Modelagem e Controladores Lógicos Programáveis Sistemas a Eventos Discretos

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1 Modelagem e Controladores Lógicos Programáveis Sistemas a Eventos Discretos Rafael Garlet de Oliveira Instituto Federal Catarinense - IFC Câmpus Avançado de Luzerna 26 de fevereiro de 2014 Rafael Garlet de Oliveira 1 / 18

2 Sumário 1 Introdução Motivação Modelagem Matemática Modelagem de alto nível Referências Ferramentas 2 Sitemas a Eventos Discretos Definição Exemplos 3 Apresentar ferramentas Rafael Garlet de Oliveira 2 / 18

3 Contexto Alguns sistemas exigem sua otimização e automação, devido a sua complexidade e custo: Sistemas de Manufatura; Robótica; Supervisão de Tráfego; Logística; Sistemas Operacionais; Sistemas de Comunicação; Sistemas embarcados... Rafael Garlet de Oliveira 3 / 18

4 Caracterização Estes sistemas recebem estímulos do ambiente (eventos): início e o término de uma tarefa, leitura de um sensor, etc; Estes eventos são discretos no tempo, o que caracteriza os Sistemas a Eventos Discretos; Não é possível resolver pela teoria clássica de controle. Rafael Garlet de Oliveira 4 / 18

5 Modelagem Matemática Principais modelos utilizados para SEDs: Redes de Petri com ou sem temporização; Cadeias de Markov; Teoria das Filas; Lógica temporal; Teoria de Linguagens e Autômatos. Rafael Garlet de Oliveira 5 / 18

6 Redes de Petri Entre estes modelos, destaca-se: Redes de Petri (Petri, C.A e trabalhos relacionados) Figura: Processo gerenciador de reclamações. Rafael Garlet de Oliveira 6 / 18

7 Autômatos Entre estes modelos, destaca-se: Ramadge-Wonham (RAMADGE, 1987): Teoria de Linguagens e Autômatos (modelo RW). Modelos separados para a planta e para seu controle (supervisor). Figura: Supervisor. Figura: Planta. Rafael Garlet de Oliveira 7 / 18

8 Modelos de autômatos Planta: Modelo de todo o comportamento possível do sistema físico, sem considerar a ação de controle. Pode conter comportamentos indesejados, como o conflito no compartilhamento de um recurso. Supervisor: SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition): são sistemas que utilizam tecnologias de computação e comunicação para automatizar a monitoração e o controle de processos industriais, efetuando coleta de dados, apresentados em uma interfaces homem-máquina (IHM). Rafael Garlet de Oliveira 8 / 18

9 Papel do Supervisor Seu papel é impedir que a planta realize eventos indesejados, ou seja, forçar a planta a realizar um comportamento desejado (RW). A partir dos modelos da planta e do supervisor, pode-se verificar se o comportamento desejado pode realmente ser atingido e se não for possível, apresentar uma causa. Rafael Garlet de Oliveira 9 / 18

10 Linguagens de modelagem de alto nível Algumas linguagens de alto nível criadas para auxiliar no desenvolvimento destes sistemas: UML; AADL; SDL; SysML; Simulink... Rafael Garlet de Oliveira 10 / 18

11 Transformação para modelos formais Linguagens de alto nível podem ser transformadas para modelos formais e assim passar pela Verificação de Modelos: Figura: Cadeia de Verificação do Projeto Topcased. Rafael Garlet de Oliveira 11 / 18

12 Trabalhos de Referências Constain. Integração de Sistemas Scada com a Implementação de Controle Supervisório em Clp para Sistemas de Manufatura. Dissertação. UFSC Pavei. Coordenação em Sistemas Multi-Robôs utilizando Métodos baseados em Autômatos. Dissertação. UFSC Outros... Rafael Garlet de Oliveira 12 / 18

13 Ferramentas de modelagem Tina (Autômatos e Redes de Petri); Grail (Autômatos) Uppaal (Autômatos); Codesys (CLP); NetLab (Redes de Petri); Beremiz (CLP); IDES (Autômatos); DES2ST (Transformação de Autômatos para CLP). Rafael Garlet de Oliveira 13 / 18

14 Sumário 1 Introdução Motivação Modelagem Matemática Modelagem de alto nível Referências Ferramentas 2 Sitemas a Eventos Discretos Definição Exemplos 3 Apresentar ferramentas Rafael Garlet de Oliveira 14 / 18

15 Sistemas a Eventos Discretos Definição: São sistemas dinâmicos, que evoluem de acordo com a ocorrência abrupta de eventos físicos, em intervalos de tempo, em geral, irregulares e desconhecidos. Figura: Trajetorias em um SED. Rafael Garlet de Oliveira 15 / 18

16 Sistemas a Eventos Discretos Exemplos de SEDs: Sistemas de filas; Sistemas de computação; Sistemas de manufatura; Sistemas de tráfego; Sistemas críticos embarcados... Rafael Garlet de Oliveira 16 / 18

17 Sumário 1 Introdução Motivação Modelagem Matemática Modelagem de alto nível Referências Ferramentas 2 Sitemas a Eventos Discretos Definição Exemplos 3 Apresentar ferramentas Rafael Garlet de Oliveira 17 / 18

18 Rafael Garlet de Oliveira Sala de Professores 1 Rafael Garlet de Oliveira 18 / 18