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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
2014/2015
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Docente: Prof. José Gaspar
jag (at)
isr.ist.utl.pt
21 8418293 Ext. 2293
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Última alteração: 12 de
Fevereiro de 2015
Link
para a página no fénix: https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/disciplinas/APInd25/2014-2015/1-semestre
Link
para o ano anterior: http://users.isr.ist.utl.pt/~jag/courses/api13/api1314.html
Avisos:
10.02.2015 - Publicadas
notas do 2º exame (ver mais abaixo, nesta página)
28.01.2015 - Publicadas
notas do 1º exame (ver mais abaixo, nesta página)
08.01.2015 - Inscrições
para 1º exame abertas. Horário de dúvidas.
10.11.2014 - Publicados
enunciados das partes A, B e C do segundo trabalho de
laboratório.
15.10.2014 - Publicados
enunciados das partes B e C do primeiro trabalho de
laboratório.
07.10.2014 - Publicado
enunciado da parte A do primeiro trabalho de
laboratório.
29.09.2014 - Publicado
guia do 2º trabalho preliminar. Ver nesta página a secção "Trabalhos
de laboratório".
19.09.2014 - Publicado
guia do 1º trabalho preliminar. Ver nesta página a secção "Trabalhos
de laboratório".
12.09.2014 - As aulas
teóricas começam na 2ªFeira, 15 de Setembro. As aulas de laboratório terão
início na terceira semana de aulas.
12.09.2014 - 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.
12.09.2014 - 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):
14_15_sem1_API.xls
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Resultados da
avaliação:
Notas após revisão de provas do segundo exame, pdf.
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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15-19/09/2014
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Trabalhos
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1º Trabalho
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29/09 - 03/10/2014
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Preliminares
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2º Trabalho
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06/10 - 10/10/2014
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1º Trabalho:
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Início
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13/10/2014
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Fim
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31/10/2014
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2º Trabalho:
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Início
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10/11/2014
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Fim
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28/11/2014
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3º Trabalho:
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Proposta de TEMAS
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Seminários
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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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15 Jan 2015
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2º Exame Escrito ou Oral
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31 Jan 2015
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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.
2º exame de 2014/15 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.
PLC experiments:
Memory data dump Unity Project and Matlab
plot (written for P57 1634 with 28FK in slot3)
Enunciado
do primeiro trabalho preliminar de laboratório, em formato PDF.
Enunciado
do segundo trabalho preliminar de laboratório, em formato 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.
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 26 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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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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T Ea3
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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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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 15/01/2015, 5ªFeira, às 18:30 (EA2, EA1)
6ªFeira, 09/01/2015, 11:00-12:00, sala 5.15, piso5 torre
norte
2ªFeira, 12/01/2015, 14:30-15:30, sala 5.15, piso5 torre
norte
3ªFeira, 13/01/2015, 12:00-13:00, sala 5.15, piso5 torre
norte
4ªFeira, 14/01/2015, 14:30-15:30, sala 5.15, piso5 torre
norte
API Exame #2, Dia
31/01/2015 (Sábado) às 11:30
(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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