2023

Automação e Controlo Avançado

Nome: Automação e Controlo Avançado
Cód.: EME13191M
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica: Engenharia Eletrotécnica, Engenharia Mecânica

Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português
Regime de Frequência: Presencial

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Objetivos de Aprendizagem

• O aluno deverá desenvolver conhecimentos no âmbito do controlo avançado (controlo óptimo, controlo adaptativo, controlo preditivo) na formulação analógica e digital, assim como projectar controladores avançados.
• O aluno deverá complementar os seus conhecimentos da automação industrial - tecnologia programada. O aluno deverá ter a capacidade de projectar automatismos complexos, utilizando linguagem estruturada, em PLC, assim como programar interfaces de comunicação Homem-Máquina, HMI.

Conteúdos Programáticos

PARTE I: Controlo de sistemas contínuos e discretos:
1) Síntese de sistemas de controlo utilizando a formulação de Espaço de Estados: Reguladores e
Observadores.
2) Sistemas de Controlo Óptimo: índices de desempenho; formulação de problemas de optimização; sistemas de controlo óptimo baseados em índices de desempenho quadráticos; sistemas de controlo de tempo óptimo.
3) Sistemas de controlo por modelo de referência. Introdução aos sistemas de controlo adaptativo.
4) Controlo Preditivo.
5) Análise de sistemas Digitais: implementação digital de controladores analógicos, controladores digitais.
6) Análise em frequência de sistemas de controlo discretos. Projecto de controladores.

PARTE II: Automação Industrial:
1) Projecto e implementação de sistemas sequenciais com Autómatos Programáveis Siemens S7-300.
2) Programação em Simatic S7: linguagem estruturada – FC, FB, DB.
3) Integração de paineis de interface Homem-Máquina (Siemens HMI) em automatismos geridos por Siemens PLC S7-3**

Métodos de Ensino

O ensino é baseado em aulas teóricas e teórico-práticas. Procurar-se-á uma aprendizagem activa que estimule o aluno a pesquisar os diversos temas que são abordados nesta disciplina.
Paralelamente aos problemas resolvidos na aula, são implementados 2 trabalhos de simulação/ experimentais, que permitem ao aluno identificar e conhecer as tecnologias estudadas.
A avaliação consta de:
2 trabalhos de pesquisa (N1, N2):
N1= Implementação de controlador avançado em ambiente MATLAB
N2 = Implementação de controlador digital em ambiente de automação industrial, com PLC Siemens S7-300
[NF] Nota final: NF = 0,5*N1+0,5*N2
Se NF> 9.5 ^ Ni> 9.5

Bibliografia

[1] Kuo, B.; Automatic Control Systems, Prentice-Hall Inc., 7th Ed.; 1995
[2] Maciejowski, J.; Predictive Control with constraints, Prentice-Hall Inc.; 2002
[3] Math Works; Matlab
[4] SIEMENS; Simatic S7-300 – Ladder Logic (LAD) for S7-300; 2001.
[5] SIEMENS; Simatic S7-300 – Statement List (STL) for S7-300; 2000
[6] Figueiredo, João; Guia Prático para Programador Simatic S7-300, Lab. Controlo, Automação e Robótica, U. Évora; 2005
[7] SIEMENS; Simatic HMI – ProTool: How to Configure Text-based units, User manual; 12/2001
[8] Figueiredo, João; Guia Prático para Programador Siemens HMI Simatic OP3, TP170A – ProTool software-,Lab. Controlo, Automação e Robótica, U. Évora; 2008
[9] Figueiredo, João; Guia Prático para Programador Siemens HMI Simatic TP177A – WinCC flexible software,
Lab. Controlo, Automação e Robótica, U. Évora; 2010
[10] Figueiredo, J., Sá da Costa, J. "Elastic-Link Manipulators: Modelling, Simulation and Experiments", Intl. J. of Robotics and Automation, Vol.11, N. 1,pp.1

Equipa Docente

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