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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30616| Título: | Arquitetura para a implementação de controle supervisório comunicante |
| Título(s) alternativo(s): | Architecture for the implementation of communicating supervisory control |
| Autor(es): | Câncio, Geovany Aparecido Duarte |
| Orientador(es): | Teixeira, Marcelo |
| Palavras-chave: | Revolução industrial Sistemas de controle supervisório Redes de computadores Industrial revolution Supervisory control systems Computer networks |
| Data do documento: | 13-Set-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | CÂNCIO, Geovany Aparecido Duarte. Arquitetura para a implementação de controle supervisório comunicante. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2022. |
| Resumo: | A indústria moderna contempla um perfil de sistemas que detectam e reagem, em tempo de execução, às mudanças no contexto físico, passando a operar de diferentes modos. Ainda que essa característica exponha potencial para agregar melhorias aos processos produtivos, ela também impõe desafios à comunidade de Engenharia de Automação e Controle, como, por exemplo, na capacidade limitada para processar, em paralelo, múltiplas e complexas malhas de controle. Uma alternativa nasce da combinação de métodos formais de síntese, como a Teoria de Controle Supervisório (TCS), com arquiteturas que descentralizam a implementação do sistema de controle. Isso beneficia tanto a programação do controlador quanto a sua implementação. Entretanto, modelos atuais de implementação descentralizada não consideram aspectos emergentes da indústria, como a comunicação via internet de módulos descentralizados de controle, algo que apresenta potencial para a personalização da produção e produção cooperativa. Este trabalho propõe uma arquitetura que descentraliza o sistema de controle resultante da TCS e implementa a comunicação entre diferentes agentes de controle. Uma peça chave nesta proposta vem do conceito de um agente central e agente local de controle. O agente central executa uma abstração do comportamento dos agentes locais sendo responsável pela coordenação, em alto nível, da lógica do sistema de controle que resulta nas ações físicas locais. Nessa abstração, o controle global comanda ações aos agentes locais após o processamento de certos eventos reportados pelos agentes locais. Esses eventos, em geral, representam contextos de operação que abstraem cadeias de eventos observáveis localmente, mas não observáveis globalmente, deixando assim o controle global mais simples e concentrado em ações chaves do sistema, operacionalizadas apenas localmente. Em termos de resultado, foi observada uma redução significativa da máquina de estados implementada no agente central (com abstração) comparada com uma máquina de estados equivalente (sem abstração), ambas utilizando uma abordagem monolítica para a síntese do supervisor, que resultou em 207 estados e 464 transições de uma máquina com 251 estados e 526 transições, respectivamente. Além disso, demais aspectos de implementação indicam alto potencial de escalabilidade, que implica em possíveis ganhos a TCS, com possibilidade de expansão para diversas pesquisas e uso em ambientes produtivos. |
| Abstract: | Modern industry contemplates a profile of systems that detect and react, at runtime, to changes in the physical context, starting to operate in different ways. Although this characteristic exposes the potential to add improvements to production processes, it also poses challenges to the Automation and Control Engineering community, such as, for example, the limited capacity to process, in parallel, multiple and complex control loops. An alternative arises from the combination of formal synthesis methods, such as the Supervisory Control Theory (TCS), with architectures that decentralize the implementation of the control system. This benefits both controller programming and implementation. However, current models of decentralized implementation do not consider emerging aspects of the industry, such as communication via the Internet of decentralized control modules, something that has potential for customization of production and cooperative production. This work proposes an architecture that decentralizes the control system resulting from TCS and implements the communication between different control agents. A key piece in this proposal comes from the concept of a central agent and a local control agent. The central agent performs an abstraction of the behavior of local agents and is responsible for coordinating, at a high level, the logic of the control system that results in local physical actions. In this abstraction, global control commands actions to local agents after processing certain events reported by local agents. These events, in general, represent operational contexts that abstract chains of events that are locally observable, but not globally observable, thus making global control simpler and more focused on key system actions, operationalized only locally. In terms of results, a significant reduction of the state machine implemented in the central agent (with abstraction) compared to an equivalent state machine (without abstraction) was observed, both using a monolithic approach to the supervisor synthesis, which resulted in 207 states and 464 transitions of a machine with 251 states and 526 transitions, respectively. In addition, other implementation aspects indicate a high potential for scalability, which implies possible gains to TCS, with the possibility of expansion for several researches and use in productive environments. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30616 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia de Computação |
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