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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
2013/2014
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Docente: Prof. José Gaspar
jag (at) isr.ist.utl.pt
21 8418293 Ext. 2293
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Última alteração: 11 de
Fevereiro de 2014
Link
para a página no fénix: https://fenix.ist.utl.pt/disciplinas/apind2/2013-2014/1-semestre
Link
para o ano anterior: http://users.isr.ist.utl.pt/~jag/courses/api12/
Avisos:
11.02.2014 - Publicadas
notas finais a submeter na secretaria (clicar aqui).
10.02.2014 - Publicadas
notas do 2º exame.
30.01.2014 - Publicadas
notas do 1º exame.
09.01.2014 - Modificação
hora aula de dúvidas de 10/01/2014.
05.01.2014 - Inscrições
para 1º exame abertas. Horário de dúvidas.
29.11.2013 - Simulação de
"Five Philosophers Dinner" em Matlab, demo completa
21.11.2013 - Publicado
enunciado da parte C do segundo trabalho
de laboratório.
12.11.2013 - Publicado
enunciado da parte B do segundo trabalho
de laboratório.
12.11.2013 - Publicado
enunciado da parte A do segundo trabalho
de laboratório.
16.10.2013 - Horário de
dúvidas
09.10.2013 - Publicado
enunciado da parte C do primeiro
trabalho de laboratório.
09.10.2013 - Publicado
enunciado da parte B do primeiro
trabalho de laboratório.
09.10.2013 - Publicado
enunciado da parte A do primeiro
trabalho de laboratório.
25.09.2013 - Publicados
guias dos trabalhos preliminares
25.09.2013 - Publicadas
inscrições em laboratório
13.09.2013 - As aulas
teóricas começam na 2ªFeira, 16 de Setembro. As aulas de laboratório terão
início na terceira semana de aulas.
13.09.2013 - 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.
13.09.2013 - 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.
As notas de laboratório obtidas no ano anterior
são válidas para o ano lectivo actual.
Será atribuído um valor extra aos alunos que
assistam a mais de 70% das aulas teóricas e realizem sumários das aulas.
Clicar aqui para download de ficheiro XLS
para anotação de sumários. Ver exemplo aqui. Nota: sugere-se utilizar
Google-docs / Create Spreadsheet / File-import (Upload file):
13_14_sem1_API.xls
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Resultados da
avaliação:
Notas finais a submeter à
secretaria (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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16-20/09/2013
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Trabalhos
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1º Trabalho
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30/09 - 04/10/2013
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Preliminares
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2º Trabalho
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07/10 - 11/10/2013
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1º Trabalho:
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Início
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14/10/2013
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Fim
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01/11/2013
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2º Trabalho:
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Início
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11/11/2013
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Fim
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29/11/2013
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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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16 Jan 2014
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2º Exame Escrito ou Oral
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01 Fev 2014
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1 Datas
dos exames conforme acordado em reunião de Coordenação do MEEC.
Exames de anos
anteriores e actual:
Exames de 2004/5 a 2012/13
em PDF.
1º exame de 2013/14 em PDF.
Trabalhos de Laboratório:
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
do primeiro trabalho preliminar de laboratório, em formato Word.
Enunciado
do segundo trabalho preliminar de laboratório, em formato Word.
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.
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 "Five Philosophers Dinner" em Matlab, demo completa
(iii) Simulação de teclado em Matlab, protótipos
de funções v4 (requer completar algumas funções),
(iv) Toolbox de controlo supervisionado spnbox.zip.
Enunciado
do Terceiro
Trabalho de Laboratório, em formato PDF.
Site
para registo de marcações de visitas a empresas, google
spreadsheet.
Sugestões
de trabalhos alternativos às visitas às empresas [a indicar mais tarde].
Trabalhos de Laboratório,
Apresentação de Seminários:
Inscrições em laboratórios à data de 25 de Setembro:
clicar aqui.
[Inscrições finais - a preencher brevemente]
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Inscrições lab. API 2012/2013
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Grupos de 4 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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64773 João
Correia
65436 Miguel
Lagarto
65418 Juvenal
Araújo
79787 Narasipuram
Anand
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B1
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69315 Pedro
Silva
69383 Ana
Solas
76624 Amândio
Nunes
77190 Edson
Afonso
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A2
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67586 Francisco
Marques
64942 João
Pinto
65395 João
Soares
67592 Gonçalo
Silva
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B2
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65344 Diogo
Santos
76575 Maria
Ferreira
76574 Miguel
Griné
67544 André
Magro
67702 Raquel
Inácio
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A3
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63207 Inês
Nolasco
63107 Lais
Semedo
63071 Gonçalo
Pimenta
77828 Miguel
Rodriguez
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B3
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58093 Luís
Trigueiro
65426 Magda
Rocha
65735 André
Coelho
65431 Marco
Lima
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A4
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57297 Catarina
Lemos
68363 Mikhail
Marozau
69380 Joel
Gonçalves
69304 Luís
Pinto
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B4
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55143 André
Martins
56663 Tiago
Marques
72465 Ana
Alcobia
67558 Bruno
Cardoso
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A5
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65303 Alexandre
Emidio
58440 Nuno
Fialho
63083 David
Bidarra
63052 Francisco Nunes
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B5
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67542 André
Mateus
67583 Fernando
Ribeiro
67691 Pedro
Marques
68835 Paulo Caçador
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A6
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67612 João
Fontes
67578 Edgar
Marques
67676 Nuno
Frutuoso
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B6
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64694 Mafalda
Almeida
67530 Ana
Castro
31689 Rui
Lopes
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A7
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77666 Ronald
Honores
77667 Vicente
Tavallo
67604 Hugo
Café
67628 João
Jardim
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B7
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49431 Miguel
Morais
56789 Paulo
Moniz
63079 Ana
Moniz
63687 Tiago Fernandes
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A8
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65456 Pedro
Lopes
65500 Victor
Zatta
65491 Tiago
Sousa
79272 Gonçalo Migueis
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B8
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58059 Pedro
Fernandes
76658 Ricardo
Gago
67697 Pedro
Ribeiro
65321 Bruno Pereira
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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:
API Exame #1, Dia 16/01/2014 às
11:30 (EA1, EA2)
3a-Feira,
07/01/2014,
16:00-17:00, sala 5.15, piso5 torre norte
6a-Feira,
10/01/2014,
14:30-15:30 11:00-12:00,
sala 5.15, piso5 torre norte
2a-Feira,
13/01/2014,
14:30-15:30, sala 5.15, piso5 torre norte
4a-Feira,
15/01/2014,
11:00-12:00, sala 5.15, piso5 torre norte
API Exame #2, Dia
01/02/2014 às 11:30 (E4, EA2)
(a definir)
Notas:
- Cada aula de dúvidas será realizada havendo pelo menos uma pessoa interessada. Agradeço
à(s) pessoa(s) interessada(s) que me envie(m) um email a informar no dia
anterior (ou antes) o interesse na aula de dúvidas.
- Podem também contactar-me por email para
esclarecimento de dúvidas ou marcação de horários adicionais de
esclarecimento de dúvidas.
- A aula de dúvidas termina no caso de não existirem
alunos após 20min da hora de início da sessão.
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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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