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Automação
de Processos Industriais
(Industrial Processes Automation)
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Mestrado
Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Área de Sistemas,
Decisão e Controlo
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1º Semestre
2011/2012
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Docente: Prof. José Gaspar
jag (at) isr.ist.utl.pt
21 8418293 Ext. 2293
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Última alteração: 7 de
Fevereiro de 2012
Link
para a página no fénix: https://fenix.ist.utl.pt/disciplinas/apind/2011-2012/1-semestre/pagina-inicial
Link
para o ano anterior: http://omni.isr.ist.utl.pt/~pjcro/courses/api1011/api1011.html
Avisos:
07.02.2012 - Notas após
2ºexame (clicar aqui).
25.01.2012 -
Horários de dúvidas antes do 2ºexame,
ver secção de "horário".
25.01.2012 - Notas de
laboratório e de primeiro exame (clicar aqui).
02.01.2012 -
Horários de dúvidas antes do 1ºexame,
ver secção de "horário".
12.12.2011 - Publicados
acetatos cap9.
22.11.2011 -
Publicado enunciado da parte C
do segundo trabalho de laboratório.
21.11.2011 - Publicados
acetatos cap7 e cap8.
21.11.2011 - Protótipos
de funções de simulação de teclado.
17.11.2011 -
Publicado enunciado da parte B
do segundo trabalho de laboratório.
10.11.2011 -
Publicado enunciado da parte A
do segundo trabalho de laboratório.
30.10.2011 - Publicados
acetatos cap4 e cap5.
20.10.2011 -
Publicado enunciado das partes B e C
do primeiro trabalho de laboratório.
13.10.2011 - Publicados
acetatos de LD, IL e ST
8.10.2011 - Actualizações
nas constituições dos grupos.
4.10.2011 - Publicado
enunciado da parte A do primeiro trabalho de laboratório.
27.9.2011 - Publicado
enunciado do segundo trabalho preliminar de laboratório.
22.9.2011 - Manuais de
programação do software Unity para os PLCs P57.
19.9.2011 - Publicado
enunciado do primeiro trabalho preliminar de laboratório. Publicado o
primeiro grupo de acetatos.
19.9.2011 - Inscrições no
laboratório realizadas em 16.9.2011 (ver distribuição a seguir ao horário)
12.9.2011 - As aulas
teóricas começam em 12 de Setembro de 2012. As aulas de laboratório começam
uma semana depois do início das aulas teóricas.
2.9.2011 - As notas de
laboratório obtidas no ano anterior são válidas para o ano lectivo actual.
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Objectivos da Cadeira:
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Pretende-se dotar os alunos com a capacidade para a
resolução de problemas de automação. Com esse objectivo estudam-se
metodologias de análise e síntese de sistemas de eventos discretos, na
forma de controladores de supervisão que se implementam em dispositivos
industriais. A formação nas seguintes componentes será aprofundada:
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Análise de sistemas para automação industrial.
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Metodologias para a implementação de soluções em
automação industrial.
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Linguagens de programação de Autómatos
Programáveis (PLCs).
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Máquinas de Controlo Numérico Computorizado.
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Modelação de sistemas de eventos discretos.
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Supervisão de Processos de Automação Industrial.
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Programa:
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Cap. 1 - Introdução à
Automação [1 semana]
Introdução aos dispositivos utilizados em automação industrial. Lógica
cablada e lógica programada. Introdução às metodologias de descrição de
problemas em automação industrial. Apresentações de motivação.
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Cap. 2 - Introdução
aos PLCs [1 semana]
Componentes constituintes dos Autómatos Programáveis (PLCs). Estrutura
interna e funcionamento. Interfaces de entrada e de saída. Interligação
entre PLCs.
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Cap. 3 - Linguagens de Programação de PLCs [2 semanas] Ladder diagrams; Instruction List; Structured Text. Descrição dos
componentes de uma linguagem típica. Estruturas de controlo de fluxo.
Ambientes de desenvolvimento.
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Cap. 4 – GRAFCET [2 semanas] A norma GRAFCET. Técnicas de
modelação utilizando GRAFCET. Interpretação de GRAFCET utilizando Ladder.
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Cap. 5 – CAD/CAM e
Máquinas CNC [1 semana] Tipos
de máquinas e seu funcionamento. Métodos de interpolação para geração de
trajectórias. Utilização em células de fabricação flexível.
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Cap. 6 – Sistemas de
Eventos Discretos [2 semanas]
Modelação de Sistemas de Eventos Discretos (SEDs). Autómatos. Redes de
Petri: dinâmica e modelação. Modelos restritos e estendidos. Subclasses de
redes.
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Cap. 7 - Análise de
Sistemas de Eventos Discretos
[2 semanas] Propriedades de SEDs. Metodologias para análise de SEDs.
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Cap. 8 - SEDs e
Automação Industrial [1
semana] Relação GRAFCET/Redes de Petri. Análise das soluções de automação
industrial por analogia com os sistemas de eventos discretos.
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Cap. 9 – Supervisão de
Sistemas de Automação Industrial [2 semanas] Método SCADA e Controlo supervisionado de SEDs. Síntese
de controladores.
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Avaliação:
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A avaliação consistirá em três trabalhos de
laboratório (20% cada) e um exame final (40%). Cada grupo é constituído por
três elementos. Com uma semana de antecedência, pôr-se-ão disponíveis
guiões de acompanhamento para ajudar na concretização das fases dos dois
primeiros trabalhos de laboratório. Estes devem ser preparados apriori e
entregues no final de cada sessão. O terceiro trabalho é sobre um tema afim
com API e que deverá ser acordado com cada um dos grupos.
Serão efectuados dois exames finais, onde será
contada a melhor nota. Em cada componente de avaliação a nota mínima é de 9
valores. Os alunos que o desejem podem substituir o 2º exame escrito por
uma prova oral.
Será atribuído um valor extra aos alunos que
assistam a mais de 50% das aulas teóricas.
As notas de laboratório obtidas no ano
anterior são válidas para o ano lectivo actual.
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Resultados da
avaliação:
Notas de laboratório e de
primeiro exame (clicar aqui).
Notas após 2º exame
(clicar aqui).
Calendário da Avaliação1
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Laboratório
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Inscrição do Lab.
(Representante alunos)
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14/09/2011
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Trabalhos
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1º Trabalho
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26-30/09/2011
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Preliminares
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2º Trabalho
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03-07/10/2011
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1º Trabalho:
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Início
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10/10/2011
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Fim
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04/11/2011
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2º Trabalho:
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Início
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07/11/2011
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Fim
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02/12/2011
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3º Trabalho:
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Seminários
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Proposta de TEMAS
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Semana >= 9
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Exposição oral
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Semana <= 12
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Exame
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1º Exame Escrito
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09/01/2012
às 15:00 sala C9
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2º Exame Escrito ou Oral
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30/01/2012
às 18:30 salas E3, E2
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1 Datas
dos exames conforme acordado em reunião de Coordenação do MEEC.
Exames de anos
anteriores:
Exames de 2004/5 a 2009/10
em PDF.
Exame de 2010/11 em PDF.
Trabalhos de Laboratório:
Enunciado do primeiro trabalho preliminar de laboratório, em formato Word e PDF.
Enunciado
do segundo trabalho preliminar de laboratório, em formato Word e PDF.
Enunciado
da parte A do Primeiro Trabalho de Laboratório,
em formato Word e PDF.
Enunciado
da parte B do Primeiro Trabalho de Laboratório,
em formato Word e PDF.
Enunciado
da parte C do Primeiro Trabalho de Laboratório,
em formato Word e PDF.
Manuais
dos PLCs e do software de controlo:
(i) SW Unity Intro,
(ii) SW Unity Reference,
(iii) HW IO Module.
Extra
(see this in the online help) SW Unity
Standard Library Reference.
Enunciado
da parte A do Segundo Trabalho de Laboratório,
em formato Word e PDF.
Enunciado
da parte B do Segundo Trabalho de Laboratório,
em formato Word e PDF.
Enunciado
da parte C do Segundo Trabalho de Laboratório,
em formato Word e PDF.
Software
de apoio ao segundo trabalho:
(i) PN_editor_MATLAB_sim_and_Manual.zip,
(ii) Simulação de teclado, protótipos de
funções em Matlab. Requer completar algumas funções,
(iii) Toolbox de controlo supervisionado spnbox.zip.
Trabalhos de Laboratório, Apresentação
de Seminários:
Grupo A1, Ricardo Lucas,
André Carreira, Tiago Marcelo, "Sistema
de Gestão Técnica Centralizada", PDF
Grupo A2, Franco Bortot,
Lasse Kemppainen, Pedro Ramalhosa, "Tetra
Pak and Parmalat Company Visit", PDF
Grupo A3, Yao Yi, João
Dias, Diogo Moreira, "Fapil SA",
PDF
Grupo A4, Jorge Wan,
Gonçalo Amaral, Miguel Luis, "Amorim
Cork Composites", PDF
Grupo A5, Eduardo
Francisco, Nuno Bairinhas, João Cruz, "Fabricação
de Moldes para Plásticos", PDF
Grupo A6, Júlia Pais, Nuno
Oliveira, Cristina Ribeiro, "Automação
da Fábrica da Sumol + Compal", PDF
Grupo B1, Maria Inês Pinto,
Maria Inês Verdelho, Tiago Santos, "Arduino
vs PLC", PDF
Grupo B2, Tiago
Castanheira, André Miranda, Carlos Rodrigues, "Visita
à Central de Cervejas", PDF
Grupo B3, Rafael Ortega,
Miguel Azevedo, José Soares, "Sidul
Açucares", PDF
Grupo B4, Pedro Monteiro,
Daniel Anjos, Ricardo Maurício, "Central
de Cervejas", PDF
Grupo B5, David Isidoro,
Carlos Fonseca, André Rebocho, "Beco -
Ferramentas para Madeira / Labelec - Estudos, Desenvolvimento e Actividades
Laboratoriais SA", PDF
Grupo B6, Jorge Santana,
Helena Alves, Lionel Mateus, "Processo
de Automação da Secil Outão", PDF
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Inscrições lab. API 2010/2011
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2ªfeira - 9.30h às 11h
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6ªfeira - 9.30h às 11h
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A1
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56719 Ricardo Lucas
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B1
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63169 Maria Inês Pinto
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57997 André Carreira
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63170 Maria Inês Verdelho
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58113 Tiago Marcelo
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63194 Tiago Santos
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A2
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72261 Franco Bortot
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B2
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57974 Tiago Castanheira
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72288 Lasse Kemppainen
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55073 André Miranda
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58126 Pedro Ramalhosa
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57671 Carlos Rodrigues
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A3
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63210 Yao Yi
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B3
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63120 Rafael Ortega
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63214 João Dias
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57948 Miguel Azevedo
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63077 Diogo Moreira
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63142 José Soares
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A4
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57013 Jorge Wan
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B4
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58128 Pedro Monteiro
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57979 Gonçalo Amaral
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58104 Daniel Anjos
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57981 Miguel Luis
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58114 Ricardo Maurício
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A5
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63089 Eduardo Francisco
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B5
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58105 David Isidoro
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63160 Nuno Bairinhas
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58097 Carlos Fonseca
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63218 João Cruz
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59035 André Rebocho
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A6
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72488 Júlia Pais
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B6
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42423 Jorge Santana
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65446 Nuno Oliveira
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56113 Helena Alves
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72106 Cristina Ribeiro
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64117 Mariano João
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B7
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51535 Pedro Ferreira
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72577 Lionel Mateus
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Floor
plan of the laboratory: click here to
see it.
Horário
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Horas/Dias
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Segunda
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Terça
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Quarta
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Quinta
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Sexta
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Sábado
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08:00-08:30
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08:30-09:00
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09:00-09:30
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09:30-10:00
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10:00-10:30
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L SDC4
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|
L SDC4
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10:30-11:00
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11:00-11:30
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11:30-12:00
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T Ea5
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|
T Ea4
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12:00-12:30
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...
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15:30-16:00
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16:00-16:30
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L SDC4
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16:30-17:00
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Horário de dúvidas para época de exames:
Exame #1 (já
realizado)
3ªFeira,
03/01/2012, 14:30-15:30, sala
5.15, piso5 torre norte
5ªFeira,
05/01/2012, 14:30-15:30, sala
5.15, piso5 torre norte
6ªFeira,
06/01/2012, 14:30-15:30, sala
5.15, piso5 torre norte
Exame #2
5ªFeira, 26/01/2012, 15:00-16:30,
sala 5.15, piso5 torre norte
6ªFeira, 27/01/2012, 14:00-15:30,
sala 5.15, piso5 torre norte
Notas:
- A sessão de dúvidas termina no caso de não
existirem alunos após 20min da hora de início da sessão.
- O Prof. José Gaspar pode ser sempre contactado por
correio electrónico para esclarecimento de dúvidas ou marcação de horários
adicionais de esclarecimento de dúvidas.
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Bibliografia:
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"Petri Net
Theory and the Modelling of Systems", James L. Peterson,
Prentice-Hall,1981.
"Introduction
to discrete event systems", Christos G. Cassandras, Stéphane
Lafortune, Kluwer / Springer, 1999 / 2008
"Supervisory
Control of Concurrent Systems: A Petri Net Structural Approach",
Iordache M. V. and P. J. Antsaklis, Birkhauser Boston (2006)
"Programmable
Logic Controllers", Frank D. Petruzella, McGraw-Hill, 1996
"Automating
Manufacturing Systems", Hugh Jack, última
versão, 2008.
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