61ª Reunião Anual da SBPC
B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica
CONTROLE DISCRETO DE UMA CÉLULA DE MANUFATURA ROBÓTICA USANDO REDES DE PETRI GHENESYS ESTENDIDAS
Helbert dos Santos Loureiro 1
José Ruben Sicchar Vilchez 1
Diego Carvalho 1
Ive Regina Gomes Dourado 1
Heitor Judiss 1
1. Universidade do Estado do Amazonas-UEA
INTRODUÇÃO:

A aplicação de modelagem a eventos discretos baseados em redes de Petri estendidas Ghenesys, em controle de sistemas industriais, vem tendo uma grande aceitação, em função de várias vantagens, entre as quais se destaca, a integração dos elementos automatizados de um determinado sistema. As extensões Ghenesys proporcionam mecanismos de controle a um maior número de restrições condicionais de um ambiente de manufatura. Especialmente em elementos robóticos, cuja integração de operações colaborativas, se torna uma tarefa delicada, em função do numero de elementos atuantes e da precisão necessária nas tarefas e rotinas de operação. Mas a principal vantagem é proporcionar ao usuário, um elo de comunicação, de programação, entre o modelo discreto e a elaboração do programa de controle de automação, em linguagem de Controladores Lógicos Programáveis-CLPs. Este trabalho apresenta uma metodologia de modelagem, tradução (ainda em desenvolvimento) e programação de automação para desenvolvimento em sistemas didáticos de aplicação semi-industrial, com a variante de acionamento e supervisão local e remota (desenvolvida com enlaces específicos de conexão virtual). O objetivo deste projeto foi programar e implementar um sistema de programação inteligente com tradução simultânea (de rotinas de automação), a partir da modelagem discreta de um ambiente real de manufatura.

METODOLOGIA:

A metodologia empregada neste projeto abordou atividades planejamento, modelagem e simulação de cenários, de operações colaborativas entre os elementos e dispositivos robóticos do sistema real de estudo, empregando-se o software Visual Object Net. Numa segunda etapa a etapa de programação das atividades automatizadas foi desenvolvida em linguagem de CLP via o software PL7 (do CLP TSX 3722 da Telemecanique). A tradução simultânea da modelagem discreta em tarefas de linguagem de CLP vem sendo validada usando programação orientada a objetos em UML. Seguidamente, foi desenvolvida a etapa de implementação física de controle, em cima da célula de manufatura, usando-se uma configuração mestre-escravo de CLPs, com a finalidade de integrar, a comunicação de controle, entre os elementos e dispositivos robóticos do sistema em estudo. A validação do algoritmo desenvolvido foi realizada, em cima da organização da execução de eventos (sem deadlocs) e tempos de execução de tarefas, em cenários com grandes restrições de operação (em função do espaço e trafego). A validação da eficiência do programa de controle foi realizada através do acionamento e supervisão local e remota, tendo sido implementada para esta segunda variante, uma programação de enlaces de conexão virtual, usando-se uma interface serial digital.

RESULTADOS:

Na análise dos resultados obtidos, comparou-se a eficiência de resposta da execução das tarefas de automatização da célula via modelagem discreta, nos diversos cenários de espaço e trafego de fluxo de operações. Tendo tido uma eficiência aceitável e maior flexibilidade em função das restrições encontradas, na execução das tarefas de controle. Um cenário sem nenhuma restrição de controle estendido foi também implementado, a fim de validar os resultados atingidos com a metodologia de modelagem proposta. A modelagem com as redes Ghenesys trouxe um outro resultado interessante: a modularização dos níveis hierárquicos de controle para a automação da célula, o que permitiu o desenvolvimento de um programa mestre administrador de controle da célula de manufatura,desenvolvido em diagrama de blocos, nos quais ficaram embarcadas as instruções (rotinas) de automação de cada elemento da célula. A experiência de acionamento e supervisão de controle do algoritmo desenvolvido foi validado com comunicação local e acionamento e supervisão remota (usando-se a arquitetura de enlaces virtuais para sistemas de controle). Tendo-se uma comunicação de acesso e supervisão aceitável.

CONCLUSÃO:

Em função do objetivo proposto, este trabalho propôs e validou a implementação de um controle de automação de uma célula de manufatura (com elementos e dispositivos robóticos) partindo da modelagem a eventos discretos, com o uso das extensões de controle Ghenesys, que permitiram estabelecer: a programação das rotinas de automação em função da seqüência das atividades e de suas restrições de conflito convergente, entre os elementos do sistema, e em especial: a modularização dos níveis hierárquicos de controle da célula, o que permitiu o desenvolvimento de um programa mestre de comunicação de controle, entre todos os elementos e dispositivos da célula, melhorando a comunicação de integração de tarefas e a precisão da execução das tarefas planejadas de integração colaborativa. A validação deste trabalho, abre a possibilidade de duas vertentes: o acesso e supervisão e controle em tempo real de sistemas automatizados, via conexões remotas de integração para automação, e uma vertente de próxima comprovação: a tradução simultânea da modelagem discreta do sistema, na forma de rotinas de automação embarcadas, em blocos modulares, que conformaram os níveis de controle dos sistemas automatizados inteligentes.

Instituição de Fomento: Fundação de Amparo a Pesquisa do Amazonas-FAPEAM
Palavras-chave: Redes de Petri Ghenesys, Modelagem a eventos discretos, Comunicação de controle remota.