Fundamentos e Aplicações de Sistemas de Automação  (Especialização)

Objetivos:
  • Introduzir os conceitos básicos de programação concorrente e distribuída em automação de processos industriais

  • Estudar os ambientes disponíveis para a programação de sistemas distribuídos
  • Discutir todas as tecnologias correntemente utilizadas em projetos de automação industrial para os níveis de controle seqüencial, supervisão de processos e gestão de manufatura

Ementa:

1     Introdução aos sistemas de automação

        1.1 - Histórico e tendências;

        1.2 - Arquiteturas típicas de sistemas de automação; Apresentação da pirâmide da automação

 

 2     Programação concorrente

2.1       Introdução: Conceitos básicos e definições

2.2       Exercícios

 

 3     Processos e Threads

3.1       Introdução ao WNT

3.2       Arquitetura Intel 386

3.3       Threads

3.4       Prioridades

3.5       Criação e terminação de processos

3.6       Criação e terminação de threads

3.7       Visualização de processos e threads

 

4     Exclusão Mútua

4.1       Invariantes

4.2       Algoritmo de Peterson

4.3       Algoritmo de Dekker

4.4       Instruções especiais de hardware

4.5       Exclusão mútua no WNT

4.6       Objetos do kernel

4.7       Mutex

 

5      Semáforos

5.1       Semáforos binários

5.2       Semáforos contadores

5.3       O jantar dos filósofos

5.4       O problema dos leitores e escritores

5.5       Uso de semáforos no WNT

5.6       Eventos

5.7       Temporizadores

 

6     Entrada e Saída

6.1       Operações básicas com arquivos

6.2       Acessando arquivos com exclusão mútua

6.3       Acesso assíncrono a arquivos

6.4       Uso de overlap

6.5       Assyncrhonous Procedure Call

6.6       I/O Completion Ports

 

7     Comunicação entre Processos (IPC)

7.1       Comunicação síncrona e assíncrona

7.2       Aplicações distribuídas

7.3       Pipes não nomeados

7.4       Pipes nomeados

7.5       Mailslot

7.6       Memória compartilhada

7.7       Comunicação por mensagens

 

8     Programação em tempo real

8.1       Sistemas operacionais de tempo real

8.2       Algoritmos de escalonamento de tempo real

8.3       Inversão de prioridades

8.4       Análise de desempenho

8.5       O tratamento de interrupções no WNT

8.6       Características de um RTOS

8.7       O WNT como RTOS

8.8       Extensores de tempo real

8.9       Windows CE

8.10     Polling x interrupções

 

9     Tópicos avançados

9.1       Uso de ambiente multithreading orientado a objetos

9.2       Programação multithreading em Delphi

 

10     Controle Seqüencial.

         10.1 -  Modelos: Autômatos de estado finitos, Redes de Petri, Grafcet.

         10.2 -  Controladores Lógico Programáveis (CLPs) - Arquiteturas

         10.3 - Linguagens de Alto Nível: padrão IEC 1131-3;
           linguagens: SFC (Sequential Function Charts, Lista de instruções, Ladder, Blocos
           Funcionais e Texto Estruturado.

 

11    Sistemas de Operação, Supervisão e Controle

         11.1 -  Supervisórios ("Supervisory Control and Data Acquisition - SCADA")

         11.2 -  Características e funções

         11.3 -  Interfaceamento lógico e físico SCADA-CLP.

 

12   Sistemas de nível 3 e superior

       12.1 -  PIMS (Plant Information Management Systems)

       12.2 -  MES (Manufacturing Execution Systems)

       12.3 – Reconciliação de dados


Livro texto:  

 

São utilizadas apostilas desenvolvidas especialmente para o curso.

  • Seixas Constantino e Szuster Marcelo, Programação Concorrente em ambiente WNT – Uma visão de
     automação, Editora da UFMG - Livro Texto

  • Bonfatti, Monari, Sampieri, IEC1131-3 Programming Methodology, CJ International, 1997

  • R.W.Lewis, Programming industrial control systems using IEC1131-3, IEE 1995

  • Paul Barracos, Grafcet Step by Step – A tutorial and reference guide to the Grafcet automation language – Famic

  • Victor F. MARINESCU  Buses actualización.  /S.l./: Editorial Marinescu, 1998

  • Jonas Berge, Fieldbuses for Procress Control, Engineering, Operation and Maintenance, ISA The Instrumentation, Systems and Automation Society, 2002.


Pré requisitos:

 

Nenhum.

 


 

Ferramentas de desenvolvimento:

 

É utilizado o SW IsaGraf da AlterSys