Integração de uma descrição de dispositivos aberta e não-proprietária em sistemas fieldbus reais e simulados

Os sistemas de automação industrial contam com a definição de arquiteturas abertas padronizadas, a maioria delas utilizando tecnologias proprietárias. Em sistemas fieldbus, a tecnologia normatizada que provê a descrição das características dos dispositivos para o software configurador (IHM - Interface Homem Máquina) é de natureza proprietária e de alto custo, chamada de EDD (Electronic Device Description). Alternativamente, a Open-EDD (Open Electronic Device Description) é uma tecnologia aberta e não-proprietária baseada em padrões de software. Este trabalho descreve a utilização e validação da Open-EDD em duas diferentes aplicações: num sistema fieldbus real e num ambiente fieldbus simulado. Os resultados validam a técnica e indicam que esta pode ser aplicada a demais sistemas de automação.Industrial automation systems are based on open standard architectures definitions, in most cases proprietary technologies. In fieldbuses, the standard technology that describes the devices characteristics to the configuration software (HMI) - human machine interface, is proprietary and has high cost, named EDD (Electronic Device Description). Alternatively, the Open-EDD (Open Electronic Device Description) is an open and non-proprietary technology based on software standards. This paper describes the usage and validation of Open-EDD in two different applications: a real fieldbus system and a fieldbus simulation environment. The results validate the proposed technology and indicate that this can be applied to general fieldbus systems

INSTRUMENTAÇÃO DO SEPARADOR SÓLIDO-LÍQUIDO PARA REMOÇÃO DE PARTICULADOS APLICADO À INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA

Este trabalho faz parte de um projeto de pesquisa chamado de “Separador sólido-líquido para remoção de particulados aplicado a indústria sucroalcooleira”. Este projeto consiste num processo industrial onde algumas variáveis físicas devem ser monitoradas e controladas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho consiste na pesquisa e especificação de sensores (instrumentos de campo) que são responsáveis pela aquisição e atuação nas variáveis de processo. Basicamente, para a operação do processo, são necessárias as aquisições de variáveis de vazão e pressão, além do ajuste manual da velocidade de uma bomba movida por um motor elétrico. Devido às restrições financeiras e por se tratar de um protótipo inicial, optou-se por utilizar instrumentos simples, projetados especificamente para o uso com a plataforma Arduino e facilmente encontrados em sites de compras na internet. Como resultado, este trabalho sugere alguns modelos de instrumentos compatíveis com o protótipo desenvolvido e o esquema elétrico de interligação destes com o controlador. PALAVRAS-CHAVE: instrumentação industrial; aquisição de dados; Arduino

DESENVOLVIMENTO DE UM WEBSITE PARA O PROJETO SEPARADOR SÓLIDO- LÍQUIDO APLICADO À INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA

RESUMO: O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento, utilizando o processo de prototipação provindo da Engenharia de Software, de um website para a publicação das informações referentes ao projeto “Separador sólido-líquido de particulados aplicado à indústria sucroalcooleira para redução de recursos hídricos”. A metodologia adotada incluiu o levantamento de informações (requisitos, layout, estilo, etc) de websites de projetos de pesquisa e a aplicação do método de prototipação para implementação futura de um WebLab num Sistemas de Gerenciamento de Conteúdo (SGC, ou CMS, sigla inglesa para “Content Management System”). O resultado foi o website projetado utilizando um SGC de acordo com os requisitos levantados a partir do protótipo.  PALAVRAS-CHAVE: projeto indústria; protótipação de website; SGC; desenvolvimento

Integração de Objetos de Aprendizagem em Matemática utilizando SCORM em Ambiente Virtual de Aprendizagem

Este artigo apresenta as contribuições de um estudo que envolve a integração de Objetos de Aprendizagem ao Ambiente Virtual de Aprendizagem. Esses objetos permitem acessibilidade, reusabilidade e interoperabilidade de software. Para garantir esses requisitos funcionais dos objetos, foi utilizado o SCORM para empacotar aplicativos do GeoGebra, tendo como objetivo ampliar as possibilidades de interação do software nos processos educacionais de Matemática. Contudo, conclui-se que a interoperabilidade dos componentes ainda é um desafio na prática, devida as várias versões de sistemas operacionais, navegadores e componentes

REAPROVEITAMENTO DA ÁGUA UTILIZADA NA LAVAGEM DE CANA DE AÇÚCAR ALIADO AO SEPARADOR SÓLIDO-LÍQUIDO PARA REMOÇÃO DE PARTICULADOS APLICADO A INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA

Nas usinas sucroalcooleiras há diversos processos desde o recebimento da cana-de-açúcar, lavagem, moagem, separação do bagaço, destilação, até a finalização dos produtos. Dentre as diferentes etapas, destaca-se o processo de lavagem da cana-de-açúcar, pela alta demanda de recurso hídricos, correspondente a cerca de 25% do consumo de água na produção, acarretando custos consideráveis para captação de água e de outorga. Assim, reutilizar água do processo de lavagem é de grande importância para aumentar a eficiência e reduzir custos de produção. A recirculação da água de lavagem da cana (ALC) requer tratamentos para manutenção da qualidade da água, como também para eliminação de partículas capazes de provocar desgaste nas bombas e tubulações, através da extração  do material sólido particulado (areia, terra e outros). Este trabalho é parte do projeto de pesquisa que visa estudar e desenvolver um separador sólido-líquido do tipo ciclone (desarenador) e tem como objetivos realizar uma revisão bibliográfica dos sistemas utilizados no tratamento da água de lavagem da cana nas indústrias, e os equipamentos e ensaios de laboratório para otimização destes tratamentos. PALAVRAS-CHAVE: separação sólido-líquido; lavagem de cana; reciclo; sedimentação primária

AVALIAÇÃO DO PERFIL DE VELOCIDADE E GRADIENTE DE PRESSÃO DO SEPARADOR SÓLIDO-LÍQUIDO APLICADO À INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA

Este trabalho faz parte de um projeto de pesquisa chamado de “Separador sólido-líquido para remoção de particulados aplicado a indústria sucroalcooleira”. Este projeto consiste no estudo de simulação, desenvolvimento e ensaio experimental de um protótipo (piloto) de um separador sólido-líquido hidrociclone para remoção de particulados do caldo de cana, visando suprimir a etapa de lavagem da cana (que precede a moagem). Tal processo visa reduzir o consumo de recursos hídricos e a redução do desgaste dos equipamentos por abrasão e consequente redução da necessidade e custo de manutenção de válvulas, bombas e demais acessórios das tubulações. Especificamente, este trabalho foca na simulação computacional utilizando o software ANSYS CFD a fim de analisar o perfil de velocidade e gradiente de pressão interna do separador hidrocilone. Os resultados apontam que, para os materiais disponíveis na biblioteca, o diâmetro do particulado e a viscosidade dinâmica pouco alteram a eficiência do separador.PALAVRAS-CHAVE: separador sólido-líquido; ANSYS CFD; simulação computacional; caldo de cana de açúcar; indústria sucroalcooleira

Routing and medium access control strategies for wireless sensor networks in urban networks

Este trabalho propõe estratégias de roteamento e de controle de acesso ao meio destinadas as redes urbanas, motivadas pelo monitoramento e controle de variáveis elétricas relacionadas à iluminação pública. Tais estratégias foram desenvolvidas segundo requisitos da aplicação, trabalhos encontrados na literatura, limitações do protocolo IEEE 802.15.4 e as especificações RFC 5548 e IEEE 802.15.4e (draft). As estratégias desenvolvidas foram incorporadas a protocolos encontrados na literatura, as quais geraram protocolos aperfeiçoados para redes urbanas, dentre eles GGPSR e gradiente em função da maior distância, utilizados para o tráfego divergente e convergente, respectivamente. O protocolo GGPSR é composto pelo algoritmo geográfico GPSR, geocast e retransmissões para os vizinhos seguindo o critério do GGPSR em caso de falha. O protocolo baseado na maior distância é composto pelo algoritmo do gradiente, o qual utiliza a maior distância no caso de receptores com pesos de gradiente iguais e retransmissões seguindo o mesmo critério. Foi utilizado um modelo de propagação realista, no qual foi aplicada a estratégia de mapeamento de vizinhos dos nós de acordo com a distância aproximada fornecida pelo atributo do pacote RSSI. Além disso, para ambos os tipos de tráfego, foi aplicado o mecanismo de controle de acesso ao meio RIT com o objetivo de minimizar o consumo energético. A avaliação dos protocolos gerados a partir dessas estratégias foi feita em simulação utilizando a ferramenta NS-2 integrada em cenários de grande escala fornecidos pela concessionária de iluminação pública Elektro, segundo os critérios de energia remascente da rede, média de atraso fim a fim e taxa de entrega fim a fim. Os resultados obtidos mostram que os protocolos gerados superam protocolos propostos na literatura; além disso, a estratégia baseada na distância obtida pelo atributo RSSI viabiliza a aplicação do protocolo GGPSR. Em relação à aplicação do RIT com a estratégia de parâmetros em função do gradiente, esta se mostrou mais eficiente em comparação com os parâmetros de RIT iguais para todos os nós.This work proposes routing and medium access control strategies for urban networks, particularly related to monitoring and control of electric variables in the street lighting system. Such strategies were developed according to application requirements, studies in the literature, limitations of the IEEE 802.15.4 protocol, and RFC 5548 and IEEE 802.15.4e (draft) specifications. Strategies were incorporated into protocols found in the literature, which generated specific improved protocols for urban networks, including GGPSR and Gradient based on the farthest neighbor, applied to divergent and convergent traffic, respectively. The GGPSR protocol is composed by the GPSR algorithm, geocast and retransmissions to neighbors according to the GGPSR criterion when a failure occurs. The protocol based on the longest distance comprises the gradient algorithm, which considers the longest distance when receivers have equal gradient weights and retransmissions follow the same criterion. A realistic propagation model was used, implementing the strategy to map neighboring nodes according to the approximate distance provided by the RSSI packet attribute. Moreover, for both traffic ypes, the RIT medium access control mechanism was used in order to minimize energy consumption. Protocols generated by these strategies were evaluated through simulation in NS-2 tool applied to large scale scenarios provided by public street lighting concessionaire Elektro, according to the criteria of remaining energy network, end-to-end average delay and end-to-end delivery rate. Results show that the generated protocols outperform protocols proposed in the literature; in addition, the strategy based on the distance obtained by the RSSI attribute enables the use of the GGPSR protocol. Regarding the use of RIT considering the parameters as a function of the gradient, this strategy is more efficient compared to using the same RIT parameters for all nodes

Developing and implementing an open and non-proprietary device description for FOUNDATION fieldbus devices based on XML

A interoperabilidade entre equipamentos ou aplicativos (software) de tecnologias baseadas em redes de campo (fieldbus) é de suma importância nos sistemas de automação, pois permite a integração dos mesmos, de diferentes fabricantes. A integração é feita por uma linguagem de comunicação comum usada entre as diferentes tecnologias heterogêneas. No nível do software configurador FOUNDATION fieldbus (FF) de dispositivos e de malhas de controle, a linguagem usada para garantir a interoperabilidade entre os dispositivos é provida pela tecnologia de descrição de dispositivos chamada Electronic Device Description (EDD), que é proprietária e de complexo desenvolvimento para o fabricante, definida pela fieldbus Foundation. As tecnologias de software abertas e não-proprietárias têm apresentado um grande crescimento nos últimos anos, em especial a tecnologia eXtensible Markup language (XML), que se tornou mundialmente conhecida devido à integração de aplicativos internet, tornando-os assim interoperáveis uns com os outros. É proposta neste trabalho uma tecnologia de descrição de dispositivos aberta, não-proprietária e de simples desenvolvimento (para o fabricante), baseada na tecnologia XML, que é chamada de Open-EDD (Open Eletronic Device Description). A criação dessa tecnologia engloba a definição da linguagem Open-EDDML (Open Eletronic Device Description Markup Language), a modelagem do XML schema e o projeto e implementação de um interpretador (parser). Para validação dessa tecnologia, é feita a integração da mesma em um configurador real e testes usando dispositivos FF.The interoperability among devices or software based on fieldbus technologies is becoming increasingly requested and demanded because it allows the integration of devices or software from different manufacturers. The integration is implemented through a common communication language used among the different heterogeneous technologies. In the FOUNDATION fieldbus configurator software is used to provide interoperability among devices a proprietary and complex technology (to be developed by manufacturers), known as Electronic Device Description (EDD) that is defined by the fieldbus Foundation. Meanwhile, open and non-proprietary software technologies have presented a great growth in the last years, especially the eXtensible Markup language (XML) technology, which has became worldwide known due to the integration of internet (heterogeneous) applications. This study proposes a new open, non-proprietary and simple (for manufacturer development) device description based on XML, that is named Open-EDD (Open Electronic Device Description). The creation of this technology includes the definition of the language Open-EDDML (Open Electronic Device Description Markup Language), modeling the XML Schema, projecting and implementing the parser. This technology is validated by integrating it to an existent configurator and testing it using FF devices

A fieldbus simulator for training purposes

This article presents a fieldbus simulation platform and its remote access interface that enables a wide range of experiments, where users can configure operation sequences and procedures typical of Foundation Fieldbus systems. The simulation system was developed using LabVIEW, with requisites of deterministic execution, and a course management work frame web server called Moodle. The results were obtained through three different evaluations: schedule table execution, simulator functionality and finally, simulator productivity and achievement. The evaluation attests that this new tool is feasible, and can be applied for fieldbus automation systems training purposes, considering the robustness and stability in tests and the positive feedback from users. (C) 2008 ISA. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.FAPESPKyatera projectEngineering School of Sao Carlos - University of Sao Paulo (USP