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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
2012/2013
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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 2013
Link
para a página no fénix: https://fenix.ist.utl.pt/disciplinas/apind/2012-2013/1-semestre
Link
para o ano anterior: http://users.isr.ist.utl.pt/~jag/courses/api11/
Avisos:
07.02.2013 - Notas a
submeter ao fenix após revisões de provas e orais [pdf não formatado para efeitos
de upload] (clicar aqui).
06.02.2013 - Notas de
segundo exame (clicar aqui).
25.01.2013 - Notas de laboratório
e de primeiro exame (clicar aqui).
27.12.2012 - Publicados
acetatos dos capítulos 6 a 9.
05.12.2012 - Publicado
enunciado da parte C do segundo trabalho de
laboratório.
30.10.2012 - Publicado
enunciado da parte B do segundo trabalho de
laboratório.
22.10.2012 - Publicado
enunciado da parte A do segundo trabalho de
laboratório.
06.11.2012 - Publicado
enunciado da parte C do primeiro
trabalho de laboratório.
31.10.2012 - Publicados
acetatos dos capítulos 1 a 4.
30.10.2012 - Publicado
enunciado da parte B do primeiro
trabalho de laboratório.
18.10.2012 - Publicado
enunciado da parte A do primeiro
trabalho de laboratório.
08.10.2012 - Publicado
enunciado do segundo trabalho preliminar de
laboratório. Ver secção de laboratório.
19.9.2012 - Publicado
enunciado do primeiro trabalho preliminar de
laboratório. Ver secção de laboratório.
13.9.2012 - As aulas
teóricas começam na 2ªFeira, 17 de Setembro. As aulas de laboratório terão
início na segunda semana de aulas.
3.9.2012 - Os acetatos
das aulas teóricas irão ser publicados ao longo do semestre. Para ter uma
antevisão dos acetatos continuam disponíveis os acetatos
do ano anterior.
3.9.2012 - 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).
Notas após revisões de provas e orais [pdf a submeter ao
fenix, não formatado para efeitos de upload] (clicar aqui).
Calendário da Avaliação1
[a preencher no início do semestre]
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Laboratório
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Inscrição do Lab.
(Representante alunos)
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17-22/09/2012
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Trabalhos
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1º Trabalho
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01-12/09/2012
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Preliminares
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2º Trabalho
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15-19/10/2012
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1º Trabalho:
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Início
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22/10/2012
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Fim
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09/11/2012
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2º Trabalho:
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Início
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19/11/2012
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Fim
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07/12/2012
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3º Trabalho:
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Seminários
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Proposta de TEMAS
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Exposição oral
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1 data, semana >= 8
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Exame
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1º Exame Escrito
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09Jan 2013
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2º Exame Escrito ou Oral
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30Jan 2012
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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.
Enunciado
da parte B do Primeiro Trabalho de Laboratório,
em formato Word.
Enunciado
da parte C do Primeiro Trabalho de Laboratório,
em formato Word.
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.
Enunciado
da parte B do Segundo Trabalho de Laboratório,
em formato Word.
Enunciado
da parte C do Segundo Trabalho de Laboratório,
em formato Word.
Software
de apoio ao segundo trabalho:
(i) PN_editor_MATLAB_sim_and_Manual.zip,
(ii) Simulação de teclado em Matlab, protótipos
de funções v3 (requer completar algumas funções),
(iii) Toolbox de controlo supervisionado spnbox.zip.
Trabalhos de Laboratório,
Apresentação de Seminários:
[A preencher brevemente]
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Inscrições lab. API 2012/2013
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Grupos de 3 alunos (a preencher
depois de iniciar o semestre)
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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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72400 Filipe Martins
72402 Bruno Cardador
74285 Paulo Cordovil
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B1
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56777 Pedro César Alves Guerreiro Godinho Agostinho
65306 Ana Cristina Resendes Maia
65440 Miguel Filipe Silva Ribeiro
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A2
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56592 Francisco Seixas
63065 Fábio Lucas
65403 João Saragoça
76874 Adolfo Ribeiro de Souza Barbosa
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B2
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65316 Antonio Miguel Cirilo Coimbra
65320 Bernardo Maria dos Reis Aguiar Santos Almeida
65327 Catarina Sofia Perdigao de Oliveira
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A3
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63232 João Pedro de Matos Serra
65471 Renato Manuel Pereira Negrinho
65472 Ricardo Alexandre Garcia Caetano
65433 Mariana Sofia Pimenta Lopes
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B3
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65319 Bernardo Costa
65336 Diogo Rolo
65404 João Neves
74889 Francesco Celiberti
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A4
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65335 Dinis Alves Rocha
65447 Nuno Manuel Martins Ribeiro
65455 Pedro Faísca Renda Coelho Santos
67699 Pedro Ribeiro da Silva
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B4
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54028 Filipe Lopes
56617 João Sousa
67603 Hugo Lopes
77137 Abdelaziz Abdelsamia Ismail Abdelsamia
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A5
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63050 Carlos Eduardo Sampaio de Freitas Cardoso
63051 António Manuel Rainha Pereira Maciel
63227 Rui de Almeida Batista
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B5
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63075 André Cardoso
63086 André Agostinho
63205 João Perdigão
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A6
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63143 José Pedro Martins de Almeida Poças
63239 João Manuel Melo Silva Gueifão
74845 Laura Cornejo Royo
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B6
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75005 Ernestas Zimkus
75010 Arturas Mkrtumian
65367 Gonçalo Faria
65421 Luís Taniça
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A7
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48030 Marco Pessoa
63090 Alfredo Sota
63180 Pedro Santos
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B7
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55247 José Miguel Matos
59098 João Cordeiro
72535 Geoffrey Manuel dos Santos Marcelino
72612 Tiago Gonçalves
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A8
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76865 Roberto Coelho de Almeida
76881 Gustavo Fraga Millen da Silveira
76841 Alana Reis Rangel
76842 Marcelo Rodrigues da Silva
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B8
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58017 David Pereira
58028 José Mendonça
68466 Carlos Alberto Cardoso da Fonseca
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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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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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12:30-13:00
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Horário de dúvidas durante o período de exames:
Exame #1,
09/01/2013, 15:00-18:00, Ea1 Ea2
6ªFeira,
04/01/2013, 14:30-15:30, sala 5.15, piso5 torre norte
2ªFeira,
07/01/2013, 14:30-15:30, sala 5.15, piso5 torre norte
3ªFeira,
08/01/2013, 14:30-15:30, sala 5.15, piso5 torre norte
Exame #2, 30/01/2013
18:30-21:30 F2 F3
2ªFeira, 28/01/2013, 14:30-15:30, sala 5.15, piso5 torre norte
3ªFeira, 29/01/2013, 12:00-13:00, sala 5.15, piso5 torre norte
Notas:
- A aula de dúvidas termina no caso de não existirem
alunos após 20min da hora de início da sessão.
- Podem também contactar-me por email 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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