Implementação 3

A terceira configuração de distribuição implementada, denominada aqui Implementação 3, foi realizada de forma que o sistema de controle possibilite a preservação da modularidade natural do sistema físico e das especificações. A distribuição do sistema de controle também foi realizada de forma modular, em 3 níveis. Todos os supervisores foram implementados no CLP S7-300 (Disposi-

tivo A), alguns módulos do sistema produto foram implementados em um CLP S7-200 (Dispositivo B), enquanto que os demais módulos do sistema produto foram implementados no outro CLP S7-200 (Dispositivo C). Parte das seqüências operacionais foi implementada na HBmain(Dispositivo B1) e as demais na HBaux (Dispositivo C1). Cada HB nessa implementação opera independentemente, assim como na Implementação 2.

Para a Implementação 3 são propostas as seguintes partições dos conjuntos S, G e O:

[S]A= {Sa, Sb1, Sb2, Sb3, Sb4, Sc1, Sc2, Sc3}; [S]B,[S]C,[S]B1e[S]C1não definidas

[g]B= {g2, g3}; [g]C= {g0, g1, g4}; [g]A,[g]B1 e[g]C1 não definidas

[o]B1= {o2, o3}; [o]C1= {o0, o1, o4}; [o]A,[o]B e[o]C não definidas

Para as partições dos conjuntos S e G apresentadas acima tem-se que SA= [S]A, GA= [g]A, SB=

[S]B, GB= [g]B, SC= [S]C e GC= [g]C são os conjuntos de supervisores e o conjunto de módulos do sistema produto associados, respectivamente, ao Dispositivo A, ao Dispositivo B e ao Dispositivo C e que estão na seqüência de processamento sincronizado que deve ser estabelecida.

Observa-se que os componentes de SA definem células de controle com os componentes de GB e GC, assim como componentes de GB formam células de controle com componentes de GC. As- sim sendo, não pode haver simultaneidade de processamento dos componentes dos três CLPs. Pela condição fundamental de seqüenciamento, duas seqüências de processamento sincronizado são pos- síveis: ABC e ACB. Escolheu-se a seqüência dada por ABC, cujo grafo de distribuição horizontal é mostrado na Figura 6.11.

s t a r t

a b c

Figura 6.11: Grafo de distribuição horizontal da Implementação 3

Para esta implementação, observa-se, segundo os três ítens que devem ser levados em con- sideração na definição da troca de dados entre os CLPs apresentados na Seção 5.2.3.1, que do Dis- positivo A para o Dispositivo B (Dispositivo C) devem ser enviados todos os dados referentes às desabilitações efetivas externas relacionadas a eventos controláveis dos módulos do sistema produto implementados no Dispositivo B (Dispositivo C), conforme a Tabela 6.1 e as partições dos conjuntos de supervisores e módulos do sistema produto. Além disso, algumas sinalizações de evolução externa necessitam ser enviadas do Dispositivo B para o Dispositivo C, uma vez que módulos do sistema pro- duto que formam células de controle com os módulos do sistema produto que estão implementados no Dispositivo B estão implementados no Dispositivo C, que sucede o Dispositivo B na seqüência de processamento sincronizado. Do Dispositivo B para o Dispositivo A e do Dispositivo C para o Dis- positivo A devem ser enviados alguns dos dados referentes aos eventos relevantes externos mostrados na Tabela 6.1, de acordo com as células de controle e com as partições dos conjuntos de supervisores e de módulos do sistema produto.

É necessária a criação de dois canais de comunicação bi-direcionais sendo um ligando o Disposi- tivo A ao Dispositivo B e outro ligando o Dispositivo A ao Dispositivo C. Além disso, deve ser criado um outro canal uni-direcional ligando o Dispositivo B ao Dispositivo C. As seguintes informações deverão ser transmitidas nos pacotes de informação que serão trocados entre os CLPs:

- EAB= { }; DAB= {a2de, a3de}; VAB= { } - EBA= {a2e, a3e, b2e, b3e}; DBA= { }; VBA = { } - EAC= { }; DAC= {a0de, a1de, a4de}; VAC = { }

- ECA= {a0e, a1e, a4e, b0e, b1e, b4e}; DCA= { }; VCA= { } - EBC= { }; DBC= { }; VBC= {g2evte, g3evte}

Com base nestes pacotes de informação observa-se que um total de 17 informações devem ser trocadas entre os CLPs. Percebe-se que a adição de mais um dispositivo ao sistema de controle aumenta consideravelmente a necessidade de se realizar esta troca de informações, o que em sistemas de grande porte pode inclusive resultar em um aumento considerável do fluxo de dados na rede. No entanto, para problemas de pequeno e médio porte como a CEBE, este tipo de problema não foi observado.

Ao contrário da Implementação 2, na Implementação 3 o CLP S7-300 é utilizado para a imple- mentação das estruturas do sistema de controle supervisório distribuído. Além de viabilizar a troca de informações na rede Profibus atuando como mestre este CLP implementa todas as estruturas de su- pervisores modulares. O CLP S7-300 não foi utilizado para implementar nenhum módulo do sistema produto já que, como já foi dito, não é possível realizar a comunicação deste dispositivo com as HBs.

O grafo de comunicação para esta implementação é mostrado na Figura 6.12.

s t a r t

a

b

c

Figura 6.12: Grafo de comunicação para Implementação 3

Para a conclusão da distribuição geral do sistema de controle conforme especificado para esta im- plementação, definida a etapa de distribuição horizontal, realiza-se a distribuição vertical do sistema de controle. Como pode ser observado por meio da partição do conjunto de seqüências operacionais para a Implementação 3, uma parte das seqüências operacionais está implementada no Dispositivo B1 enquanto que a outra parte está implementada no Dispositivo C1.

Realiza-se a distribuição vertical entre os Dispositivos B e B1 e entre os Dispositivos C e C1. Nesta implementação as HBs operam independentemente e a distribuição vertical entre os Disposi- tivos B e B1 e entre os Dispositivos C e C1 é realizada da mesma forma que foi feita na Implemen-

tação 2. O grafo do segundo nível de representação da distribuição geral do sistema de controle da Implementação 3 é mostrado na Figura 6.13.

s t a r t a b

b1

c

c1

Figura 6.13: Grafo do segundo nível de representação da distribuição geral do sistema de controle da Implementação 3

A Figura 6.14 mostra um diagrama com a divisão dos componentes do sistema de controle em cada um dos dispositivos, assim como os canais de comunicação entre eles.

SU SO SP Dispositivo A Dispositivo B1 V SO SP Dispositivo B Dispositivo C1 H V Dispositivo C

Figura 6.14: Diagrama Implementação 3

A Implementação 3 representa a solução do problema de controle supervisório para a classe de problemas em que há distribuição espacial dos subsistemas físicos e/ou é necessário preservar a mod- ularidade natural do sistemas físico e das especificações de comportamento. Além disso, é um modelo de implementação modular do sistema de controle em 3 níveis, com as estruturas de cada nível do modelo de implementação alocadas em dispositivos de controle que estão em níveis diferentes, como pode ser visto na Figura 6.14. Portanto, é uma arquitetura que tanto preserva a modularidade natural do sistema físico e das especificações quanto realiza a modularização completa do sistema de cont- role. Por esta razão, dentre as três implementações realizadas neste trabalho, pode ser considerada a mais completa.