Arquitetura para a implementação de controle supervisório comunicante

• Autor(a) principal: Câncio, Geovany Aparecido Duarte
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30616
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO; Revolução industrial; Sistemas de controle supervisório; Redes de computadores; Industrial revolution; Supervisory control systems; Computer networks

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.