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PECE – Programa de Educação Continuada
• Especialização em Automação Industrial
Modelos de Redes de Petri Aplicados a Plantas de Automação IndustrialAnálise de Sistemas a Eventos Discretos através de Redes de Petri Coloridas e Temporizadas
LAÉRCIO CARLOS DAMACENA
INTRODUÇÃO
OBJETIVO
APLICAÇÕES
REDES DE PETRI COLORIDAS
REDES DE PETRI TEMPORIZADAS
X
PLANTAS DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
04/07/23Laércio Carlos Damacena
INTRODUÇÃO
REDES DE PETRI COLORIDAS
04/07/23Laércio Carlos Damacena
INTRODUÇÃO
REDES DE PETRI COLORIDAS
• DEFINIÇÕES
• TIPOS
• PROPRIEDADES
• APLICAÇÕES
04/07/23Laércio Carlos Damacena
INTRODUÇÃO
REDES DE PETRI TEMPORIZADAS
04/07/23Laércio Carlos Damacena
INTRODUÇÃO
REDES DE PETRI TEMPORIZADAS
• DEFINIÇÕES
• TIPOS
• APLICAÇÕES
04/07/23Laércio Carlos Damacena
REDES DE PETRI COLORIDAS
04/07/23Laércio Carlos Damacena
Eventos causam uma mudança instantânea no estado
t
s A
A
B
B
B
A
TIPOS DE REDES DE PETRI COLORIDAS
• REDE COM MARCAS INDIVIDUAIS E ARCOS COM INSCRIÇÕES FIXAS
• REDE COM MARCAS INDIVIDUAIS E ARCOS COM INSCRIÇÕES VARIÁVEIS
REDE COM MARCAS INDIVIDUAIS E ARCOS COM INSCRIÇÕES FIXAS
04/07/23Laércio Carlos Damacena
A
A
B
B
B
A
REDE COM MARCAS INDIVIDUAIS E ARCOS COM INSCRIÇÕES VARIÁVEIS
04/07/23Laércio Carlos Damacena
ABX
PROPRIEDADES ESTÁTICAS E DINÂMICAS
• A propriedade estática é atendida pela modelagem de dados ou objetos, sem preocupações com sucessões de ocorrência. O propósito principal de propriedades estáticas é caracterizar subdivisões de classe de Redes de Petri Coloridas com características agradáveis. O estudo de propriedades estáticas é, porém, uma das várias maneiras, através do conhecimento e experiência de redes de baixo nível, alto-nivelar redes adequadamente.
• A propriedade dinâmica é atendida, em muitas abordagens metodológicas, pela modelagem de estado dos objetos, de forma que temos a preocupação em saber se uma transição (habilitada ou não habilitada) poderá ocorrer.
04/07/23Laércio Carlos Damacena
ESTUDO DE CASO: COM SIMULAÇÃO GRÁFICA DE REDES DE PETRI COLORIDAS
O estudo de caso apresentado por Tsinarakis, Valavanis e Tsourveloudis cujo tema “Modular Petri Net Based Modeling , Analysis and Synthesis of Dedicated Production Systems” apresentado na International Conference on Robotics & Automation em Taipei, Taiwan, de 14-19 de setembro de 2003, é referência para o presente estudo de caso.
04/07/23Laércio Carlos Damacena
MODELO ATUAL
REPRESENTAÇÃO DO MODELO POR REDES DE PETRI – ATUAL
REPRESENTAÇÃO DO MODELO POR REDES DE PETRI – ATUAL
MODELO DE REDES DE PETRI PARA O FLUXO DAS PEÇAS
B Inicial
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B Final
M1
0
M2
0
M4
0
M3
0M5
0
MODELO DE REDE DE PETRI COM SISTEMA FECHADO
B Inicial
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B Final
M1
0
M2
0
M4
0
M3
0M5
0
Recall
0
Recall
0
Modelo de Rede de Petri representando um deed look
B Inicial
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B Final
M1
0
M2
0
M4
0
M3
0M5
0
Recall
0
Recall
0
APLICAÇÃO DAS REDES DE PETRI COLORIDAS
ABA + B
A
A
B
B
C
C
BCB
A
B + C
ABC B FinalABB Inicial
M1
0
M2
0M4
0
M3
0M5
0
Sinal AB
0
Sinal C
0
A+B
A A
A
B+C
A+B+C
A+B
C
A+B
REDES DE PETRI TEMPORIZADAS
04/07/23Laércio Carlos Damacena
BufferP1 P2
5
P1M1M1 livre
Buffer fase2-P1
P1M2
P1M3
P1
Magazine
8Buffer P2
P2M2 P2M3
Buffer fase2
M2 livre
M3 livre
P2M1
T
0
T
0
T
0
T
0
T
0
T
0
T
0
T
0
T
0
T
0
T
0
T
0
REDES DE PETRI COM POSIÇÕES
TEMPORIZADAS (RPPT)
• Nesta seção associamos tempo às posições: as marcas entram nas posições, mas permanecem não disponíveis por um intervalo de tempo, após o qual podem habilitar transições.
04/07/23Laércio Carlos Damacena
REDES DE PETRI COM TRANSIÇÕES TEMPORIZADAS (RPTT)
• Numa RPTT, a habilitação de uma transição não provoca o disparo ou ativação imediatamente, mas somente após um tempo característico de cada transição.
04/07/23Laércio Carlos Damacena
ESTUDO DE CASO: COM SIMULAÇÃO GRÁFICA DE REDES DE PETRI TEMPORIZADAS
• O sistema é composto inicialmente por um motor de uma bomba, uma válvula controladora de vazão e um tanque (recipiente que deverá ser preenchido até a totalização de seu nível).
04/07/23Laércio Carlos Damacena
UM EXEMPLO SIMPLES DE REDES DE PETRI
COM TRANSIÇÕES TEMPORIZADAS
MD
Motor Des.
VA
Valv. Ab.
ME
Motor En.
VL
Valv. Lig
MPV
Motor P Vel.
VF
Valv. Fech.
RC
Rec. Cheio Valv. Hab.
In. Proc. 1
Est.Vel. 10 F. Válv. 8
Nivel R. 100
Desl. M 3 Abrir V. 6
VH
ESCOLHA DAS MARCAS INICIAIS
A B
C D
E F
G H
t1 1
t2 10 t3 8
t4 100
t5 3 t6 6
SISTEMA DE ENCHIMENTO DO TANQUE APÓS A TRANSIÇÃO T1
A B
C D
E F
G H
t1 1
t2 10 t3 8
t4 100
t5 3 t6 6
SISTEMA DE ENCHIMENTO DO TANQUE APÓS A TRANSIÇÃO T4
A B
C D
E F
G H
t1 1
t2 10 t3 8
t4 100
t5 3 t6 6
MELHOR SOLUÇÃO
A B
C D
E F
G H
t1 1
t2 10 t3 8
t4 100
t5 3
t6 6
CONCLUSÕES FINAIS
– APLICAÇÕES DE REDES DE PETRI COLORIDAS:
• Em Plantas Industriais envolvendo Processos de Manufatura
04/07/23Laércio Carlos Damacena
Redes de Petri Coloridas foram usadas para modelar e analisar topologia de redes aleatórias, de forma que, uma vez que as peças são identificadas, é possível obter informações mais precisas de um sistema de manufatura, sem perder a semântica do processo.
CONCLUSÕES FINAIS
• APLICAÇÕES DE REDES DE PETRI TEMPORIZADAS: EM PLANTAS INDUSTRIAIS
04/07/23Laércio Carlos Damacena
Redes de Petri Temporizadas foram usadas para modelar e analisar topologia de redes que antes tinham tempos de ciclos considerados com fracos desempenhos, de forma que, melhorando a taxa de desempenho foi possível obter benefícios
no processo.
PERGUNTAS
04/07/23Laércio Carlos Damacena