paginas.fe.up.ptpaginas.fe.up.pt/~asousa/sind/ISF-slides Paulo Leitao.pdf · State Diagram Fu n cio...

116
Page 1 Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 1 Paulo Leitão URL: http://www.ipb.pt/~pleitao E-mail: [email protected] Paulo Leitão, Integração de Sistemas de Fabrico 2 Conte Conteú do do ! "# $% & ’ ( % )* ) + !, ! - $- ) ) ( ) .! ! * ! /# & $* # 01 ! 2! 3 & 4& /55

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 [ ]

���������

���������

−−

−−

==

����������������������������

��������������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

���QQ

��������

��������

−−

�������������������������������

����������������������������

��������������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

{ } { } { } { }�/�.,�?�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