������������(� ��� ���������������C ��� ��������������������� �����-*�� ��,��� ������(� ��� ���������-����� *�� �������!������������'����������������9���������������� ��,��� ��!������� ���������$�� �������������������������
C F �����������%�����������������3�����������(����� �������������������9����������$K L�,������������� ����������(8 �������-������
6� �������C L������������������ ���������������� ��������������������G�������������9������%������>�� ���������*��������@��
C F ��������������%���������������������'��������3�������������� � ����*����'��������������������������9���
6&� �����C &� ����������!���������������%��������3�����,�� ���� �������!������������������������������������������!��������� 3%��������� ����������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 14
Tempo de FabricoTempo de Fabrico
90% moving and waiting10%
setup time: 14%
changing tools time: 17%
loading/unloading time: 17%
inspecting time: 16%
processing time: 36%
processing
2% espera: 85%3%
inspecçãotransporte
Page 8
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 15
Sistemas de Fabrico Flexível (FMS)Sistemas de Fabrico Flexível (FMS)
Um FMS é uma estrutura de produção que consiste num conjunto de estações de trabalho interligadas por um sistema de transporte e manipulação de materiais, e controlado por um sistema computacional integrado.
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 16
Definição: Sistemas de Fabrico FlexívelDefinição: Sistemas de Fabrico Flexível
6F ��"�#������ ����������D ��������%������������,�
C �����(� �������!����������3���������������������� ��������������������3 ���� ������ ����������� �������������E
C ���� �0� ������������� ����������������������������������������������
flexibilidade
Número de diferentes partes a serem processadas
prod
ução
anu
al
produtividade
máquinas universaisconvencionais
sistemas convencionais detransferência
sistemas flexíveis de fabrico
Page 9
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 17
Componentes de um FMSComponentes de um FMS
64����9������������0�
C &8�����������������>�����-*�� ��C������� �� ����� ������ ��8����,����J�,�����@�
C &8����������� ��!���>���J�,������������ ��!��,�����@E
C &8���������� �������,������
6�� ���������������(� ��� ���������������
C �� ����������������������� ���������%�����������9������������0��
C 4'������+�$���(8 �������-�����,���������������-����������������,�$K L,������
6#������������ ��������������������
C #������������ �����,������������� �������������������������� �������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 18
Características de um FMSCaracterísticas de um FMS
6#��������������'��+�C &��������(����,�� ����������,������� ����D �����������������,��� ��� �(����,�������0�������������,���������9������3 ��� ��E
6$���� ����0�����!8 ���+C 4 !����������!�� ���%�������������������9����������6 �� ��4��6 ��E
6$���� ���������-������ ���� H�����+C &������������������ ��C���� ����� 3%���������������� ��E
C ��%����������������� �����(����� ���������E
C ��%���������������� �����(������� �� ���� ��������������
6#�������� ����� �����+C F �����������������D �������������������������������%�����*��������������� ���3 ���������������� 0�������������
Page 10
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 19
Factores que Influenciam Factores que Influenciam um FMSum FMS
6L���������������0�������������(�����������������6L�����9��� ���� ���� 0��� ����������������6&�������3��������3����������������6"��3������������������ ������������������������0� ����!���8���������������������
6)�*�����������������9���0��� ���>���!����������������,������*���������� ��� ����������������-*�� ��,�����@�
6L���������������������*�����>2���C?��������������� �@�6�7������3 ��������-*�� ��+�/
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 20
Vantagens e DesvantagensVantagens e Desvantagens
6:��"�#�8 ������� ��������(��������������������A�� �0�� �������������
6F ��"�#������� ������!������� ���� � ��! �������%��+����� �������������%�����,�������������������������������,�����������������M�,�� ����� ������*��������,��������� �������������������,������
6���� �� ��,������ ������%�������� 1����+
C �������(�������������������������������'3%������ ���8 ��(�-%����� �����������!������������������������������ ���,�
C ���'� �������������'3%����*�� ������� ������������ �%������3������������������
Page 11
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 21
Configurações de FMS Configurações de FMS -- CircularCircular
6$�������9������������0����������!� �(����� ����3������6$�����������%��C���� ������������9������������0�,��� ���*����������������� ��������� ����������������3����
6F ���� ��������������������8 �����(��������%8�������������
máquinam1
máquinam2
máquinam3
máquinam4
armazémentrada/saída
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 22
Configurações de FMS Configurações de FMS -- EscadaEscada
64������ ��!�������8 �����0� ���G � ������,������� �� �����%� ��!������������������ 0�������� ���%��,����������������(������������������� ��������
6F ���� ��������������������8 �����(��������%8�������������������$K L��
máquinam1
máquinam3
máquinam5
máquinam6
armazémentrada/
saída
máquinam4
máquinam2
Page 12
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 23
Configurações de FMS Configurações de FMS -- CélulasCélulas
6B�%����������� ��������������8�����,��������������*���������� �-%���������'�������������������� ������ A� �������� �9���
6$�����������%��C���� ��������8�����,��������������������� ��6F ���� �������8 �����(��������%8�������������������$K L��
Célula defabrico
Célula defabrico
Inspecção etestes
Sistema detransporte
Célula defabrico
Célula demontagem
Entrada/saídade materiais
Armazenamentoautomático
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 24
Configurações de FMS Configurações de FMS –– Robô CentradoRobô Centrado
64������ ��!�������8 �3���������������9������*��������J�8 ������� ����� ������������������������%��
6F ��� ������ ������������������������������%8��������J��� ����������
Page 13
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 25
Células de Fabrico FlexívelCélulas de Fabrico Flexível
6&� A� ������%-������-*�� ���&�&,������ ����������������%-��������J���������� ���� ������������������������������������������(� ��� ������� ����������������������
6�����������*������ ���8 �� ���������������%���� �������������������������������(����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 26
Tecnologia de GrupoTecnologia de Grupo
6F ��� ��������������������'3%�����! ������*��+C ���8���������������(���%����������������,����������*�� ����� � 0�����������������,�
C ��*�������*�D �������������9��,�����! �������������7,������������������� ���8 ����������� ����!����
6$���� ���!������!���� ������� ���!������������3��������������������������������������3������������0� �����������������!������������������������
6���������#����+�����������������������7�����$�������"$$�����������������#$����������������������� ��8�����&���$�������������9�����������������������������������������7����������:������;
Page 14
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 27
Actividades de FabricoActividades de Fabrico
Operaçõesde fabrico
Definição/Projecto do Produto
Concepção do produtoTeste de características
Bills of materials
Controlo da Produção
Funçõeseconómicas
MarketingVendas
Compras
Planeamentoda produção
Planeamento doprocesso
Escalonamentomestre
Planeamento derequisitos
Planeamento decapacidades
Clientes
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 28
Funções EconómicasFunções Económicas
6 �� ������������������ ����������������� ������ �����,�� ����������,������ �9�������� � ���,����M��� !,�%� ���,������������
6B�������� �������� � ��� ������������ ��� ��+
C )���� �-%�����������'���� � ����������������E
C )���� �-%��������!�������������%�������������������������0��� ����
6B�������� �������� ������ ��!�����+
C )���� �-%�������!��� ������� ���!�������������������������������������� ����
Page 15
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 29
Funções Económicas (2)Funções Económicas (2)
6B�������� ���������"��� � 8������ �-%������+
C ����%��������!��������������>����%�(�����%��-������� ���������� ���N�� %� ���O�������������������������������������@��
C ��� ������������� �D ��������������������������������� �%�����������
6B�������� ������������+
C )���� �-%��������!������������������,�������� ����������M�E
C F �A����%��+����������������M�,������������������ ���!���� �����������(��,�������
6:�������������������(��������������8��������� ��+�
C ��%� �� ����������� ���� ��������(������������� ��
C :����������������� �����%�����������������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 30
Definição/Projecto do ProdutoDefinição/Projecto do Produto
6&� ��������������������*�������������� ���������M��� !�� �� ���*���������������%������������(����
6����������!���8�����C &� ��������������������� !� 0���������������E
C : ����(��������������� ����������� ���� ���<���7� >&$B@�
6$ -�������%��������������� !� 0����C $ -��������%��������������������3����������H ����,�!���8������,�����,��������������������������������-����������������%8��������� 0�E
C : ����(��������������� ����������� ���� ��7�������7 >&$4@�
6#�������� ��������G���� �9��������������C 4���������������������%������������,�!������������-�����������!�������&���)&,�������D ���������� ���� ������������������ %� �-����,�����E
C : ����(��������������� ��� ������� ���� � �������7 >&$�@�
Page 16
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 31
Planeamento da ProduçãoPlaneamento da Produção
6 �� ���� ������������������� !�����8�������(���
64������������ ���� ������ ��������� ������+C $���� ����9���������������E
C $��� ���� ����*��������������������������� ���!��
6� ��������������!�� ������ ���� ��+C P �� ������%��������(�����������������������E
C P �� ���������������%���������������� 3%���������������������
64��������%������� �#��+C �� ���� ��������������E
C 4����� ��� ���������E
C �� ���� ��������*��������������������E
C �� ���� ������������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 32
Planeamento da Produção (2)Planeamento da Produção (2)
6 �� ���� ��������������C B��� �����������*�D ��������������9����������*������ ���� �����-�����G��'�����������������E
C : ����(��������������� ����������� ���� )������ )$����7 >&$ @��
64����� ��� ���������C &������ ������������������������������������(����,�������������*�����%�������� ���!���������*���*�� ��������
6 �� ���� ��������*���������������������>�) @C �� ���� ������������ � ����� ��%������������C�������� *����� �������������������� ��,������*�������A�������� 3%����*�� �������������������
6 �� ���� �����������������C �� ���� �������������������������(��������������,��� ��������� ���������������������������������-������
Page 17
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 33
Controlo da ProduçãoControlo da Produção
6)������ ����������!�������������%���������������9����3������ ���-�������
64��������%������� ����!�� ���������� �������������������9��������������
6��� ��������������� ���#�����$����� !����+
C &� ����������-�����
C &� ����������8����
C &� ����������*������ ���
C &� ����������� ������������������
Manufacturingplant
Machine &assembly shop
Paintingshop
Manufacturingcell
Assemblycell
Paintingcell
Lathecontroller
Robotcontroller
Millingcontroller
Paintcontroller
Facilitylevel
Shoplevel
Celllevel
Controllerstation level
Equipmentlevel
Enterprise Level
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 34
Interligação entre as Várias ActividadesInterligação entre as Várias Actividades
Controlo de Produção
ordens de produção
CAPP
CAD
Sistema de planeamento organizacional
ERP (planeamento de materiais, recursos e de capacidades)
Máquina, ferramenta, fixaçãodados actuais
dados corrigidos
programas NC
dados corrigidos
planos de processo
ficheiros de componentes mestres
lista de componentes
dados geométricos
Requisito de desenvolvimento e concepção do produto
Page 18
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 35
Produção Integrada por Computador (CIM)Produção Integrada por Computador (CIM)
6� ��!����� ���� �������������������� ����������������%�������������� �������������������,�����%8��������������� ���!�������� ��������,���������������������������������������� �������
6�������� ���&����� �������������������������%�3��������� ���������8 ����� �����
6F ��%-�������������� �������������� ������ �����������%8�����������0��������������� ������9���
Integração apenasdas actividades de engenharia e
de produção
Integração de todasas actividades
relacionadas com o fabrico
Integração dos sistemas de
informação da empresacom os dos clientes
e fornecedores
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 36
Arquitectura CIM GenéricaArquitectura CIM Genérica
PP&C
GestãoBD
Redes
Integração
Base DadosFabrico
EngenhariaProjecto
Produção
GestãoInformação Eng.
Fabrico
ConcepçãomecanicaCAD
CAE
CAM
CAPP
Simulação
Robotica
AquisiçãoDados
DNCCNC eRobôs
Qualidade
6 � ��!������������ ���!������������� �������(��������������� �������������� ����������������������%������������������,�������������&$B,���&$4,���&$������&$ ��
6 F �������!���&������������%������������� ��!������������� �����������*������������������A����%�����������8!������� �!1�������������������
Page 19
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 37
Vantagens do Paradigma CIMVantagens do Paradigma CIM6 ������%�����
C $������ ������������ �H �������� ��������,��� ��(����������0���!������������������,����� ���������� !��������0���������/����?�;�
6 "��'���������C ������������(������������������%� �����'��� ���>%�����9�������������,�����@�������� ��� ���>�%��������������������*��������,�����@�
6 P ��������C $�� ��!��������������������������(����������������� ������ 7���� ������������������,���%����G�!��� ������� ������������������ ���������
6 ������������ ������C $�������0������ ����������������������������������������� ������ ��������������� ����2���.�;�
6Q��M � ��!���� >Q� @C :���!������������(������������������������������������*����������� �������������%�������*���������%������� ����.�����;�
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 38
Desvantagens e ProblemasDesvantagens e Problemas
6F �&���8����������*�������������8!��� ���*������ ��1!����
6�����'���������������������� !� 8��������&��� �������������� ������(����*��������������������
6R�����������!����� �����(��� �����#��6 ��
6&���� �����������
6S�����!� ������ �����*������ �����'���� ���� ����������
6"��������������1!�����
Page 20
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 39
%���#�����������������%���#�����������������
�� ��&����������� ����� ��&����������� ���
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 40
Sistemas Discretos Conduzidos por EventosSistemas Discretos Conduzidos por Eventos
6 F �����������������������������������������'���*����������3��������������� ����������� �����,���%���+
C T������ ����������%��������� ����� ��� �����! ��� ��E
C T��� ��� �&���� �������%������E
C T�����#'�������������E
C $������������ ����� ��(��������������D ���������� ���E
C 4���
Page 21
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 41
Necessidade de ModelaçãoNecessidade de Modelação
6 4����������'��������� �� �����-������������������8�������!�����������������������,�*������ �������3%�������������%������������������������9����� ������� ���������������������������
6 ���� ��C�������!����,��� ������� ����������������A��������������������,����%���������������������������������������� ����������������� �������
6 $����������������������������������������������� ���� ������ ����������!����������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 42
Problemas na EspecificaçãoProblemas na Especificação
6$������(���������� !��!�������� ����� ��(�������������� ������� �������������������9��������������
P ��������������������%�������������������������������������U
6: ����(��������������� ������������������� ���*�� �������3%�����A����%���
Page 22
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 43
Aplicação de ModelosAplicação de Modelos
6:���������8���������� ������������������������������������������,������(��������������%�������������������
6$�%� ��!����������������������������������������8�*������������������������'�������,������������-��������� �������*���������������*������������ ���������� ���
6$�����������8������������������ �������3 ���������������� �������� �������+C ��������(����������*�����,����������������������,���-��������������������� � ���,�������*���������������������(�������3�����
C G������������V�� ,�*��������������������-�����,�*�������������������������� ��������������*���������� ���������������%��� ��������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 44
Linguagens de ModelaçãoLinguagens de Modelação
Validação
Complexidade
Clareza
Eficiência
Actividades concorrentes
Actividades sequenciais
Petri netsGrafcetFunction chartState Diagram
cumpre requisito não cumpre requisito
Page 23
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 45
Redes de Redes de PetriPetri
6$�����������!�-��������������)�������� ���� >)� @������ �����(��������&��� $�� ���� ���5���
6������������0�,�&��$�� ���� ������ ���������������!�������������������������������������,���������A����%������������������� �������� �������1�������
=��7����' ��������#������������!������������>���������������������������������3������/�����������!�����4���>�������������/�����������������$�7����������>���������������������3����
6F ��������� %��%��� ����������������������������� ������������� �����������������������+��� ��� �(�����������������,��� ����D ���,��� ���������������0���������������
6�����������'�� �9���������� ����� ������� %��%������������������������������ �������������9����������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 46
Aplicações das Redes de Aplicações das Redes de PetriPetri
6$��)� �������*���������������������� ������������������� ���������������������'����� ��(����������%� ���,����������(���������������9����� ����� ���,����3 ��� ��,������-������ �����%����!��������������������
6$��)� �����������������������������������,���������8��������%�����������%����������,��������� ���� �����������-�������������� ����������������
6$��)� ��%�����%� ��!� ����� 3%������������� ���,�%�����������������������������
Page 24
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 47
Definição de Redes de Definição de Redes de PetriPetri
6:���)������� ���� 8����!������������������� ��������������W ,��,��,�F X,�� ��+
C �Y�W�,����,���X 8����� A� ����� ������������9���>�$���@��
C ��Y�W�,����,�� X 8����� A� ����� ���������� ���9����
C ��+�> �Z��@ ��� 8����� A� ������������>����������%��������@�*�����!��� �����9�������� ���9���
C F �+�> �Z�@���� 8����� A� ������������>����������%��������@�*�����!������ ���9����������9����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 48
Noções Básicas de Redes de Noções Básicas de Redes de PetriPetri
6&� �����3��������������������� 1�+ ����(�� ����� ���(���
6)��������� ���������� ������������������ ��+
C :��������������������>����������%��1�����������������@E
C B ���� ����������������������
6)������ ����� ������� ��������%�����������3%�������������,����� ����������� ���+
6 G��'�������������������E
6 ���G������D �����������%� ��������� ������ ���
6$�������9�������� ���9�������� �����!��������������������8�����3%�����!��������9����������9��� ������ ���9�������� ���9���
Page 25
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 49
Exemplo de uma Rede de Exemplo de uma Rede de PetriPetri
posição
transição
arco
�Y�W�,���,��.,��/,��2,��,��?X
��Y�W�,���,��.,��/,��2,��X
p1
p2
p3 p5
p4 p6
p7
t1
t2
t3 t4
t5
t6
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 50
Marcação de uma Rede de Marcação de uma Rede de PetriPetri
6:���)� ���������� �8��������,�*�������������������9��,���������C��������������������������!��������������� ���9���
6$�������� >��?��@�� ��������������������������>����%����� ��@,����������� ����������������������>�����'������������ �������� 7������������������%���� �������(8�@�
6$�������������������� 8����� �����+� ���*���������� ����� 7��������������������������������� ∈ ,��� �����������>��@��
6"������� ��,�����)� ��������8����� ��������������
W ,��,��,�F ,��X
6$����������� ����#,���,�������� ������������� �����������������
Page 26
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 51
Exemplo de uma Rede de Exemplo de uma Rede de PetriPetri marcadamarcada
��Y��W�,���,��.,��/,��2,��,��?X
���Y��W�,���,��.,��/,��2,��X
���Y�W,�,�,�,�,�,�X�
p1
p2
p3 p5
p4 p6
p7
t1
t2
t3 t4
t5
t6
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 52
Evolução Dinâmica de Redes de Evolução Dinâmica de Redes de PetriPetri
6)�!�������� ������(����+
C :������ ���������-��� ������(����*�� ��������������������������9���������� ������ ����������� �������������
������� ������ ���[� ��������� A� �����������9������� ������������ �������,��������� ���������-��� ������(����������1����
∀�� ∈ [�,��>��@�Y�
6)�!�������������+
C :������ �������� ������(�����������,��%���� ������������ �%������������\,�����%8�������!�� �����!��+��\ >�@�Y��>�@�]�F >�,��@�^��>�,��@�
C �����8,����������������������� ���8�������������������,
C �������������������!�� ���G���� ������8�������� ���������������
Page 27
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 53
Exemplo da Evolução de uma Exemplo da Evolução de uma RdPRdP
���Y�_,�,�,�,�,�,�`
p1
p2
p3 p5
p4 p6
p7
t1
t2
t3 t4
t5
t6
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 54
Exemplo da Evolução de uma Exemplo da Evolução de uma RdPRdP (2)(2)
� Y�_�,,�,�,�,�,�`
p1
p2
p3 p5
p4 p6
p7
t1
t2
t3 t4
t5
t6
Page 28
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 55
Exemplo da Evolução de uma Exemplo da Evolução de uma RdPRdP (3)(3)
� Y�_�,�,,�,,�,�`
p1
p2
p3 p5
p4 p6
p7
t1
t2
t3 t4
t5
t6
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 56
Exemplo da Evolução de uma Exemplo da Evolução de uma RdPRdP (4)(4)
� Y�_�,�,�,,�,,�`
p1
p2
p3 p5
p4 p6
p7
t1
t2
t3 t4
t5
t6
Page 29
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 57
Exemplo da Evolução de uma Exemplo da Evolução de uma RdPRdP (5)(5)
� Y�_�,�,�,�,�,�,`
p1
p2
p3 p5
p4 p6
p7
t1
t2
t3 t4
t5
t6
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 58
Exemplo da Evolução de uma Exemplo da Evolução de uma RdPRdP (6)(6)
a ���%�����G����������� �����
���Y�_,�,�,�,�,�,�`
p1
p2
p3 p5
p4 p6
p7
t1
t2
t3 t4
t5
t6
Page 30
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 59
Modelação Modelação –– Paralelismo (Concorrência)Paralelismo (Concorrência)
6 4'�������������������������>�%����9��@������������,������������.������� ����� ����
6 &������������������������8������(��������������1������������
6 $���� ������� �-�� ��������������������������������,�
6 ������� �������/ NA� ��O���� �%�����'��������������������������
6 &�������������������,����)� ��������(���������������������������� ��������������3���������7�������������������� ����'����������� ����� ���� ��� ��������
p2
p3
p4
p1
t1
t2 t3
t4
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 60
Modelação Modelação -- SincronismoSincronismo
6#� ��� �(��������3���������������%����9��+C $��������������-������������� ���������%������� *�� ���������������� �������%�������8����������
C P �� �����������������9�������%������������������� ����������������������������� �����(�����������-������������������
p2
p3 p4
p1
t1
p2
p1
t2
t1 6#� ��� �(������������-����+C $��%������������������*������8�� ���� �� ��������������������
C F ������� �������������(��������������������C $�����������������(����������(���������������������� ���������
Page 31
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 61
Modelação Modelação –– Partilha de RecursosPartilha de Recursos
6 $�����������������(� ������� �����������������������,������'������������J��
6 4��������������������������(����>������0���@�������%��������������������������������������*�����,�
6���� � ���������� ���� ��������������
p1
t1
t4
t3
t2
.
.
.
.
.
.
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 62
Modelação Modelação –– MemorizaçãoMemorização
p2p1
t2
$���������� ������(������������������ ���������������������������������(���������������������������� ���������
$�����������������(���� 7������������� � ������������� ���,������'�������� 7���������������������?�
p1 p2
t1
t2
.
.
.
Page 32
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 63
Modelação Modelação –– Leitura e Capacidade LimitadaLeitura e Capacidade Limitada
�������+
C F ��������������� ��������8��� ����� ����������������������,����� ��� �� ���������������������������
C �����C�����������(���������������G����������
p1 t1
p2
p1
t2
p2
t1 &������������������+
C $���� ���������1�8�������������8�*������������������ ����������������
C ����������(�� �� 7������������������%�����������(8����� ������*��������1%���
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 64
Redes de Redes de PetriPetri InterpretadasInterpretadas
6)� G�*��������������������� �����������,������! �������,�G������������9�������� ���9��,������ ���������������������� ��������!�������*����������� ������������
6 �����������,���������� ���� ����������� ��������� ���*���*������! ��������������������������9�������� ���9��,��� �������������� ������������� �������������
Page 33
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 65
Exemplo: Sistema MultiExemplo: Sistema Multi--RobôRobô
6B�������J���'�������������9���������?#��#�$�� ����� ������������� ��������������������������.�������
6B�����������%����������9���8����������*������ ���������J��������������������� ��������%�(�
6:���������J����� ���������������������-*�� ��������������������������� �������������� ����������-*�� ��
���������������������� �����������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 66
Exemplo: Sistema MultiExemplo: Sistema Multi--Robô (2)Robô (2)
Robô R1 (R2) deixa o buffert3(t6)
InterpretaçãoPosição
Robô R1 (R2) entra no buffert2(t5)
Robô R1 (R2) pede acesso ao buffert1(t4)
Nº de posições livres (ocupadas) no bufferp8(p9)
Exclusão mútuap7
Robô R1 (R2) executa acesso ao bufferp3(p6)
Robô R1 (R2) espera por acesso ao bufferp2(p5)
Robô R1 (R2) executa tarefas fora do bufferp1(p4)
InterpretaçãoPosição
p3
p2
t2
t3
p1
t1
p6
p5
t5
t6
p4
t4
p9
p7
p8
Page 34
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 67
Exemplo: Célula de FabricoExemplo: Célula de Fabrico
6 $���*�D ���������*�� ���������������������������8�F $ → F <�
6 $���-*�� �����������'������������������F $��$��-*�� ���.��'�����������������F <�
6 F ��� ������ � ��������0�!����������������G��8����,�����%8���������������� �������
6 F ��� ���7� � ������������ ����������������$K L�������%�������������
6 :�����J�8������(�����������(��������!�� ����������9��������%��� �����+
C &$)+���� ����D ���������������������>��A������8��� ���(�����������/@E
C &$)�+�transferência ������������������>��A������8��� ���(������� ����@E
C &$).+�transferência �����������.�>��A������8��� ���(������� ���@/@E
C &$).�+�transferência ������������.�>��A������8��� ���(������� ���@�@E
C B4#&+�transferência ����.��������$K L�>��A������8��� ���(������� �����@E
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 68
Exemplo: Célula de Fabrico (2)Exemplo: Célula de Fabrico (2)
Page 35
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 69
Exemplo: Refeição dos FilósofosExemplo: Refeição dos Filósofos
6P ���������1�����������������������F �����1�������������� ������������ ������������������ ���� ������� �� ��������!�� ���*�� ������������������0� �����
64 ������������1������ �� ���C����������� 0��� ������������������0� �����������������������
6F ����������8�*��������������1�������!��� ������� 0� G�������*�����������������������������������,��������������������������
���������������������� �����������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 70
Exemplo: Refeição dos Filósofos (2)Exemplo: Refeição dos Filósofos (2)�� +�"��1������ ������������
� +� ���� 0� � ����� 3%��
&� +�"��1������ �������
�F �$+
6 �������������������%-�������� ���9�������������� �����(������
6 ���� �� ��,��1�8�����3%���������� ��������������%�(�
6 ������������ ������)� �������(����,�8���-������� ��������*������������������� ������8� ����
Page 36
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 71
Propriedades das Redes de Propriedades das Redes de PetriPetri
6$��)� ������������ ���������-������������������� A� �������������������
64���������������������������%������������������������������������������������9��������������
6B�������������������������+
C ���������������������� ����,��*������*������� ��������������>��������@�� ��������������
C �����������������������, �*������*������� ����������������� �������������,����� �� ������������!�������������������)� �
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 72
Notação (para relembrar)Notação (para relembrar)
6���� ���������� ������
6)>��@�� �� A� ������������9��������3%����� ������������������������ ���������
6�> �@�� �����������������������
Page 37
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 73
Propriedades ComportamentaisPropriedades Comportamentais
6����������>A���������@
:������������� 8������� ��� ������������������� ��������,������������������������9��������3%������������������,��� 7�������������������� 8��� �������� ���*������:���)� 8��������������������������������9�������������������
p1
p2
t1
p1
t2
p2
t1RdP limitada
RdP não limitada
M����> �@@,)>�� � ≤∈∀
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 74
Propriedades ComportamentaisPropriedades Comportamentais
6#��%�������!����>*������@
:���)� 8����%��������1���
�����C������������������������������)� ���������,� ���*�����MY�
p1
t2
p2
t1RdP salva RdP não salva
����> �@@,)>�� � ≤∈∀
p1
t2
p2
t1
Page 38
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 75
Propriedades ComportamentaisPropriedades Comportamentais
6L�%��>5�������@
:���)� ,��������������� ��������,���(C���%�%������'���������������!������*�D ���������� ���9�������*���*���*������� ��������������������������������������������*���*������������������3%������∈ )>��@,���� ������*���*������������,�8 ����3%������������������� ���������� ������
�3%�������%�%�������+
C ���������%�%���� 3%���� >5�#$���@,��������� ������ �������� � ������������
C L�%���� 3%��� >5/#$���@,�����'������������*�D �����������������������������������*�������� ��������������������������� �������%�(�
C Viva a nível 2 (L2-live), se a transição pode disparar pelo menos k vezes (k ∈ N).
C Viva a nível 3 (L3-live), se existir uma sequência infinita de disparos na qual a transição aparece infinitas vezes.
C Viva a nível 4 (L4-live), se a transição for viva a nível 1 para todos os estados acessíveis a partir de M0.
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 76
Verificação da Vivacidade de Verificação da Vivacidade de RdPRdP
p1
t2
p2
t1 p2
t3
p3
t2
p1
t1
RdP não viva, uma vez que t1 deixa de poder ser disparada a
partir da marcação a seguir à marcação inicial. No entanto t1 é uma transição viva de nível 1.
RdP viva
Page 39
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 77
Propriedades ComportamentaisPropriedades Comportamentais
6&� ���%�����>�������������@Uma RdP, para uma marcação inicial M0, diz-se conservativa se existe um vector w, w={w1, w2, …, wm}, onde m é o número de posições e w(p)>0, tal que a soma pesada das marcas se mantenha constante para cada marcação acessível a partir da marcação inicial M0.
Se todos os elementos de w são unitários então a RdP diz-se estritamente conservativa.
�=
=�
�� �� ��� ���>��@V
p1
p2
p3p4
p5
palete
AGV
palete
AGV
palete no AGV
A RdP da figura é conservativa para w={1,1,2,1,1}.
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 78
Propriedades ComportamentaisPropriedades Comportamentais
6<��*����
:�����*������������� �������������������������*���� � 0������� ���������-������ �����(�����:���)� �������*���������������
6)�%���3%���>B��������$��+@
:���)� ,�������������������� ��������,���(C�����%���3%������������������������������)>��@,������������� ���������8������3%�����������������
4����������������8�������� ��,�� ����������,������!��� ����*���� ����������������������������������0��������������������������� �������������
���*�����8� �������> �@@,)>�� �∈∀
Page 40
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 79
Propriedades EstruturaisPropriedades Estruturais
6&� �����
4'������� ������������������������������������������� 7������������������ M 8�� ���������� 7����������� ���9���*����������� M ��*�������%��������� ������������������
p1
t2t1
�&���������$���������C�!���/��������� ����������������������������
������C���
p1
t2t1
p1
t2t1
� ���&���������$���������C�!���/��������� ��������������������&���������
���������/�
�&���������$�������������D���������C�!���/��������� ����������������������������������C��E��>����
��������������$����$��������������������$����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 80
Métodos de AnáliseMétodos de Análise
������� �������������������� ���� ��������������
6��D������������*���������� $#���+
C K �-���������������9��������3%���E
C b�!������� ���E
C �8�����������������
6 F ���8������������������������������� ���� ��������*�� ����������� ������)� ������'���
6 $�� ������%���������������8� �����������������!�-���������������9��������3%������-�!������� ����
Page 41
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 81
Gráfico das Marcações AcessíveisGráfico das Marcações Acessíveis
6$�����!����������� ��� ���������������������������9��������3%��������3%�������������������������� ������
6F �!�-���������������9��������3%����8���!�-�����*����� ����������������������9���
6:���������!���������������������������'������������� �������� ������(���������c���������,���� �������������������(�����!� ���
6$�-�%����������������������� �������������!��������0� ��,�������������������)� �������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 82
Exemplo da Construção do GráficoExemplo da Construção do Gráfico
p3
p4
p5
p1
t1
t2 t3
t4
[1,0,0,0,0]
p2
[0,1,0,1,0]
[0,0,1,1,0] [0,1,0,0,1]
t1
t2 t3
t3
[0,0,1,0,1]
t2
t4
rede de Petri gráfico
Page 42
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 83
Extracção de Propriedades a partir da ÁrvoreExtracção de Propriedades a partir da Árvore
6 :���)� 8�#������� ��� ���3������d � � ������������ ��-�%������������������F ��������e�8�������� ����������� ��������������� 1��� ������ 7����������������#��MY�� �����������8���!����
C $���������� ���������������� ��������� �����������-�%�����������������
C $��� �������� 8�������� ���������%� ���� �*���9�����������
�����F/ � �1! �����>���� ��������������� ��� ����@,�� ���� 8��� 7�������� 1�����-�%������������������#��d ���������� ��-�%��������������������������������!�����,��������V��������� �� �����%������(����
C $������D �������������9���*��� ����� ������(��� � 0������� �������! ���������'���D ��������#�+������
�=
=�
�� �� ��� ���>��@V
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 84
Álgebra Linear Álgebra Linear –– Matriz de IncidênciaMatriz de Incidência
+�AV
�VVV C�A�A�A −= +
6$�����!����������� ����+���(��������������
6$���*���9�����!����������������� ����� H������������������� ����� ������������������)� �
6$������&����� ���, ���,�8����������(�>�Z�; ���� ��������+
��
� ���
� ������� 7�������������������� ������A�������������������������3�����
� ������� 7�������������������� ������A������������������������ ��������
−�AV
���
�
�
���
�
�
= �AQQ
Page 43
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 85
Determinação da Matriz de IncidênciaDeterminação da Matriz de Incidência
p3
p4
p5
p1
t1
t2 t3
t4
p2
������
�
�
������
�
�
−−
−−
−
=
��������
��������
��������
��������
��������
Q
t1 t2 t3 t4
p1
p2
p3
p4
p5
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 86
Equação de EstadoEquação de Estado
6$��+��������������� ���������)� ������� ��������� ��� ������������������������� ��������9��,������ ����������,������������������������������������� ������
� ���
C %" 8����%���������� ��>�Z@�*���������� ����������������� !����������������%"-. ��1������������������ ���������
C �" 8����%���������� ��(n×1) que � �������"����� %����������������,��� �� ������ ������%����������� ������(����>�����%��� ���@�
C ���%�������",���%������ ����������� ������� ������������������� ����������
�����,�,M��,�����V�� M�
CMM =+=
Page 44
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 87
AutoAuto--CiclosCiclos
���
�
�
���
�
�
=������
������
����
Q�� ���� $��'���D �����������C������� ���8����������� �������(����� ���D ���f
p1t1
p2
p1
t1
remoção do auto-ciclo
���
�
�
���
�
�
−−
=������
��
��
Qt2
:���)� ��(C�� ��� ��� ����� �8������C������,��������� ������������8������������� �������������3������������������� ������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 88
Análise de Análise de RdPRdP usando Invariantesusando Invariantes
6� ����� ���-�C :��� %���� ��C 8 ���%������>�Z/; ���� ������� ��� �!���%��,�&,�*����������(+
C $�� -���������� %���� ���C ����������������������9�������'��������7���,
C ���� ��������+����%������� ��� �!���%���������� %���� ��C ������� ������������������������G�������9��,�����*���������������������������� �����������9���8 �� ��� �����������������������9��������3%�������������������������� ������
6� ����� ���-/C Um invariante-T é um vector (m×1) de inteiros não negativos, y, que satisfaz:
C $�� -���������� %���� ���C� ����������� ������������� � ������������%��,��������*�D ���������������������� ���9���*��������'�����������������%��� ���
��Q� =
��Q'� =
Page 45
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 89
Análise da Análise da RdPRdP usando Invariantes (2)usando Invariantes (2)
6&� ������ ���� �� 7�������������9��,�� �� 7����������� ���9������ ����������3��������������(����� ���D ���,�8����3%����� ������*��+
C 4'���������� A� ����3 �������8�#�; � %���� ���C E
C 4'���������� A� ����3 �������8�#�; ���� %���� ������
6:���)� 8 ��������������� %���� ���C ����������������������9�������� ��������!� ��� %���� ���C �
����������������������������)���GH
6����� �( � � #��%������������������!��������������������������� ���� ������� %���� �������)� �
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 90
Algoritmo para Cálculo dos Algoritmo para Cálculo dos PP--InvariantesInvariantes
6&� ���������������(�������������Q�>�I�@���������>�I�@�+
6 ����������������� �����8 � ��������������%����������Q�>�������*��������������(@+�
C #�������������������� 0���>�������������� ��������������������?@������������� ��������%������������� ���������������� ���E
C 4������� 0�������������������������(E
C $��� 0��������� ���8 ������ ����- �����(�
6����� ������� %���� ���C ��������������� 0���������������������������(�
[ ]����Q
Page 46
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 91
Exemplo do Cálculo dos PExemplo do Cálculo dos P-- InvariantesInvariantes
���������
�
�
���������
�
�
−
−−
−−
−
=
��������
������������
��������
��������
��������
��������
��������
Q [ ]
���������
�
�
���������
�
�
−
−−
−−
−
==
����������������������������
��������������������������������
����������������������������
����������������������������
����������������������������
����������������������������
����������������������������
��������
�
�
��������
�
�
−
−−
−
�������������������������������
����������������������������
��������������������������������
����������������������������
����������������������������
����������������������������
{ } { } { } { }�/�.,�?�2,���,�+�������� ,,,−
����
�
�
����
�
�
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
��������������������������������
����������/� $��4�����������7���% J$����
$��4�
K
�&���� ������)#��������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 92
Propriedades a partir da Matriz Incidência Propriedades a partir da Matriz Incidência
6$�)� 8 ���������#�� ���#������� ��� �'��������%������>�Z@����� �������������%��,�&,�����*���'�Q ≤ ��
6$�)� 8 �� ��������� ��� �'��������%������>�Z@����� �������������%��,�&,�����*���'�Q = ��
6$�)� 8 ��������� ��� �'��������%������>�Z@����� �������������%��,�+,�����*���Q� ≥ ��
6$�)� 8 �� ����� �� ��� �'��������%������>�Z@����� �������������%��,�+,�����*���Q� Y���
6$�)� 8 ���������!��#���Q� Y�� ��� �����������������������%����
Page 47
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 93
Redes de Redes de PetriPetri AutónomasAutónomas
6$��)� �� ��� ��C������0 ���� *�� ����������%���������� ������� �������� ����� ��������������� ��������������������������������
64'�����,�������� ���������������9������� �+
outono
primavera
t1
verão
t2
t3
t4
inverno
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 94
Redes de Redes de PetriPetri Não Autónomas Não Autónomas
6:���)� ��-���0 ��� �������������������� ������ �����*���N��� ����O���������8��*�� ���N��� ����O��
64'������+
C �������� ��� �(����������%� �����'��� ���>)� �� ��� �(����@,�
C ��������A������������ ������%�������8����� �� ������������>)� �������(����@�
Page 48
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 95
Redes de Redes de PetriPetri Estendidas Estendidas
64 !��������)� *��������� ������������������������������������������)� ���� -������
64'������+����)� !� �����(����������)� ��������C� ��������
6)� ��������-� ������+�
C )� *����� ����g���������� ������N,������������ �����������H ������������G�����������N ������O��
C F ������������ ����������������������������D �������������� �����!���������� ����������������������������)� �!������������-*�� ���������� !�
p1
p2
p3t1 ������� ���/������%����������������� ���/��������������������������� ������ ��������������4������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 96
Redes de Redes de PetriPetri GeneralizadasGeneralizadas
6:������ 1 ��� $��� 8��*��������*�����������������������������������������%������ ��-����
6:������ 2 � ���#�&��� 8��*��������*���������������������������������������%������ ������������ ������� ��-����
p2
p3 p4
p1
t1
3
2
p2
p3 p4
p1
t1
3
2
disparo de t1
Page 49
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 97
Generalização das Regras de EvoluçãoGeneralização das Regras de Evolução
6)�!�������� ������(����+
C :������ ���������-��� ������(����*�� ��������������������������9���������� ������ ����������� ������ 7����������������!������������������������
������� ������ ���[� ��������� A� �����������9������� ������������ �������,��������� ���������-��� ������(����������1����
∀�� ∈ [�,��>��@�h��>��,��@
6)�!�������������+C :������ �������� ������(�����������,��%���� ������������ �%������������\,�����%8�������!�� �����!��+��\ >�@�Y��>�@�]�F >�,��@�^��>�,��@�
C �����8,����������������������� ���8������������ i������������������������ ������������������������,
C �������������������!�� ���G���� ������8�������� ������� i������������������������ �������������������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 98
Redes de Redes de PetriPetri Temporizadas Temporizadas
6$��)� ���� -����� ���� ������*���*������ ��������������,�������� ������ ���������%����������������1!���������������
6 ���������������%������������������ �������,�8� �����-������ ����������������9������������9�������������>������ �����*�� ����������������*�������%� �������������������@�
6$����� /�����&���� �������������������������������������A���� ��� ��� ������-����� �� ������������
64'��������������������� �������������������������� ����)� �������(���+�
C F ����������-�����������G�������9���>� ���� ����� �� � �� �@�
C F ����������-�����������G����� ���9���>� ��� � ���� ��� �� � �� �@�
Page 50
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 99
RdPRdP Temporizadas Temporizadas -- TransiçõesTransições
6:���)� �������(��������������������������G����� ���9����� �����+
C �����)� ���� -����> ,��,��,�F @E
C :���� A� ������������������������>���� ��$+�@,��������� 7����������������%�,�����������G����� ���9���E
C :���� A� ������� ����γγγγ � ������������������������� ����ττττ 8�����! ��������� ��� ��,�������� �� ���������������������������������������� ���9���
6#�! ������������������������������������������� �����+�
C *�� ����3 ���-��� ������(���� ��� ��� ���",� ��������������������� ��,�������� �����1����������������������3"4
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 100
RdPRdP Temporizadas Temporizadas -- Tipos de DisparoTipos de Disparo
64�����)� �������(���������������������������G����� ���9�����������������������������+
C 5 �����������,�-������
� Após a sensibilização de tj, as marcas são removidas das posições de entrada de tj;
� Durante um certo período de tempo, as marcas são mantidas em tj;
� A transição tj dispara após um certo período de tempo e as marcas são colocadas nas posições de saída.
C 5 ��������0�����
� $�1������ ������(���������3,����������������� ������ ��������9������� ����������AE
� $�1��������������3������������,��3 ����������������������������%��������������9������� ������������������ ��������9��������3���
Page 51
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 101
Tipos de Redes de Tipos de Redes de PetriPetri Temporizadas Temporizadas
6)� �������(�����B������ 3������
C F ���������������������� ���9�����������9���8�������� 3������
6)� 4����-������
C F �����������������G����� ���9���8��������������%8�����%���-%���������1������������������9�����������3�������
C ����)� �����-������,����%���-%���������1������D�� ������� ���������������������'�� � �����
6)� 4����-������ K � �����(����
C &���� ������ ���9���� ��� �H ����>������������������(���@�������� ���9��������-�������
C ����������������� ���*�������!� ���%� ������������������� ��� �� ���� ����������������������������������1����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 102
Exemplo: Linha de ProduçãoExemplo: Linha de Produção
6B�����-*�� ������������� ����>������@,���������J�����������������
6&�����-*�� ��8����%��������������J����������*����'��������������������!����������!��
6:���������8��������������� �������������,� ����-'������������������� ���� ��,�� *�� ������������������8��������������� ����������������%�(����
64'������.�������������� 3%���� ����������
6&���������8���*�� ���������>������ ���������@��������!�����������>�����@�
Page 52
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 103
RdPRdP para a Linha de Produçãopara a Linha de Produção
P10: R1 disponível
P11: R2 disponível
P4: peças prontas
P7: M1 disponível
P9: M2 disponível
P8: lugares disponíveis no tapete
P1: paletes disponíveis P2: M1 em
execuçãoP5: M2 em execuçãoP3 P6
t1 t2 t3 t4 t5 t6
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 104
Análise de DesempenhoAnálise de Desempenho
6 $��)� �������(������������������������ -��������������� 0���
6 4������������� -�������������%������������%����������������������������������,��'���� ���� �������������������� 0��*�� ������%��������� �����������%��������������������������
6 4'����������� ���������+��������������������� ��,������(����������������,� 7������8������������������������������'���������������
6 �������� ��,���� ���������������%��G�� -��������������� 0��8������� �������� ������!������K � ���
Page 53
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 105
Análise de Desempenho Análise de Desempenho -- Diagrama de Diagrama de GanttGantt
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 106
Redes de Redes de PetriPetri de Alto Nível de Alto Nível
6$����� ����#��� !��#���������*������������� �����A����!������ ������,��������� �� ���������� �������������3 ���
6B����������,������������������� ���������������� ��������+�
C ��������������G�������������� ������ ������������ ����������� �����������,����� ����� ����������������%���G��������������(����������� ������������ ������������ ���E
C �����������������������>�%� ������ �����������! �������%�@����)� �
6$��������� ��������+
C ������ ������������� ����������� ����!����,���� �C��� �����-����� �����������,�����! ����� �������������������� ���9��E
C $����� ���9������!��������������������������������,����� ���!������������������3 ��������� ������������������������ ���� ��������9������� ������
Page 54
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 107
Redes de Redes de PetriPetri de Alto Nível (2)de Alto Nível (2)
6$�������'��������������� �� ���C�����%�����+C ������8�������� ������������1����������������������E
C ��������������8�������� ������������ �����(�����������
6������������,���������9�������%����������������������������������>������� A� ��@�*����� ���������������%�������������������� ����������
6F �������� A� �� 8�������������������������*������������������������� ����������������)� C$�+���� 6�#������ �����������������-/�� �������
6F �������������3����������� ����G���� �9���������������������� ��������������������������� �������������� ����G���� �9���������������������������������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 108
Redes de Redes de PetriPetri Coloridas Coloridas
6$��)�������� ���� ����������>)� &@���� ��������������������������!�� �����������,�����%�(�*��+
C )���(��������� 0���������E
C :���)� & �������������� ���� �������� � ��������������
64����������8����������������������������������������� �������� A� ������������������ ����������� �� ��������� ������������������������
6$�� -��������)� & 8������(������� ����8� �������������� �������(�>� -��������� %���� ���@�
Page 55
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 109
Definições para Redes de Definições para Redes de PetriPetri Coloridas Coloridas
6:���)��& 8����!���������������������� ��������������� W ,��,�&,��,�F X,�� ��+
C �����������������%��� �������� A� ������������9�������� ���9���
C &���������� A� ������������������������G�������9�������� ���9��,������*��+
&>��@YW��,�a,�����X,���Yj&>��@j,��Y,�a,�
&>�A@YW��,�a,��A%AX,�%AYj&>�A@j,�AY,�a,��
L ���$�������������� ������������������
C ��+�>&>�@�Z &>�@@ � � 8 ���� A� ������������������������� ��������
C F �+�>&>�@�Z &> @@�� � 8 ���� A� �������������������������������� �
6B�� �����*����!�������� �����9��� ���������>������>�,�@���F >�,�@@����������(��,��� ��� ����������� �9���
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 110
Problema dos Filósofos Problema dos Filósofos –– RdPRdP Coloridas Coloridas
Page 56
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 111
Problema dos Filósofos Problema dos Filósofos –– RdPRdP Coloridas (2) Coloridas (2)
6 $���� ������������ ������ �������������������� A� ������������9������������1���������N��������O,�������� �� ���������������������
6 $���������������9�������!��������������������������%����������4����8��� ��!������������ ����� �9������������ *������������������� ���*����������������������������������� ���G�������9���>%������� ����Garfos()@��
6 $����������������������������������������� ���G�������9��,�8�����������������%���-%���������� �������$��%���-%�������%��������!����������%�����������������,��������������� �����,��������� ������
6 B����*������������� ��������!������ ������,�8�������� ����������������9������������������������ ��������������� ���%������������������������
6 $��������� �������������C�������!�����,������������ ����<����� �,�*���������������������%������������������ ��������9������� ������
6 F ����� ������ i��������1��������!��������*����������������������������� ���������������9���)������ ��' ���� <�����M���� ������� ����K �������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 112
Redes de Redes de PetriPetri Hierárquicas Hierárquicas
6:���)� *���������������������������'�,��������� ��������� �������������'�� ������������������������� ���������� ������
6�������������9��,��������������1�%����������(�����������'������8�����%����������������������*�� ����������������������������
6$������������ ���������� �����%������������������)� 8��� �����������'���D ����������C����� *��������������������������9�������������� ���9����
6F ������0���������������������������'������������� ���9�����������9���������C)� �
Page 57
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 113
Explosão de uma Transição Explosão de uma Transição
������������ �����
�������� �����
�'������ >���� ��� �@�������� �����
���M
�����������M
� �������M
��
��
��
������������'� ����V����������M��� ����! ���������0� �
���������M��� ��K >��@Y�����'� ���������
K >��@
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 114
Validação de Redes de Validação de Redes de PetriPetri Hierárquicas Hierárquicas
6:����������������� ��� ��� -��������)� !������8���%�����������*���������%���������������������%�%��������������������
6F ������������L������ �������*������ �������������0���-�*����,� ���8� �����-����� ���������)� !�����,�����%�(�*��������������������������������������(����� ��� -��������)� � ����������������������������)� �
6�����������L������+
C &� ������ ���������� ����������������)� k,��������C )� k\�����������������)� k\\�������� ����������������������������k\E
C $�)� k\\�8+��������� ���k�������������,���!��� ���k���������)� k\���������!����,���%�%� ���k�����%�%��
Page 58
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 115
Verificação das Propriedades de uma Verificação das Propriedades de uma subsub--RdPRdP6 F ��������� ����3������������������C)� +
C B�%��������� ���������� ������� �������� ����� ���������� �������� �����E
C B�%������������ ����������������,�� ����� 8���7 ������� �����������3��������,���8���7 ������� ���������� �����������,��������������� ������8��>��@Y�
6 F ���������(C�����������������������������%�%�,�������������7 �������������� ��������������������� ������7 ������� �������� ������(�����������
p3
p4
p5
p1
t1
t2 t3
t4
p2
ti
tf
po
bloco construído a partir da sub-RdP
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 116
Mais Alguns tipos de Redes de Mais Alguns tipos de Redes de PetriPetri
6 �-*�� �����������+�
C &������� ������������� ��������������� ���������������������3���
C :����-*�� ����������������������������� ��������������9���>�� ������@����� ������������������ �������� ��� �(������������%�����������������
6 &� �����C4%� ��+�
C #���)� ���� -����,����*������������������ ���� ���-'���������������
6 &� �3 ���+�
C $��������������������!��� ���8���� 7������ ������������%�,������������ 7����������������%���
C F ������������������� �������������� ���G����������������������������*�� ����������������������G�������9������� �������������3���
6 S3������+�
C &� �D�������9�������� ���9����� �3 ����������������
Page 59
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 117
Mais de Alguns tipos de Redes de Mais de Alguns tipos de Redes de PetriPetri (2)(2)
6 K ������������+
C &������!��������'������ ��������������� ���������������������3����
C :��!������������������������������ �������������%����������������,����� ������������������ ���������9���>�� ������@���
6 &������������ ���+
C $��������������8���������������������� �������������������������
6 #� ��� �(����+
C :���%� ������- �������������������� ��������������������������� ��������� �����- �������� ����������%���0������������*�� ������%� ���������������������
6 ������� ��+
C #�������*����*������������ ���9��������,��������������*���*���������� ���� ������������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 118
� ���������������������� ���������������������
��������������������
Page 60
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 119
Necessidade de Integração de SistemasNecessidade de Integração de Sistemas
6 :����������,��������������������������,�������� �������� A� ���������������%����3������������������9��,��� ��(� ���������� ����0�����!8 ����
6 4������ ���������� �������%-���� ���������� ��������,�������%�(���� ������� ���������������� ���� ���
6 $����� �H �������� ����������� ��(�G ��������D ���������������
6 $�� ��������������� ���!����������������������� �������������������������������������������������� ��(�� ��0����������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 120
Diferentes Perspectivas da Integração Diferentes Perspectivas da Integração
6� ��!������� ����%-�������� �������������������� %��%��� ��+C B�������������������������������� ��������3���� �������,�������0� �������������������,�!������������A���������!3�������
6� ��!������� ������� ���������������������+�C B��������������(���������������������������������������������0�� ���������� ���� ���� ������ �%������������
6� ��!����������� �������������������+C B��������������(������������������������������ ���(����������������� ������,���� �����-���������� !� 0������� ����� ���
6� ��!���������%� ���������������� � �������0���V����������V���+C $�*����������������������� �����-������������� ������ �������������������������9������0���V����������V����
Page 61
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 121
Fluxos a Considerar na IntegraçãoFluxos a Considerar na Integração
6 "��'��������������
C ����������A�������3������������������ ���-������
6 "��'������ ��������
C �������������� ���,�� ����������������9���
6 "��'������� �����
C ����������*�D ������1!���������'���������������%����������������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 122
Tipos de Entidades que devem ser IntegradasTipos de Entidades que devem ser Integradas
6 ������������ �!1���,����������%�����������A������������� �����
6#������������ ��������,� ������������ ������������ ���������������������9�������(� ����������������������
6&���� � �������0���V���,�������� �� ���������������%����3������������������������������'������������������������ �!1����
6$������9�� ������������������V���,��������������������&$Bl&$�,��) �
6: ������������!� �(����,������-������������� �����������������������0��� ��,���������,�� ������������ ���������������%�������
6)��������0��� ��,�������������� �������������������,�����������,���������������� !� 0������
Page 62
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 123
Níveis de IntegraçãoNíveis de Integração
6� ��!�������3����C )�����%��G � �����!������������� � �����3����������%8�������������������������
C "����������������������� ��������-��������� ��!������
6� ��!����������������9��C )�����%��G � ��!����������������9��,��������������������&$Bl&$��C "����������������������%������� ��!������>������ ���������������������������9��@�
6� ��!��������� �!1���C )�����%��G ������ ��������������������� �!1������������0������� 0����� ���
C "���������������������� ��������� ��!�������������6 ��?��7 >������ ��������������������H ����@�
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 124
Integração FísicaIntegração Física
6 ��������� �����������3������ ��!������'������� ����������������� ��������3%������ ��������,�����%8�������� ����D ��������������(� ��� ��� ���������������0�����
6 :����������������� �������������������*�����%���������������%������� �*����� ����������������
6 4������� ���� ��������,���%�����������������*���������3����������������������9��+������ ����0�����,�� ������D ��������������! 8�����,���������3��������������������,�������������!�����%���������� ����������������,�����
6 4'������+��������������0���������0�����,��������������0�����������������,��� ���������� �����(������������������� ���������,�����
Page 63
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 125
Restrições de ComunicaçãoRestrições de Comunicação
Fábrica
SistemaControlador
SistemaControlador
SistemaControlador
SistemaSupervisão
SistemaCélula
Nível Fábrica
NívelEquipamento
Nível Estação
Nível Célula
Nível Oficina
Empresa
kilobyte in minutes
Some byte inmiliseconds
Bit inmicroseconds
Several bytes inseconds
megabyte in hoursand minutes
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 126
Classificação de Redes em Ambiente IndustrialClassificação de Redes em Ambiente Industrial
6)��������"-�����C &��������� ���������������� 3%���������������>�����������-�����@,�������������� �9��������� ���� ��������������,�������������,����� !� 0��������� � ������
C ����������*������ ���+���� ������ ���� ��������������C ��������������+��& l� ,��$ ����F �
6)��������&8����C &��������� ���������������� 3%����� ����8�����>-���,��8��������������@,�������������� �9������������ ��� ������'������������������
C ����������*������ ���+��� �������������8����,�������,��-*�� ���&�&��� �&\��C �������������+��$ ,��� �C�$ ,�"� � )F "�<: #�
6)��������&����C &��������� ���������������� 3%����� ���������>�����������-*�� �@,�������������� �9������� �����!�������� �&\�,��� �������������������
C ��������������+�"� ,� )F "�<: #,�&$�,�<��<: #,�����
Page 64
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 127
Integração de AplicaçõesIntegração de Aplicações
64������� ������������3���,�������#'���������� 8 �� ���� ����C 4����� �����������(������������� ������������ �!�������� ������������� !� 0���������� ��1!����
6��������������������(��������� ����� ������������������,������������������������ ���������� ����� ����������������3����
6:�����������*���� ����!���������� ��������� ��������������� ��������� ����������������&$B,����������!�� ������������������+C $��������������������8 ���*���������������������&$B������(����������������������� 0����
C &� ������������������>���� ��������@�� �������%-��������������&$B�
C : ��������������� ���������������������������,�������*�������������������������� �����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 128
Interoperabilidade/HeterogeneidadeInteroperabilidade/Heterogeneidade
6:���������������������������� ��� ������� �������� A� ����������� � �������0���V�������������V����0�����!8 ����
64������� �����������������������3����8 ������� ���!��� ����������������������>������ ����������������@�� ����� ���������l����������9�����������3����
6:��������������������������#��>�����$,������� ��*��������� G��4��$�7+@��0�!��G �� �������*�����������������1%�������: �#������� ����������09�������1����������� �������������� ����������������� �����������������
�������B�����4�G���7$��,���������,����������$��+������ �$+������ �4��= �*�� ���������*��$+��4����00#/�)$����7�B�������� ����$�,�����������*����������G��4��$�7+�
6$�� ������������������ ����� ����� ��������������� ����!��������� ������
Page 65
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 129
Ontologias e StandardsOntologias e Standards
6F ���A����%������� ����!����8 ������������� ����������0����� ����� ����������������3���,�������� ���������������� 0����� ����������������������������(������������� 0����� ���
6:���� ����!������� ����%������-���������� ������ �������������� 0����� ���������� ����������������������
64������ 0����� ���� ����������� ����������� ������,������������������,������9���� ������ ����������������9���
6#�� ������������� ������������������ ����������������������� ��!����������������9���
64'������������� �������������������0����������+�4B����#�4 ��
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 130
EDI (EDI (ElectronicElectronic Data Data InterchangeInterchange))
6F ���� �����4B������ ������� A� ��������!��������������������������� ����� ����������������3���,�� ����� �� ��������!��9���� �������� ��������� ���������
6:����� ��!���4B���� �8�����������7 ��������,����������������,��� ����������,�����,�����������������������������>����������� *������ ���������� ���������������������7@��
6$�!� ����� ������4B�+C �)$B�4��>��������$��7 ������+@E�&4"�&�>�����4����$ ������+@E�4B �"�&�>�����$��������� ������+@E�F B4��4�>������������������7 ������+@E�B �#S����#S� �4��>�����4�����7 ������+@���4B �"$&��>���� ���������������������� �� G�������@�
6������������ ��������*�������A���� %��%����������������*��������������� �������,��������������� �����������������
Page 66
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 131
STEP (STEP (Standard for the Exchange of Product model dataStandard for the Exchange of Product model data))
6F ���� �����4B�������� ������� ��� ���� ������������� ������������� !� 0���������� ��1!����
6L-������������������!� �+��K 4#�>,����$' ��4��� �&�4�7��*�����������@� ���: #$�����#4��>*�������NO�4�7� �� ���G�������@� ��"�� ����
64�����������!� �� ��������%�������������,�����%�(�*���� %��%������ ���������!���8���������� �������� ��1!����
6F �����������#�4 �>�#F ��.�.@��������� %��%������������������������� ���������������������������������A������
6B��� ������ !��!���4m )4##�>���� ����������A����@������������������������������ ��������������������A������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 132
STEP STEP ApplicationApplication ProtocolProtocol
6:���$ ����� ������������(�����#�4 � ���������� ������ ��'��,����� � �����������>�� ��� ���,����� ��������,�����@������������ ����-����������3 �������� ��������
6F �#�4 ����� ����$��������� ��������,�� ����������.�+C $ ���.�C &� ��!������ &� ������� .B�B���! ���� ���0� ���� ���� � �$���������,
C $ ����C 4���������0 ���� B���! �� � � ��������� ,C $ ��/�C &����B��������$�������%� ���0� ���� B���! � ��������,�����
6������� ���9����������������#�4 +C $�!� �������������&$B�A- ����� �����(����1���������#�4 ,�>�����'�����,��� ��4 !� ���@�
C $�<��� ! ������#�4 � ����������������D���� ������������������������� �������������������8C��������!�� ����<��� ! ???���??C/���
C $�K � ����������� ������#�4 �������������������������������������� ����������
Page 67
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 133
XML (XML (eXtendedeXtended Markup Language)Markup Language)
6F �m���8 �����������*����������������� ����������������N��!O �������� ��������������������������
6$������(�������������� ���!��������������������� ���������� ���9�����������������������������
6&������m���8 ������������������������������������!� -�������������� ������ ���,�8 �����-���������(������B�B�><������G+�� <���������@������������������������ �����*������������� ����������%�����!����������'����������������
6&��������0�����m�������B�B�8 ����3%��������(����������� ����������!��� ����*��������0�����m�������������� ��'�����-�����������*������������������- �� ��������B�B�
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 134
Arquitecturas de IntegraçãoArquitecturas de Integração
6B�����%������������������������������� �����l� �������������������,������ ���������������������������%�����������������(������ ��!��������������%����������������������
6$�!��������������������� ������*�������������������D ���+C �#F �>� ��� ���� ���F �!� �(���� �����#�� �����(���� @�
C ��#��>����� ���� �����������#�� ������� �����0 ���!�@�
C &��CF #$�>F �� �#�������$��0�������������&��������� ��!�������� �������� !@�
C K ���>K )$��� ��!���������0�����!�@�
C 4)$�> ������4 ���������)����� ���$��0��������@�
C K 4)$��>K � �������� 4 ���������)����� ���$��0���������� �����0�����!�@�
Page 68
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 135
Arquitectura ISOArquitectura ISO
Fábrica
SistemaControlador
SistemaControlador
SistemaControlador
SistemaSupervisão
SistemaCélula
Nível Fábrica
NívelEquipamento
Nível Estação
Nível Célula
Nível Oficina
Empresa6$�*����������0���-�*��������# ��6 �,���������������������������������������'������%-�����������������������
6��������*���������� �����,� ���������� ��������� %��%��� �������������9���� %��%� ��������������%����>�����!� �(������������������@�
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 136
Arquitectura CIMArquitectura CIM--OSAOSA
6&� ������ ����������!���������D������ �9�������!� ���+C �3%����������������
��D�� 3%���,�����������������-!������������A�����&����3����+�
� ��*��������>������%��*�������� ��������������������������� �����@,
� �� �������>�������� !��������*�������@
� ������� ������>����������������������� � ������������������� ����� ���� ������@�
C L������������������
P ������%�����+�������� >�� ��� ������������������@,����������� >� ������������ ���������������������9��@,�������� >*�����������������*����'������������ �9��@�����7��C� � >������������!� �(���� ��@�
C K � ����������������������
��D�� 3%���+���������!� 8����,����������������������
Page 69
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 137
Arquitectura CIMArquitectura CIM--OSA (2)OSA (2)
BlocosGenéricos
ModelosParciais
ModelosParticulares
Descrição daImplementação
Especificaçãoda Concepção
Definição dosRequisitos
Vista Funcional
Vista Informacional
Vista de RecursosVista Organizacional
Dim
ensã
o do
Mod
elo
Grau de Particularização
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 138
Integração de Sistemas LegadosIntegração de Sistemas Legados
6 F ������� ���������������������A������G �'���D �����������%�����������������������������,�����! �����������0������� �������������������������
6 4'������+���!������������������,�����������) ,�����
6 4����� ��!������8 ������'������%�(�*����������������������%��������������'������������������(������������������������ ��!����������������� ����'�������
6 $�� ��!��������������������!�����8 �����(��������%8��������� %��%��� ������� ��������������������,����6 �������
Page 70
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 139
�������������� ���#������������������� ���#�����
��������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 140
Supervisão e Controlo da Produção Supervisão e Controlo da Produção
6:����������������������� ��������� ����������������3������ �����-�����G��'������������� �9�������������,���!� �(��������������� �����������
6:������������������������-������������������������������� ���������������������� �������������%�����������������
6$�8�������,���!��������� ��� ��������'����������������������������%��
C ���8���� ����� ����� �������������������� � ����>�����9������������0�,�����(8 �,��������������� ��������,�����@�
C ����8�����8������ �� ������������������� ����������������
Page 71
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 141
Sistema de Controlo da ProduçãoSistema de Controlo da Produção
6F ��� �����������������+
C ��������������������� �������� ���� ���������������>*���� �����*�� �������������������������������%��������(�����*�� ��@,�
C ������������������ �������������������������,�
C � ����������������� ������� ����������������������� ���-�����
C �������%���� ����������� 0�������������������������
)���� �-%���������'��������3������������ ��������������,���!� �(� ��,��� ��� �(� ������� �����(� ��������!�����������������*������-�����������������,��� ����,���� ������������� ������� ���� ���-������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 142
Razão para o Interesse e ComplexidadeRazão para o Interesse e Complexidade
6F ����!������������� ��������%����������+
C P ��������������������������%��������(��,
C P ���*�� ����������������������������%�������(��,
C 4��*���������������%�������(��,
C &������*�� ������������������������������(��������������,
C P �� ����� ����������� ������������ ����������
6&� �������� �������!��������������D ����������������9���>�����'�����,��%����������������,����� �������������-����,����� ����!� ���,����%���������� ��,�����@�
Page 72
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 143
Abordagem Centralizada ao ControloAbordagem Centralizada ao Controlo
6�������� ���� ���������� �������� ���������!� ������� �������� �����(�������0���-�*�����,���%���+
C B�%����G�����������'�����E
C 4��������� ��������%���� 7��������� ������9���� ������������� ��������� � ��������%�������������� �9����'����������
6$�����!������������(����������'���D ����������7 ���� 1�����������,�� �������������� �9��������� ���� ��������������� ������� ��������������� �� ��������
6L� ��!� �+ ���0���������(��������!������������� ������
6B��%� ��!� �+ ������(������������,�������'����������� �����,������H ���������0������'�� ����������,����������� ���*�� ��������������!�� �������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 144
Componentes dum Sistema de ControloComponentes dum Sistema de Controlo
Planeamento
Escalonamento
Despacho
Monitorização Diagnóstico
Recuperaçãoperturbação
instruções (sinaispara os actuadores
ou programas)
sinais para osactuadores
sinais dossensores
escalonamentodetalhado
detecçãode erro
medidas dedesempenho
dadostempo real
plano deprodução
informação parao planeamento
sistema de controlo de produção
sistema flexivel de fabrico
recomendaçãode estratégias
Page 73
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 145
Escalonamento Escalonamento
6F ����'������ ���������8����!� -���������� ���� ���������������>�����!��������� ��������������@�
6F ������� ��� ������-�������� �������+
C ��������������������������� ��� ���� ������ �������������������������,� ���0���(� �������������������������,�
C ������(� ����������������������������������������� ����������8���������3�����>�����'�����,��� ��� �������������������������@�
67���#� ��� ��� �������������� ���� �� ������'�,�������� ������� ��������������� ��C���� ����� >� @��
6%*������ %������� ����0���3�������>�����'��������4BB������# �@,����8� ��������������������,��������A��������'�������!�� !�� ��
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 146
Problema de Escalonamento Problema de Escalonamento
6 $��������9������� ��C��������%��E
6 &��������������� ���������������������������������������%�(�
6 :������������ ����������������������������������������������%�(�
6 $��������D ������ ����������9�����%�������������������� ���������E
6 :��������������8��������������� 0����%�������� ���(���������'���(�����
6 4'������������ �9�����A����%�+��� ���(������������������������������� ���(������������������
Page 74
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 147
Monitorização Monitorização
6 �� �����(����������0����������!����������������������������������%���
6 $������D ����������������9���� ����������>����������'�����,����%�������������-*�� �@�������� ��(��������%���������� ��� �����,�����(� ������������%������������������
6 ������-����������������9�����������%������������������������������������� �� ����������%��������� ���(� ��������������������������9����
6 "�� ����� ��������������������!����������'�������������� ��,������*����������� � ���������� ���� ����������� ��� ��,���� �����-���,������������������������������ ���
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 148
Novos Requisitos do Controlo da ProduçãoNovos Requisitos do Controlo da Produção
6 �������������������'��,���%����G��'���D ��������������������3��������������%�����9��������������������������E
6 ������������(� ������ ���������������,���%����G �������������������%����������������E
6 ������������(� ��� ��������������������,���%����G���������������������� ������ ���������E
6 �������������%��-���,�*�������%�����������,�*�����������������%�������������������E
6 )����������� %������ ��,�������������
Page 75
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 149
Características e RequisitosCaracterísticas e Requisitos
sistema de fabrico
- novas estruturas organizativas: em rede, dinâmicas e abertas.- flexibilidade e agilidade para suportar mercados dinâmicos e voláteis.- rápida resposta à ocorrência de perturbações.
- estruturas dinâmicas e distribuídas- sistemas descentralizados- componentes autónomos, cooperativos e auto-organizativos- ágil, flexível, re-configurável e escalável- re-utilizável- inteligente- integração de sistemas legados e humanos- ...
Tendências económicas- mercados globais- competição entre empresas
Tendências tecnológicas- tecnologias emergentes- infraestruturas IT- tecnologias de automação
Exigências do mercado- produtos de elevada qualidade- preços reduzidos- pequeno tempo de entrega- redução do ciclo de vida do produto- diversidade de produtos
requisitos
sistema decontrolo
DB
conduzem a
devem apresentaras seguintes
características:
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 150
Dado que as Abordagens Tradicionais …Dado que as Abordagens Tradicionais …
6 #������� %��%����������������������������E
6 �������������������������� ������������ �����,�������������������,���������� %��%��,��� ����������� ��!���������������������� �����E
6 �����������*���������*��+
C ������������������ ���� ��������*������������������������������������������������,�
C �������� �������������������'���������,��!������������C�� ��!������������
Page 76
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 151
Nova Abordagem ao Controlo da ProduçãoNova Abordagem ao Controlo da Produção
6: �� �����������!�����������3��,������� ����������� ������8�� ��� �� ��,������� �����A����%��,��� 0����� �����������D �������1�����,�������� A� ��������!����*�����!�������������������� ��E
6$�������(�� ���������������� ������>�����'�������������� ��� ��,�������0������ �����(����@������������ �����������������+������ � ��������������������� �����E
6$��� ������������ ������� ������� �������� !��������������E
6�� 0����� ����������� ��������������������������� �������� �����-���������������������������!�����E
6$��� ������������ �������������������� �����!��������������������!�����,��������A��������������-*�� ��,���������������� ��
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 152
Sistemas MultiSistemas Multi--agente agente
6$�������!���������������!� �������1 �����8����������(������������%���� 3%���������� �����������������,� ����'���� ������������������� ��C���%���� ���������9�����'���
6�� ��� ������������>�����!��������������3�������M��������$>7������������������C��������������������7������������3��������
6F ���!� ����� ����!� ���������������������������������3������+
C B���������+�����(������������� ����������� ���������� ������������ ���G������ ���,�������������������(�������������A����%��E
C )�>#��������+�����(�������'��������������� �������*������������ ������%�� ��������� ����������3�������'��� ��������������E
C .��$���9���������+�����(������� ������������������������!� ����>����������������������0��� ��@�������������������(�������������A����%���
Page 77
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 153
Sistemas MultiSistemas Multi--agente (2) agente (2)
6����������#��-��� ��+����3�������7��������C�����������������������������7��������������3�������������������!����� �����������4����������P��������D��������������7��������������������������
6F ����%�������!� ���� ����������������� ����,�����%�(�*����������������������%�����������������������,��������������� !��������A����%����8C���� �������������� ����������������
6$�� ���������� �����!� ������*���+
C *���������������������� ������,���� ��������� !��!���������� �������� �����!� ����>$&�,� 7��� ����������� 5�77�@�����������E
C � ����!����*������� �����%������-���������(���� ���� %�������������� 0����� ���������� �����������������������(�����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 154
Comportamento Local e Global Comportamento Local e Global
agente
Ojectivos:- manter o quarto aquecido
Regras:
SE temperatura baixa ENTÃO Liga Aquecedor
SE temperatura OK ENTÃO Desliga Aquecedor
agente
agente
comportamento global emerge da cooperação entre os vários
comportamento locais
comportamento local regulado por um conjunto de regras
interacções entre agentes
Page 78
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 155
Agentes Agentes vsvs ObjectObject--OrientedOriented
6F ����A���������������%��,������ ������ ��� ������������������3������'��� �,������������� %��������������8������
6&��������������������������� ����+
C F ����A������� �������������� A� ���������������������%����,� ����� ����������������������0�������������'��������������%�������*�����������
C F ���!� ����������������������������������������������������A���������'�������������%���,��������� �������� 0����� �����������D �����
(L �3�������������������E�7�������������������+-
6����������� ��!� �+
C F �A�����+�������� ������������ %�������������%����������A����E
C $!� ���+�������� �������������������������'�������������%����,������������� ������������ ��� %������� ���������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 156
Agentes na Automação Agentes na Automação
6 :���!� ��������������� ��������������!�����,������������-*�� ��,����J�,�%�3����������C!�����������������,�����3������#0�����,��������������� ��
6 $���� ���!�������!� ����� �����(��� ��� ���������������� ��������������������������,������ �����(����,���������������� H��������������'���
agentes agente
Page 79
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 157
Sistemas de Produção Sistemas de Produção HolónicosHolónicos
6�����(�������������3 �������������������������������� ����������� %��%���������$��e������� �����������%�%�������!� �(��9�����������
6e������� � �����(���������%���'�#� �����������%������ �������-��������������%�%����������!� �(��9����������,��������� ��������������S������ #��� �� �������������%��9���
S��� Y�0���� >����@�]�� >���M�$@
6#��� �����%���*���������������������'������+
C ���������0���-�*�����������������������������-%����� ����8����,�*��� ����'���������������� ��������C������� ������ ���� �������%��,�
C ��������� ��-���,������������ ���� ����� ������ ���������������� �����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 158
HolonsHolons
6e������� ��� ������������8���������������3�������������� ����������0��� +�
C ��� ����,�� ����������������������0��� � ���������������������������������������� ����� ������������������� ��H ������ ���������E
C 6��������,�*���8������������������0��� � ������������ ������ ���������0��� � �������� � ����������%���������������������'���
6:��0��� ������������ ������������%�������3���������1!���,����������������J,������-*�� �,����������,��������������������������'3%�������������������������
6:��0��� �� �8�+������������������������ ������� ��������������������������������� ����3����,�*�� ��������������� ���������������%���3��������������������J�� ���������
Page 80
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 159
Componentes Lógicos e Físicos de um Componentes Lógicos e Físicos de um HolonHolon
Infraestrutura de comunicação
S��� >�� ��������
comunicaçãointra-holon
S��� >�����������@
comunicaçãointra-holon
Recurso físico
comunicaçãointer-holon
Componente lógico
Recurso físico
Componente lógico
Agentedecisão e controlo
(C++, Java, ...)
Agentedecisão e controlo
(C++, Java, ...)
S��� >�����@
Componente lógico
Agentedecisão e controlo
(C++, Java, ...)
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 160
HolarquiaHolarquia e HMS e HMS
6� �#��+���+������������0��� � ��!� �(����� ��������������0���-�*����,�������� ����������� !��������A����%�������������,������ � �����������������D ��������� 0����� ����
C F ��0��� � ������� ��!��������0����*���,��������������������������%������������� �������� ��%������������
C :��0��� ������� ������� �������� ����������� ���� �����%-�����0����*����,���*���������� ������������� �����! �������%����������� �������������� ������0�����*�����>��!���������������� �1������%�������@��
6�%�+�0����*��� *���� ��!����������!������������ �����������
6����S�#�������������� ����������%�����������0��� � ����������� ���������%8��������������������������'�#� �,����������������*���8�������� ��������������� ������� ���#��
Page 81
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 161
Encapsulamento de Funções Encapsulamento de Funções
�������%�����
�8���������������
��������>���������@
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 162
Comparação entre Agente e Comparação entre Agente e HolonHolon
6B��� %��%���������������������� �3������� ���� ������������ �����������������,��'����� ����������������������� �9����
6B����� ���+�C F ��!��+�����!� ���� ����D ���������������������>-�������� ����!D ��������������@������0��� � �����3 ������&����
C $���������+���0��� 8������ ������������!� ���8�������� ���� �������� ��������������� ���!���
C � ��!�����������������+�����!� ����������� ��������� � �����������V������ ������������ ��!��������������������3�������F �0��� ����������� ��!�������������������3�������
C ����������+�����!� ��� ���!��� ����������9������������������ *�� ���*������0��� � ��%���������������������9����������������������������
C 4 ��������� ��+���0��� ������ ���������%-�����0��� �E�����!� ��� ������������������������3������
Page 82
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 163
Comparação entre CIM e HMSComparação entre CIM e HMS
F ������������������������� ������������� ���!�����������������>���� �� ������������D ��������������������*��������� ������������������%�@
F �������������������������3����������� ���!�����������������>�����������������������������%�@
������ ���������������%���C���'� %���������8�����������%������������
����������� �����������%����%����������*�� ��%������������
4��%������������������������9��"�������������������������9��
4����D ��������%8��������'���������4����D ��������%8��������������(����
� ����!D ������������3��������� 3%��������� ������ ����!D ������ �� ������ ��� 3%�����������
&��� ����9����������������������>�C�@&��� ����9������������������>C�@
$�����!���������#�$�����!������#��6 �
)����9���0��� C0��� )����9������� ��C���%����
$�*�������������'3%��,����!���-%������� H����$�*�����������3!���������-����
#���������������3������������������� ���� 1����������� ���� ������� �����������*��������� ����
����� �����
#��������� �����(���������������� ����� ��%����������� �����
�����������������!������ ��#��� ���8� %�9�������� 6� �� ��� �#86�%9
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 164
Abordagem Convencional e Abordagem Convencional e HolónicaHolónica
planeamentoescalonamento
execuçãocontrolo máq.
planeamentoescalonamento
execuçãocontrolo máq.
planeamentoescalonamento
execuçãocontrolo máq.
planeamentoescalonamento
execuçãocontrolo máq.
planeamento
escalonamento
execução
controlo máquina
recurso r1
recurso r2
máquina m1
máquina m2
Abordagem centralizadaconvencional
Abordagem holónica
Page 83
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 165
Exemplo de Aplicação de Agentes IndustriaisExemplo de Aplicação de Agentes Industriais
PLCIEC 61131
Agente Transporte
Agente Máquina #1
CNCWin NT appl.
Agente Máquina # 3
Agente Máquina #2
Não, estou sobrecarregado!
IPCWin NT appl.
Agente PeçaQuem pode furar esta peça?
Estou fora de serviço!
Sim, eu posso!
Eu transporto a peça!
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 166
Desenvolvimento de Aplicações de ControloDesenvolvimento de Aplicações de Controlo
1
m
Page 84
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 167
Unidade de Controlo IndividualUnidade de Controlo Individual
)���� �-%��������'�������� ��%������� ����� �9�������� ����������������,������������������� ��� ��,�������0�,��� �����(��������������������������9���
������0��������
�� ����(����
��������
���� ��(�!��
�������
�%�����������
Ambiente
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 168
Decisão e AprendizagemDecisão e Aprendizagem
65������+������(���������8� ����������������������������� ����!� ��,��������A������������������������,������� ���� ��������!��������!� 8�������
6$����0��������������� 0��������������� ������� ����������� ��������*������������� ������������ ��&������
6F ������ ������������� ��(�!����������� �� ������������ �������������������������!��������������� ��(�!���
6&�����'�����+
C ����������������� ���� ���,������� ��(�!���8���������������A����������������� �������� 1���������,�
C ���� ����������������������������,������� ��(�!���8�����������G����������� �%�������������G�!���������� �%�����!����
Page 85
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 169
Interacção entre Unidades de ControloInteracção entre Unidades de Controlo
��������������� ������9������ ���������!���������� ���������$:���> 7��� =������ � ���$$��7 5�77�@�
refuse(task)
reject(task, proposal)
h1/contractor:Ordem h2/contractee:Recurso
announce(task)
propose(task, proposal)
xxxx
reject(task, proposal)
reject(task, proposal)
accept(task, proposal)
reject(task, proposal)
accept-partial(task,proposal,quantity)
announce(task)
xxxx
announce(task)
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 170
Java Agent Development Framework (JADE)Java Agent Development Framework (JADE)
6"�� ��������� A� ���������%��������!� ��������� ����������������������������9���"� $�
6"�� ��������� � ������ ���-��������� ����������"� $������!����������������������!� ���+
C $!� � &���� ������ &0� �� >$&&@,
C $!� � �� �!��� � #����� >$�#@,
C B �������� "���������� >B"@��
6$����� �������� �����!� ����8������(��������%8������ %�������� ��!� �,���� ���"� $C$&��������� !��!���������� ��������
6"�� ��������� A� ������������� ����!�-������*�������������� �����(�����������������!� ���,�������������������������������%�����������������������������
Page 86
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 171
Ferramentas JADE Ferramentas JADE
Remote Management Sniffer
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 172
Representação de Conhecimento Representação de Conhecimento
������������������� ������� ����!�������������������������
Interface gráfica do Protégé-2000
Page 87
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 173
Mecanismos de Introdução de InteligênciaMecanismos de Introdução de Inteligência
6#��������*��������������� ������������� ����!D ���� ����!� ���,���� ��������'�������8� ��������������������������,������� ���� ���������!��������!� 8�������
6:���'������8���I�%��4'���� #����� #0��� >I4##@,�
C *���8������ ���C����������������!������������ ���������!����
6F �I4##��� �������������������������,��� �9�������!���,� �������� �����������(��������������0������$� ���������(� ��������������� 0����� �����������������
6F �I$B4�������������� ��!��������������������I4##+�
C ��I$B4���� ������� %1����������!� �����!��� ����� ����������������������������9���"� $,�
C � *�� �����I4##�8�������������!� ���*����'���������������������3 ����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 174
BenefíciosBenefícios
6 � ���� �������������������� ��������������3��
C :���������������� ������������'�������������%���������%-�������*�� ������������,��� ���*��������� ����������� ������8�� ���� �� ��,������� �����A����%��,��� 0����� �����������D �������1������
C F �������������� ������8����� %��%��� ��� ����������!���������#�,��� ���������������������������G��������!� ���������� ���,�*����������*������������� �����(�������0���-�*�������
C ��������������������!��,�8� �����-�������� %��%���� ���� �� ���� ������������� � �������� ����������������������� ������9���� ������%-���������� � ��������� ������
C 4��������������,���������!�����������3���8���7 ������������������-%����4'�����+��� -�����������������%����������������� �0�� ��
Page 88
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 175
Benefícios (2)Benefícios (2)
6)������(������'���������
C �����'������������� ���������������� ����,���*�����(�����*���������������������� � �������������� ���������*���*�������0�����������*���*��������������� � ���������������
C $������ ���� ����� ����������>�����'�����,�����������l���������� �������������3�����@������������������������� ��� ��� ��������� ������ ����������� � ������������������,������� ����������������C���!����� �������������������� �������
C F �������� ���������������9���>�����'�����,��%������ �������������3���������������� ���������� ����!� ���@�8������(���������� �������� ������������������%8������������ ����������C�������� �� H����,����� �������������������������� ����������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 176
Benefícios (3)Benefícios (3)6)�C�� ��!�����������
C )$7#��#�$++�������,���������������������������1����������*������ ���������V���,�������� ��*�D ��������%����� ������������3�������������������������� ��,������ ��� ��� ��� �����,������8 ������ �������������������������� ����������������
C $���!���������������������������� ���!����� ��!������� �%��,���������������(������ �������������%�������� ������������������������������
6)�C�����������
C F ������� � ��������� ������� �������� ������� %��%���������������������(����� ������ %��%��� ������������������ � ��������� �����,������������ ������ %��%��� ��������� �%��������������� �������
C $�������������!����������������������������!� �������������������������%-����� 3%��������� �������������������������������,����������� �������������������,��� ��������������������������������������
Page 89
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 177
Abordagens e Implementações IndustriaisAbordagens e Implementações Industriais
6 B�%������������� ���9��������������������'������ �����
6 4'����������������� ���9���� ���������+
C $��������������� ���!�������!� ����������� ��������������������������������'3%������������������!�� �����8���������������,�����! �������� �������� ����],� ��������� ������9�������������B������&0��������
C #������������ ������������������!� �������������������������*������ ��,�%� ��������������� ����� ���,�������*������ ������-!������ �%�������: #���%��
6 ���,���8�������� ��,�����������9���� ���������������'������� ��������,�������� ��� ���������������� ���������� ������� ��������������
Q $���!������C9���������������H
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 178
ObstáculosObstáculos
6� %������ ��
C F �� %������ ���8����������������*����*����� �����-���������������� ���������9����� �����(������
C ��������*��,����� ��������������3������ ����!� ���8����� �������������������������������������������'3%���������� �� �����
6 � ���� �����������3��
C ������������������ �%������������ ���� �����������!��������������,��������%�(������3������������ ���������� %��%����
C F ���������� ����'�������������� ����� ����,���������!� ������-������G���������������������������������� �������!�����������������
6�8�����������%��������������������
C "����������� ���������8�����������%��������������������������8����������%-����������9����������������!� ����
Page 90
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 179
Obstáculos (2)Obstáculos (2)
64�������������
C $���������9�������1���������� ������ ��� �����������-'���������(� �������� �� �������!� �������0��� �,���������������9���� ������������*���������'�������������������������0���������!� ����
C $������������������� ������ ��� ����� ��!����!��� ���������������������������������(��������������� �7������>���� ������ ���!��� ��������� �������� ������������������ � ������������3��������������@�
6� ����������������
C ��������������������(���� ����!����*������������*������%-������������9�����������3��������������� ��������������������� ����� ����
C ���� �� ��,����� ����!����������� ����������9����'������ ����������� ������� ����� �������������������������-����,����� ������������������0���-�*������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 180
Obstáculos (3)Obstáculos (3)
6��������!��������� ���!����������� %��%��� ��
C $������� ��,� ����'��������������!����������� %��%��� ���������� ���� ��������������������-��������-�������� %��%��� ��������������9�������� �������������������!� ����
C "����������� ���!�����������������*�����������������������!�����������3������ ����!� ��,������'���������1���������!���-%��������(��������������������������������C�!� ����������� ������4&�/55�
6� ��!������������������%����3������������������
C $��������������������9����'������ ��������� %��%���������������1���������!� �����������V���������� ��������������� ��!������������������%����3���������������������������������%����3������*�� �������8� �����-����
C ����������������8�*�������������9���� ������������*�������� ��������������� ��!�������������������3������> ������� �����(� �������� �� ��@�
Page 91
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 181
������������������������������������������������
��������!������������������������!����������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 182
Sistemas de Controlo IndustrialSistemas de Controlo Industrial
6F ��� ��������������������8� ������� ���������� ������������1���������!���-%����� �����������������!����������� ���������� %��%�������� ����� !��!� ��������!���������4&�.C.��
6$��!�������������'������������*���������%����� 3%�������� ��!��������� ����������������� � ������������3���,�������� ��������� ��!������������������(�������������9���
6:������ ������������%����������(������������������ ������������������������������� �%����������������������� ���� �� �!1����
6F ���������������� ������� �����������������������������������+
C #������������� ��������������3������������ ����
C &� ������������1!��������!���-%����
Page 92
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 183
Sistemas baseados em Controlo DistribuídoSistemas baseados em Controlo Distribuído
6: �������������� ��� ������ ���������*�3������������ ������
6:�������������������������� ������*����'������������%��������� �����,����� ��� ��,�����%8������������ ���������,������� ����������,��� ������������������������0������������� ���
instrumentos, sensores ou actuadores
processadores centrais
estações de saída, que possuem clusters
de instrumentos
rede industrial
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 184
Sistemas baseados em Sistemas baseados em PLCsPLCs
6: ����������� -����������������� ���������������-*�� ���������������������%��,������������� 0��������������������1%���
6&������������������ A� ������ �&� ��S���,����� ��� �������%8������������ ����������
6&���� �&��� ��������������� �������� A� �������� �������������������
controladores lógicos programáveis
HMI – interfaces homem máquina
rede industrial
Page 93
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 185
Funcionalidade Distribuída Funcionalidade Distribuída
64�����������������!� �,������������������'�� ���������������8����3���,�����%�(�*������������������ ������8������(�������!�� �������������������V������ ��3������
� ��������������� �������������� ������� ���������� �� ����������������� ���!��
sensor de pressãoválvulabomba
sensor de posição
controlador de temperatura
HMI
controlador lógico
cada dispositivo, interligado por uma rede industrial, fornece parte da funcionalidade de controlo
rede industrial
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 186
Limitações dos Limitações dos FunctionFunction BlocksBlocks IEC 61131IEC 61131--33
6 ������������!�������� ���������,�*������ ���8��'����������������%�(�*�����"<�8��'��������
6$����� ������������� ������ ���������'����������������*�� ���8�� �����(����������?�
6"�� ������� ������������� �������������3��,� ����'���� ���������� �������������!���������'������� ����������'�������
6F ����� �������� ������������4&�.C.��������������%� ��������%8�����%���-%�����lF � ���8�����������*�������������������"<�������'���
6F ������ ������������� ����������� ����� ���4&�.C2��������*��������� ������������������������,� ������ ��� ����8����������������������������������������������3����
Page 94
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 187
IEC 61499 IEC 61499 –– FunctionFunction BlocksBlocks
6"������� ������� �������� " ������ ��#��� ����$������ ��%���� �����������& �������� �������� ���"'� ���8,)� �*;�
64'�� ��������#��� ��� $����� >"<@�����4&�.C.,����� � ������� �%����������������������� ���������'������������!������������������������� �������������������� ������������������3���,�
C � ������� ������������(� ����1�������������V���,
C ��� ������������������� �����(���������������������
6F ��4&�/55� ���8������� !��!���������!�������,�����������������!������������������������������ �������������������� ������������������3����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 188
Os Os FunctionFunction BlocksBlocks (FB)(FB)
6F ��"<�������*�� ����������������V�����������(-%������ ��� ������������������������� �������������*�� �����������
6"�� ������������������ ������������ �������������%-�%����������� �������������� ������������������
6P �� ���%-�����"<������ �����!����,�������������"<,���� ����������9������������������������'���
fluxo de eventos
fluxos de dados
fluxo de eventos
fluxos de dados
identificadorde tipo
sensor PID actuador
Page 95
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 189
FunctionFunction BlocksBlocks versus Objectosversus Objectos
6#����0� ���+
C F ��"<���������������������A������������!������������ ����������A�����
C F ��"<���������������,����������� ���������� ���������'��� ��*������� �����������0������������� �����,�������� ����������(������� "<� ��� 3%��������������������%����
C F ��"<�� ���������� �������������������������������������"<�,���������������A��������������������������������������A������
C $��� ��H ��������"<� �����������������������������������"<,����� ���!���������A������
6B����� ���+C F ��"<� �������������0��� ���
C F ����A����������������������������� ����-����,�� *�� ������"<�������0���������� ��������������G�-�����������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 190
Vantagens da Utilização de FBVantagens da Utilização de FB
6 $�*�� �����������1��!�������� %��%���8�����(����
6 F �������������� %��%��� ���8�����(����
6 : �� �������������������"<,������������� ����������������� �C���������� ����� ���
6 $�*����������������V�������� %��%�������0����
Page 96
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 191
Modelos e Conceitos do IEC 61499Modelos e Conceitos do IEC 61499
6F ���� ������4&�/55���� ��������� A� �������� ������������������������������������ %��%��� �����������������������������������3����������'��+
C ����������#������E
C �������������������%�E
C �����������������E
C ����������������� A$��?E
C �����������'������E
C �&������ ������$�4�� >4&&@E
C ���������������� A$��?�E
C a
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 192
Modelo de SistemaModelo de Sistema
6F ��4&�/55����� ������ ��������������������������������������!� �(�����������������%����3������� �����!������������������� ���������
6&�������������%�������������������'������������������*�����������������
6&�������������������9�����*�������'������������������������������%��+� ��������������� ���C���������
Dispositivo A
Aplicação 1
Aplicação 2
Dispositivo B
rede de comunicação
Page 97
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 193
Modelo de DispositivoModelo de Dispositivo
6:�����������%��������� �����������������������������%�����������������������������������
6$���������9�����������������3��������%-��������������
Recurso A
Aplicação 2
Recurso C
interface de comunicação
interface de processo
Recurso B
Aplicação 1
Aplicação 3
� ��������+
C 6��� ������,������ �-%������������������������������������������
C ��������,���� ��������� A� ���������%�����*������������������������lF �������������%���3�����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 194
Modelo de RecursoModelo de Recurso
6&� ������������������ �����(����������4&�.C.�
64����� ��� ��+���*�D �������'�������������!��������� ��� ���6$��� �������������������� ���������������� ��������3%������������������������������������"<��
interface de comunicação
interface de processo
função escalonamento
FBSIFB SIFB
Page 98
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 195
Modelo de AplicaçãoModelo de Aplicação
6:��������������4&�/55�8��������������"<�� �����!������������'�������%� ���������������
6$��������������������������3���������%���������������
FB SIFB SIFB FB
Recurso A Recurso B
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 196
Modelo de Modelo de SubSub--AplicaçãoAplicação
6 �����������������������������������C�������9���
6P �����������������%�(������������������������������C�������9���
FB SIFB SIFB sub-aplicação
Recurso A Recurso B
FB
Recurso C Recurso D
Page 99
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 197
Modelo de Modelo de FunctionFunction BlockBlock
controlo de execução
variáveis internas
algoritmosinternos
fluxo deeventos
fluxo deeventos
fluxo dedados
fluxo dedados
saída de dadosentrada de dados
saída de eventosentrada de
eventos
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 198
Modelo de Modelo de FunctionFunction BlockBlock (2)(2)
6:��"<�8��������� �����1�����*�����%������� ������������� ��������������
6$�!����� ����+
C &����"<����������� ������������ ������������������
C &����"<������������� A� ������%���-%�������� �����,������ A� ������%���-%���������3���������� A� ��������!��������� �����������
C $��%���-%�������� ���������������������������������!�������,��� ��������������������������� ���%���-%���������3���
C 6� ���#�������:������+�������� �� ����%� ��������!�������,������������� ���*�����!���������%�������'��������*�� �������������������� �����%� ������� �����,���*����%� ���������3������������������ ���� �������'���������
Page 100
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 199
Associações WITHAssociações WITH
6F ���%� �������� ��������%���������������������������������%���-%�������� ������
6 4�������������9������� ���*���%���-%�������� ��������%��������������(������ ��������� �������������%� ������� ������
6&����%���-%������� ��������%������������������������� �������%� ������� �����,�������� ��-���� � ������-��������(����
6������������%� ���������3��,��������%������ ��*���%���-%���������3��������������(������������!�������
EI1EI2
EO1EO2
DI1DI2DI3
DO1DO2DO3
PID
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 200
Tipos de Tipos de FunctionFunction BlocksBlocks
6 F ��"<������������������������������D������!��������� ������+
C <-�����E
C &��������E
C #��%��������� ��������
6 $����� ���� ��,��'���������"<�!�������������%� ����
Page 101
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 201
FB BásicosFB Básicos
6B��� ��������������� ���� ����,��������������*�����!�� ��������������������������������� ����3����
6:��"<��-����� ��������������������3��,��� ����'�������������� ��������������
6F ����������� ���������"<��-�����8����� ���+
6 ������ A� ��������!��������� ��� ��E�
6 ���������D ��������%� ���E
6 ���� ����������� ���������������,�����! ���������&������ ������$�4�� >4&&@,������������������ ����������'�������
6F ����!���������������� �������� ��������� !��!�������������,������'��������*������� G�&� >#�@������I�%��
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 202
Modelo de Execução para FB BásicosModelo de Execução para FB Básicos
controlo de execução
variáveis internas
algoritmosinternos
Funcão de escaloamento
2
1
8
5
3 4 6 7
Page 102
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 203
Modelo de Execução para FB Básicos (2)Modelo de Execução para FB Básicos (2)
� $��%���-%�������� ���������"<����������-%����
�� :���%� ���������������%����������� �������������������%� ������� ������
.� F ��� ����������'���������*����������'���������������!�������� ��� ��G��� ������������� ��� ��������������
/� $�1����!��������,�������� ���������������� 0������������,��������� ��� ����-��������������� ���������'������������!�������
2� $��'������������!������������(�%������������3���*��������������� ���%���-%���������3���
� F ���!�����������������������'��������� ���������������� ��� ���
?� F ������� ��� ��� ������������ ����������'�������*�������!���������*�������������� ����������'������,���*������%������������3������������-%����
=� F ��� ����������'�������������%� ���������3���
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 204
Exemplo: RampaExemplo: Rampa
64������ ������������������3���1 ��,�������� ������ ������%�����;< �����%�����;.= ���� ��������3�������������5�������
6$�� ������6��#� ���� ��������������������(����������3�������� ����)�����
6P �� �����%����������3���1 �� ����� �����'�������%��������� �������� ,�����3���� �#� ���-�%����������
X0
X1
duração
E_InitT
Out
Page 103
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 205
Exemplo: Rampa (2)Exemplo: Rampa (2)
E_Init
E_RunE_RdyE_Ex0
X0
X1
Ciclo
Out
Hold
Rampa
Duração
PV
REAL
BOOL
REAL
REAL
TIME
TIME
REAL
INIT_EVENT
EVENT
INIT_EVENT
EVENT
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 206
ExecutionExecution ControlControl ChartChart (ECC)(ECC)
6F �4&&����� �������������� ���������"<,
C ����� �� �%� ����������!��������� ��� ��E
C : �� ���������!����������� ������������������������ ������ ��������������9���� �����%� ��������!��������
64���� �����-�����+��������,���� ���9��������9���
6&����"<��-���������������4&&�*������� �+
C F ����������� ��� ��E
C &����8�*�������������� ��� ��8����������*�� �������%� ������� ������������E
C P �����!��������� ��� ��������'��������E
C P ����%� ���������3��������������������1������������'��������������!�������
Page 104
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 207
ExecutionExecution ControlControl ChartChart (ECC) (2)(ECC) (2)
6$�!����� ����+
C &�������������������� ��� � 0���������������9��E
C :��������������-�������� �������!������,���� �������%� ������������E
C &������ ������8���������������'�����9���<����� �� *���������� %��%���%���-%��������%� ������������%���-%����������������� �������"<�
START
RAMPA
INIT
ALG_RAMPA E_EX0
ALG_INIT E_Rdy
1
1
E_Init
E_Run
estado inicial
evento de saída
algoritmo
estado
acção
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 208
Sintaxe Textual: Exemplo da Rampa Sintaxe Textual: Exemplo da Rampa
Function Block Rampa(* definição do tipo de FB Rampa *)
EVENT_INPUTE_Init WITH X0, X1, Ciclo, Duração;E_Run WITH PV;
END_EVENT
EVENT_OUTPUTE_Rdy;E_Ex0 WITH Out, Hold;
END_EVENT
EC_STATESTART; (* Estado inicial *) INIT: ALG_INIT -> E_Rdy;RAMPA: ALG_RAMPA -> E_Ex0;
END_STATES...
Page 105
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 209
Sintaxe Textual: Exemplo da Rampa (2)Sintaxe Textual: Exemplo da Rampa (2)...EC_TRANSITIONS
START TO INIT := E_Init;INIT to START := 1;START to RAMPA := E_Run;RAMPA to START := 1;
END_TRANSITIONS
VAR_INPUTX0 : REAL;X1 : REAL;Ciclo : TIME;Duração : TIME;PV : REAL;
END_VAR
VAR_OUTPUTOut :REAL;Hold : BOOL;
END_VAR
VART : TIME; (* tempo da função Rampa *)
END_VAR...
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 210
Sintaxe Textual: Exemplo da Rampa (3)Sintaxe Textual: Exemplo da Rampa (3)
...
(* definição dos algoritmos *)
ALGORITHM ALG_INIT em ST:T := T#0 s;
END_ALGORITHM
ALGORITHM ALG_RAMPA em ST:IF T < Duração THEN
Out := X0 + (X1-X0)*TIME_TO_REAL(T)/TIME_TO_REAL(Duração);T := T + Ciclo;Hold := PV < Out;
END_IFEND_ALGORITHM
END_FUNCTION_BLOCK
podem ser definidos noutra linguagem, como
por exemplo o Java!
Page 106
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 211
FB CompostosFB Compostos
6 ���������������� ���������'��� ��*������"<��-�����
6 ���������� �������������������������'��,���������������������������"<�������������,��������A�������-������
6 ������������ ��������0���-�*��������������
6F ������������������ �������"<������������������! ���������"<������ � ����
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 212
Regras para Ligações de Fluxos de Eventos Regras para Ligações de Fluxos de Eventos
6&������� ������� ���������������� ��%��������!����������%� ������� ����������������� � ��,����� ������!������������� ���������%� ��������3��������������E
6&������� ������� ���������������� � �� ��%��������!����������%� ������� ������������������������� ����������%� ��������3�������������� � ���
6&������� ��������!������������� � �� ��%��������!����������%� ��������3���������������������� ����������%� ������� ����������������� � ���
6&������� ��������!���������������� ��%��������!����������%� ��������3�������������� � ������� ������������� ���������%� ������� ������������������
Page 107
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 213
Regras para Ligações de Fluxos de Dados Regras para Ligações de Fluxos de Dados
6&����� ������������������������� �����������!������������������ ������������������������� � ���,������!������������� ������������������3���������������E
6&����� ������������������������� � �� ������@� ���������!���,���@�������!������������3����������������� � ��,�������@���!����������� ������������������
6&������!���������������������� � �� ������@� ���������!���,���@�������!������������������� ������������������������������� � ���,�������@���!��������������������3�������������������������
6&������!���������������������� ��%��������!�������@�������3����������������������� � ��,������@���!������������� �����������3�������������������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 214
Exemplo: Dente de SerraExemplo: Dente de Serra
6#����0� ���G��� ����)����,������!��������� ��C���*�����3���1 �� ������� ��������� ������ ����������������%�������������� ������� �����������%�����/������
6 ���� ��C����������(�����"<����� ������������� ��������,��� ������ ���*���;<�>�< ��;.�>�.<<<�
0
1000
duração
E_InitT
Out
Target
Page 108
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 215
Exemplo: Dente de Serra (2)Exemplo: Dente de Serra (2)
E_Init
E_RunE_RdyE_Ex0
Ciclo Out
Dente Serra
Duração
Target
REALTIME
TIME
REAL
INIT_EVENT
EVENT
INIT_EVENT
EVENT
Interface externa
FB Dente de Serra
E_InitE_Run
E_RdyE_Ex0
X0
X1
Ciclo
Out
Hold
Rampa
Duração
PV
Comparador
E_Run E_Ex0E_GT
XY
XO
EI1EI2
EI0
E_MERGE
0
1000
DuraçãoCiclo
E_RUN
Target
E_Init
Out
E_EX0
E_Rdy
Rampa1
Comparador1
Merge1
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 216
Sintaxe TextualSintaxe TextualFunction Block Dente SerraEVENT_INPUT
E_Init WITH Ciclo, Duração;E_Run WITH Target;
END_EVENTEVENT_OUTPUT
E_Rdy;E_Ex0 WITH Out;
END_EVENTVAR_INPUT
Ciclo : TIME;Duração : TIME;Target : REAL;
END_VARVAR_OUTPUT
Out :REAL;END_VARFBS
RAMPA1 : RAMPA;COMAPRADOR1 : COMPARADOR;MERGE1 : MERGE;
END_FBS...
...
EVENT_CONNECTIONS
E_RUN TO RAMPA1.E_RUN;
E_INIT TO MERGE1.EI1;
MERGE1.EO TO RAMPA1.E_INIT;
RAMPA1.E_Rdy TO E_Rdy;
RAMPA.E_Ex0 TO E_Ex0;
COMPARADOR1.E_GT TO MERGE1.EI2;
END_CONNECTIONS
DATA_CONNECTIONS
0 TO RAMPA.X0;
1000 TO RAMPA1.X1;
Ciclo TO RAMPA1.Ciclo;
Duração TO RAMPA1.Duração;
RAMPA1.Out TO COMPARADOR1.X;
TARGET TO COMPARADOR1.Y;
COMPARADOR1.X0 TO Out;
END_CONNECTIONS
END_FUNCTION_BLOCK
Page 109
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 217
FB Serviços de InterfaceFB Serviços de Interface
6#����������� ���������� �������"<� �� ������������������������ ����'�������
64����� �����������������������������"<��� ��������������� ������������,��������� ���������������3����������������� ��������������%�����������������
6F ��4&�/55� ������� ����� ���������������������������������"<�������%��������� ��������
6�������������*���������"<���%����������� �������� �������� A� ������ ��������%���-%�������� �������������3�������%� �������� �������������3���
6&����"<�#����� ������������������%���,���������������lF ,������%��������3����������������%������� �������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 218
Tipos de Eventos Standards para o FB SITipos de Eventos Standards para o FB SI
64%� �������� �����
C ���/,������������� ������(�� ������%���,��������A����� �������� ����������������������������
C �7? ,�*���� ���������������������������������������!� ����'��� ��
C ���,�*���� ���������� �����������������������������!� ����'��� ��
64%� ���������3��
C ���/1 ,�*��� ��������*������ ������(���� ���������������
C 6��,�*��� ��������*�������� ����������*����������������������
C ��5 ,�*���� �����*�����"<��������������������������!� ����'��� �,������'������*�������%����%���������� ������������ ����
Page 110
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 219
Tipos de Dados Standards para o FB SITipos de Dados Standards para o FB SI
6B��������� �����
C ? ���@1 1 ,������������ A� ����������%� �������+��@�*�� ������� �����%������%������� ������(���,���@�*�� ���"���� �����%������%������� ����
C ��%����A ,�������� ����������������������������������G����� �����������������3��������������������������%����
C �5B.=�C �5B����A ,�������������� %��������������������������������������
6B����������3��
C ? 1 ��@1 1 ,������������ A� ����������%� ����������� �������������%���������������'��������������������
C �//) ����A ,���� �������������������� ���������������� ������7�������%� ������� ������
C �5B.=�C �5B����A ,�������������������������������������������� �����9���������������
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 220
Exemplos de FB de Serviços de InterfaceExemplos de FB de Serviços de Interface
INIT
RSP IND
INIT0EVENT
EVENT
BOOL
SD_1
PARAMS
QIIO_PARAMS
IO_VALUE RD_1
STATUSQO BOOL
IO_STATUS
IO_VALUE
IO_READER
EVENT
EVENT
INIT
REQ CNF
INIT0EVENT
EVENT
BOOL
SD_2SD_1PARAMS
QI
IO_PARAMSIO_ADDR
IO_VALUERD_1
STATUSQO BOOL
IO_STATUSIO_VALUE
IO_WRITER
EVENT
EVENT
Page 111
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 221
FB EventosFB Eventos
6�����������������"<�������� ��������%� ����
6���������������� ���������%� ��,�8�������� �����-����!�����������������%� ���*���� ������(��- ����������
64�����������"<� 8� �����-��������%� ���� ������*�����������-����'�������������������"<�
6�����������"<��%� �����������������-�����
6B�����%���������������"<��%� ���,���������C��������!�� ���+
6 ����� *�$�����E
6 ����� � ��7��E
6 B����� ����� ' �������E
6 �+�$�� ����� ' �������E
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 222
Event SplitterEvent Splitter
����(���������������%� ���������3���������H �����*�� ������������������������������%� ������� ������
EI
EO1
EO2
EI EO1EO2
EOn...
E_SPLIT
EVENT EVENTEVENT
EVENT
Page 112
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 223
Event MergerEvent Merger
����(�������������%� ��������3��,�A� �� �������%� ����*����������� ���%-������ �����������%� ����
EI1
EI2
EO
EOEI1EI2
EIn...
E_MERGE
EVENT EVENTEVENT
EVENT
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 224
Event RendezvousEvent Rendezvous
4���������������������������%� ������������ ����������%� �����������(�������������%� ��������3���
EOEI1EI2
R
E_REND
EVENT EVENTEVENT
EVENT
EI1
EI2
R
EO
Page 113
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 225
Restart Event GeneratorRestart Event Generator
����(�����%� ���*�� �������������� ������������'���������*�� ���8������ ������������!� ����'��� ��
COLD
WARM
STOP
E_RESTART
EVENT
EVENT
EVENT
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 226
Cyclic Event GeneratorCyclic Event Generator
6 ����(����������������%� ��������� ���%�������!������,����� ������������3�������%�����5/�
6$���*�D ����8�� �������*�� �������%� ����0�!��G�� �������/�/ ������� ��*�� �������%� ����0�!��G�� �������/1 ��
EOEVENT EVENT
EVENT
TIMEE_CYCLE
DT
START
STOP
EO
START
STOP
EODT DT DT DT
Page 114
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 227
Exemplo de uma Cadeia de FB eventosExemplo de uma Cadeia de FB eventos
E_RESTART E_SPLIT E_REND
FB2
FB1
FB3
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 228
Exemplo: Controlo TemperaturaExemplo: Controlo Temperatura
PID1
E_Run E_Ex0
OutSPPV Out Out
E_Ex0 E_Ex0E_Run
E_RunE_Init
Input 1 Output 1
E_Run
E_Init
Setpoint
leitura do sensor de temperatura saída para o aquecedor
aplicação definição da sub-aplicação
ControloTemperatura
Aplicação: Controlo Individual da CubaRecurso: Controlador 1
sensor detemperatura
actuador deaquecimento
cuba
Page 115
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 229
Exemplo: Controlo Temperatura (distribuído)Exemplo: Controlo Temperatura (distribuído)
aplicação
Recurso: Recurso1
sensor detemperatura
actuador deaquecimento
cuba
Recurso: Recurso2
rede de comunicação
Controlador_A Controlador_B
subapplicação
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 230
Exemplo: Controlo Temperatura (distribuído)Exemplo: Controlo Temperatura (distribuído)
definição da sub-aplicaçãoPID1
E_Run E_Ex0
OutSPPV Out SD_1
E_Ex0 INIT0E_Run
INITE_Init
Input 1 PUB1
E_Run
E_Init
Setpoint
SUB 1
ParamsQ1
RD1
Out
INIT0 E_Ex0RSP
E_RunINIT
Output 1
REQ CNFE_Ex0
Params
QOStatus
PUBLISH
<ADDR1>
SUBSCRIBE
SD_1<ADDR1>
QOStatus
IND
Saídaanalógica
Entradaanalógica
Page 116
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 231
Editores de IEC 61499 Editores de IEC 61499
• Diversas ferramentas disponíveis para a modelação de sistemas de controlo distribuído usando IEC 61499, destacando-se:C FBDK (Function Block Development Kit), da Rockwell
Automation;C O editor baseado no Visio™ desenvolvido pela
Universidade de Tecnologia de Tampere;C CORFU, desenvolvido pela Universidade de Patras.
Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 232
Principais ReferênciasPrincipais Referências
6 ��� ��K ���%��,�N$�������� ,� �������� �#�������� ��&��O,� �� ����CS���,�5=?�
6 : ��)������,�<�F ��� �A�,�N&��������� ��!�������� �������� !�� ��4 !� ���� !O,�$����� CQ�����,�55.�
6 $�� �$��B�����0���,�)������n��$�CI���,�N$��������� ����� ����������� ��� �������� !�#�������C ������� !,�&� ������ �� ������� ���$ ������O,,��444� ����,�55/�
6 )��0��� k���V�M�,��� !&0� k0��,�N ���� ���� � � � ���������$��������� �+�$���������O,��444���� ������ � � � ���������4������ ���,�%�� /,� i�,�55/,�����2?C2=.�
6 ���� ��� Q����,�0���+llVVV�� �������M�� �C0�����!���l�K �l ��������l
6 )��������V��,�N������� ! &� �����#���������� !��4&�/55C $����� !��� ���� �����M������������������������O,��44,�����
6 S�������,�0���+llVVV�0�����������l