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Services interfaces for interoperability of signaling computer interlocking on borders
Technological developments in the field of railway signaling have allowed more and more flexibility in the management of rail traffic, especially with computer interlocking. However, differences in signaling principles from one country to another as well as differences in the structure of interlocking software and communication protocols depending on suppliers lead to interoperability difficulties at the borders between computer interlocking. Some deployed projects deal with interoperability issues regarding the communication of signaling information between the train and interlocking like the European rail traffic management system (ERTMS) project. Unfortunately, the interoperability between interlocking themselves is still not achieved. Some deployed projects deal with interoperability issues regarding the communication of signaling information between the train and interlocking like the ERTMS project. Unfortunately, the interoperability between interlocking themselves is still not achieved. This article draws up a proposed model for interfacing at the interlocking boundaries based on service-oriented architecture (SOA). In addition, to ensure the coupling of SOA services to the internal functions of the signaling computer interlocking, a distributed architecture of programmable logic controller according to the IEC 61499 standard is suggested
A review of architectures and concepts for intelligence in future electric energy system
Renewable energy sources are one key enabler to decrease greenhouse gas emissions and to cope with the anthropogenic climate change. Their intermittent behavior and limited storage capabilities present a new challenge to power system operators to maintain power quality and reliability. Additional technical complexity arises from the large number of small distributed generation units and their allocation within the power system. Market liberalization and changing regulatory framework lead to additional organizational complexity. As a result, the design and operation of the future electric energy system have to be redefined. Sophisticated information and communication architectures, automation concepts, and control approaches are necessary in order to manage the higher complexity of so-called smart grids. This paper provides an overview of the state of the art and recent developments enabling higher intelligence in future smart grids. The integration of renewable sources and storage systems into the power grids is analyzed. Energy management and demand response methods and important automation paradigms and domain standards are also reviewed.info:eu-repo/semantics/publishedVersio
Reconfigurable conveyor transfer system using IEC-61499 function blocks
Mestrado de dupla diplomação com o Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – CEFET-MGIn the 4th Industrial Revolution era, automation processes operate in a more modular, flexible, and reconfigurable manner, leveraging decentralized decision-making and distributed control. As the backbone of this revolution lies the Cyber-physical Production System (CPPS) concept, which emphasizes the strong interlink and interdependence of the digital/cyber and physical components. It requires the use of a technology capable of incorporating intelligence through the entities in a decentralized manner. IEC-61499
Function Blocks technology stands out as a suitable approach to implementing distributed automation control systems. This work presents the development of a dynamic and on-the-fly reconfiguration conveyor transfer system based on the IEC-61499 standard, that automatically adapts its operation to face changes in the number and position of the conveyor modules. For this purpose, the developed control system considers a Python-based Function Block (FB) network using the DINASORE framework, capable of effectively communicating between
system components and identifying changes in real time. The experimental tests showed promising results regarding the system’s ability to adapt to condition changes automatically and on the fly, as well as its scalability and robustness.Na era da 4ª Revolução Industrial, os processos de automação operam de maneira mais modular, flexível e reconfigurável, aproveitando a tomada de decisão descentralizada e o controle distribuído. O conceito de Sistemas de Produção Cíber Físicos (do inglês Cyber-physical Production System - CPPS) surge como o principal componente dessa revolução, enfatizando a forte interligação e interdependência dos componentes digitais/cibernéticos e físicos, exigindo o uso de uma tecnologia capaz de incorporar inteligência por meio
das entidades de forma descentralizada. A tecnologia de Function Blocks baseados na norma IEC-61499 destaca-se como uma abordagem adequada para implementar sistemas de controle de automação distribuídos.
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema dinâmico de transferência de esteira transportadora e de reconfiguração baseado na norma IEC-61499, adaptando automaticamente sua operação para enfrentar mudanças no número e na posição dos módulos da esteira. Para isso, o sistema de controle desenvolvido considera uma rede de FB baseada em Python usando o DINASORE, capaz de se comunicar efetivamente entre os componentes do sistema e identificar alterações em tempo real.
Os testes experimentais mostraram resultados promissores com relação à capacidade do sistema de se adaptar às mudanças automaticamente e em tempo real, bem como sua escalabilidade e robustez
Holonic self-sustainable systems for electrical micro grids
The self-sustainability of micro grids is an important challenge in the smart grids field due to the need to balance the fast growing energy consumption, reduce greenhouse gas emissions and increase energy independence by using renewable resources. The use of decentralized paradigms, and particularly multi-agent systems and holonic control, enable to face this challenge by implementing intelligent mechanisms that allow an efficient management of the power flow. In this paper, a holonic based model is introduced, considering load scheduling and forecast mechanisms to improve the micro grids self-sustainability, and consequently reduce the energy cost and the energy dependency from the main utility. The designed holonic based model and strategies were developed by using the agent technology, and particularly the JADE framework, showing important improvements in the self-sustainability of micro grids working in different operating modes.info:eu-repo/semantics/publishedVersio
Recursos geológicos de Trás-os-Montes – Passado, presente e perspetivas futuras
Em consequência da sua evolução ao longo da história da Terra, a região
de Trás-os-Montes e Alto Douro possui uma grande diversidade de recursos
geológicos. Alguns deles foram explorados pelo Homem em diferentes
momentos da sua História. Este livro pretende contribuir para o conhecimento,
valorização e promoção dos recursos geológicos e do património
associado à sua exploração no passado; pois estamos convencidos de que
uma eficiente exploração de alguns destes recursos, juntamente com a valorização
turística do património geológico-mineiro, muito pode contribuir
para dinamizar a economia da região.
A Península Ibérica é constituída por formações rochosas que resultam da
ação dos processos geotectónicos e dos fenómenos atmosféricos ao longo
de mais de 500 milhões de anos (Ma). Neste contexto, Trás-os-Montes
é uma região particularmente privilegiada pois é possível encontrar aqui
a marca de grande parte dos fenómenos geológicos decorridos desde, ou
mesmo antes, do princípio da formação da cadeia montanhosa Hercínica,
ou Varisca, ocorrida na Era paleozoica. Uma dessas marcas é o maciço de
Bragança e Morais, resultante da instalação de mantos de carreamento por
obducção, testemunho da colisão continental então ocorrida. Neste maciço
encontram-se rochas únicas com origem na crosta continental inferior e
no manto, como é o caso dos Granulitos do Tojal dos Pereiros (Bragança)
que, tal como se verá neste livro, poderão ser das rochas mais antigas da
Terra com cerca de 1000 Ma.
Neste livro procura-se fazer uma síntese dos vários depósitos minerais
metálicos e não metálicos assim como das massas rochosas, com interesse
económico, resultantes da sequência dos vários processos geológicos
ocorridos desde o início do ciclo orogénico Hercínico até aos dias de hoje
como, por exemplo, a erosão, o transporte, a sedimentação, o metamorfismo,
o magmatismo e a deformação tectónica.
Outra consequência da evolução geodinâmica são as inúmeras nascentes
de água mineral natural com propriedades sulfúreas, gasocarbónica ou bicarbonadas
sódicas, ligadas a mineralizações em grande profundidade ao
longo das falhas, de orientação NNE-SSW, de Manteigas – Vilariça – Bragança e Penacova – Régua – Vila Real – Verin. O sistema de fraturas resultante
do relaxamento de tensões orogénicas ocorrido na Era Mesozoica,
condicionou também a instalação da rede hidrográfica atual e, juntamente
com o processo erosivo iniciado no Pérmico, são os grandes responsáveis
pelas magníficas paisagens de Trás-os-Montes e Alto Douro.
Devido às suas propriedades terapêuticas conferidas pela suas características
naturais de mineralização, algumas águas de origem profunda (Águas
Minerais Naturais) são aproveitadas em termalismo de bem-estar ou terapêutico,
podendo ainda ser, concomitantemente ou não, disponibilizadas
engarrafadas. Neste livro apresenta-se o importante testemunho das práticas
de exploração e gestão das concessões hidrominerais das empresas
VMPS – Águas e Turismo, S.A. e UNICER Aguas, S.A, detentoras das marcas
Pedras Salgadas, Salus Vidago, Melgaço e Vitalis.
Os recursos minerais da região transmontana foram explorados pelo Homem
desde tempos remotos. Como se verá neste livro, existem evidências
da prática da metalurgia desde o VI milénio a.C. São também conhecidos
os vestígios de uma intensa mineração deixados pelos romanos como, por
exemplo, em Três Minas (ouro), Montesinho (ouro) e Moncorvo (ferro).
Contudo, foi sobretudo na época moderna, com destaque para o período
compreendido entre meados do século dezanove e o fim do século vinte,
que a atividade mineira em Trás-os-Montes teve o seu apogeu. São ainda
bem evidentes na nossa paisagem as ruinas dessa indústria que as pessoas
mais velhas recordam com alguma saudade. As minas mudaram a realidade
de muitas comunidades do interior transmontano pois trouxeram desafogo
económico e desenvolvimento social para além de as retirarem do
isolamento ancestral a que estavam votadas.
A progressiva globalização das economias integrou a nossa indústria extrativa,
muito desprotegida, em mercados muito competitivos para os quais
não estava preparada. Em consequência, grande parte das minas portuguesas
pararam a sua atividade entre as décadas de setenta e noventa do século
passado. O encerramento das minas deixou por vezes um legado bastante
negativo com instalações abandonadas, lugares poluídos, comunidades
enfraquecidas pela emigração, infraestruturas degradadas e consequente
contração económica. Felizmente, a maior parte dos passivos ambientais
e de segurança têm sido progressivamente revertidos em consequência das prioridades definidas pela União Europeia (EU). A empresa estatal
EDM (Empresa de Desenvolvimento Mineiro, S.A.) é responsável desde
2001 pelas intervenções ambientais e de segurança nas antigas explorações
mineiras portuguesas. Neste livro dá-se conta da sua atuação em Trás-os-
-Montes, nomeadamente em Jales, onde o ouro foi explorado até à última
década do século passado.
Com este livro pretende-se também fazer uma reflexão sobre a possível valorização
em termos económicos do vastíssimo património mineiro existente
na região. Para tal apresenta-se o testemunho do Museu do Ferro e
da Região de Moncorvo que foi um dos projetos pioneiros no país a fazer a
divulgação da atividade mineira e com isso contribuir diretamente para o
desenvolvimento local através da procura turística. Apresenta-se também
o exemplo do projeto Roteiro das Minas e Pontos de Interesse Mineiro e
Geológico de Portugal que promove turisticamente algum do património
mineiro e geológico do nosso país.
O futuro da indústria extrativa em Trás-os-Montes é imprevisível. A sua
evolução depende muito da conjugação de fatores que dependem da evolução
dos mercados mundiais das matérias-primas e das grandes opções
económica e estratégicas para o nosso país. Nos últimos anos tem-se verificado
algum dinamismo no setor através dos contratos de prospeção e
pesquisa pedidos junto da Direção Geral de Energia e Geologia (DGEG).
Esta atividade tem refletido o aumento da procura de minérios como o ferro,
o ouro, o volfrâmio ou o lítio. Nalguns casos esta procura poderá resultar
de alguma instabilidade política nos países produtores que condiciona
as necessidades de matéria-prima por parte das grandes economias como
a China. Noutros casos, dever-se-á à importância estratégica que lhes é
atribuída em função dos desenvolvimentos tecnológicos, como é o caso do
lítio na produção de baterias elétricas. Devido ao destaque e ao potencial
atualmente associado a este minério, apresenta-se também neste livro uma
exposição sobre os recursos de lítio existentes na região transmontana.
Para além de terem um impacto direto na economia regional, estas últimas
campanhas de prospeção permitiram também conhecer melhor a diversidade,
a extensão e a génese dos recursos minerais de Trás-os-Montes. Referimos
como exemplo o jazigo de ferro de Moncorvo que, embora tenha já sido
bastante estudado no passado e como tal considerado um dos maiores da Europa, foi novamente objeto de estudo através da aplicação de novas técnicas
de prospeção e de investigação científica de que damos conta neste livro.
A concretização dos objetivos a que este livro se propõe, nomeadamente,
a divulgação, promoção e valorização dos recursos geológicos de vasta
região transmontana, só é possível através do contributo individual dos
vários autores que aceitaram o nosso convite e aos quais estamos muito
gratos. Aproveitamos também para agradecer às suas instituições e empresas
de origem, nomeadamente, à Universidade de Trás-os-Montes e Alto
Douro (UTAD), à Universidade do Minho (UM), à Companhia Portuguesa
do Ferro S.A. (CPF), ao Super Bock Group, ao Projeto Arqueológico da
Região de Moncorvo (PARM), ao Centro de Investigação Transdisciplinar:
Cultura Espaço e Memória (CITCEM), à Direção Regional de Cultura do
Norte (DRCN), à Direção Geral de Energia e Geologia (DGEG) e ao Laboratório
Nacional de Energia e Geologia (LNEG).
Agradecemos igualmente o apoio à publicação dado pelas empresas Super Bock
Group, EDM, Omya, CPF e pela Câmara Municipal de Torre de Moncorvo e
pelo Museu do Ferro & da Região de Moncorvo.
O nosso muito obrigado também aos Geólogos Carlos Rosa, Pedro Santos
e Antunes da Silva e ao Engenheiro José Nunes de Almeida pelos seus empenhos
pessoais na concretização deste projeto.
Por fim, agradecemos ao Atilano Suarez o excelente trabalho de design e
paginação deste livro.
O livro está dividido em duas partes. A primeira, intitulada Diversidade e
Importância dos Recursos Geológicos, apresenta uma síntese dos principais
recursos minerais existentes na região, com destaque para os recursos de
lítio, ferro e águas minerais naturais. A segunda parte intitulada Perspetiva
Histórica e Potencial Turístico do Património Geológico e Mineiro, aborda a
mineração ao longo da História e apresenta alguns contributos para a valorização
do património mineiro e geológico da região.Agradecemos igualmente o apoio à publicação dado pelas empresas Super Bock Group, EDM, Omya, CPF e pela Câmara Municipal de Torre de Moncorvo e pelo Museu do Ferro & da Região de Moncorvoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio
Internet of Things Software Modules Marketplace
The project developed is a centralised repository of software packages to be used in cyber-physical systems. It is composed by a central database, an http api, an ftp client to serve files and a web application to manage the repository. The system also communicates via OPCUA protocol with the embed-system for real time monitoring.The advent of the Cyber-Physical Systems (CPS), a physical system representation through a vir-tual model, usually used to control a system or a process comes from the growing democratizationof the computational power. Nowadays, virtually anything can be equipped with some kind ofembedded processor to automate tasks, generate or consume some kind of data. In addition, thecontinuous development and improvement of the communication networks has helped leveragethe concept of the Internet of Things (IoT) in which things are now, themselves, connected to theInternet, exchanging data with each other and with people.In the industrial sector, CPS, also called Cyber-Physical Production Systems (CPPS) and theIoT are the main technological advances that lead to the industry fourth revolution, common des-ignated as Industry 4.0 in which the factory floor is no longer a centralized model where all thecomputation is done centrally but is now a decentralized model where industrial equipment haveembedded devices to control, automate tasks and react in a dynamic and intelligent manner to thesensed physical environment.Thereby, one of the keywords around the CPPSs is software. Software is no longer centralizedand is now distributed through several devices that comprises the system. This new approachcomes with significant changes and one of them is the reuse and distribution of the software. Itis not viable to manual deploy and install software in hundreds or thousands of devices and nothaving a way of reusing the existing software. If, on the one hand, the desire is to develop a moreintelligent process control system, on the other, flexibility, adaptability and simplicity are alsoconvenient capabilities or else intelligent manufacturing process control systems are built upon alot of resources debt. Hence, the solution is to build standards, tools and frameworks that allowthe reuse of software and its rapid deployment in the distributed devices.One option, in the Industry 4.0 field, to cope with the software reuse issue in this kind of sys-tems is the encapsulation of software in functional blocks, the Function Blocks (FBs) and their usein the function block programming paradigm, described in IEC 61499 standard. The functionalityis abstracted away in the FBs and can be reused by just deploying the them to the devices. Thisway, it is easier to manage a network by dragging and dropping these blocks, building complexapplications centrally and deploy everything to the distributed embedded devices. However, theimplementation of this standard to address the aforementioned problem brings, itself, other neces-sities such as managing the FBs, monitoring them and their previous download by the embeddeddevices.This dissertation main goal is the development of a marketplace to manage and monitor of FBs in a IEC 61499 network envisioning the filling of the previous mentioned gaps in this kindof networks. The marketplace, integrated in a IEC 61499 global solution will not only enable thedistribution of FBs among the embedded devices in a IEC 61499 compliant CPPS but also manageFBs versions, functioning as a central repository of software components, having also monitoringand statistical features, allowing the detection of flaws or malfunctions and collect statistical datai
iiabout FBs usage
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