2024

Sistemas Avançados de Controlo e Supervisão

Nome: Sistemas Avançados de Controlo e Supervisão
Cód.: EME13161D
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica: Engenharia Mecatrónica

Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Objetivos de Aprendizagem

O aluno deverá aprofundar os seus conhecimentos de Controlo, tanto no domínio analógico como digital.
Deverá desenvolver as suas capacidades de projecto de controladores avançados (fundamentalmente controlo óptimo, adaptativo e predictivo).
O aluno deverá ter a capacidade de projectar e implementar um sistema de supervisão e controlo, em tempo real, (SCADA) de uma instalação industrial de elevada complexidade. Deve ter a capacidade de desenvolver drivers específicos, usando algoritmos de controlo avançados, bem como implementar canais de comunicação entre vários real-time softwares (ex. LabView, Matlab, etc) usando o protocolo OPC.

Conteúdos Programáticos

PARTE I: Controlo de Sistemas contínuos e discretos:
1) Revisões de sistemas de controlo - formulação Espaço de Estados: Reguladores e Observadores.
2) Sistemas de Controlo Óptimo: índices de desempenho; problemas de optimização; controlo óptimo baseado em índices quadráticos; sistemas de controlo de tempo óptimo.
3) Sistemas de controlo por modelo de referência. Introdução aos sistemas de controlo adaptativo. Controlo Preditivo.
4) Sistemas Digitais: implementação digital de controladores analógicos, controladores digitais.

PARTE II: Sistemas de Supervisão:
1) Revisões projecto e implementação sistemas sequenciais com PLCs (Siemens S7-300).
2) Controlo Local e o Controlo Remoto. Redes de comunicação industriais (Ethenet e ProfiBus).
3) Cooperação entre processos GRAFCET múltiplos. Gestão de cadeias de controlo Master/slave.
4) Sistemas de Supervisão e Controlo – SCADA (Siemens WinCC);
5) Comunicação OPC: SCADA - Matlab, LabView, etc.

Métodos de Ensino

O ensino é baseado em aulas teórico-práticas e orientação tutorial. Procura-se uma aprendizagem activa que estimule o aluno a pesquisar os diversos temas que são abordados nesta disciplina, mostrando nas aulas teórico-práticas exemplos laboratorias de implementações das matérias abordadas.
Avaliação: Artigo de Revisão State-of-art sobre Controlo/Automação e/ou Trabalho final de implementação laboratorial de um sistema de Supervisão e controlo avançado baseado numa rede de Autómatos Siemens Simatic.

Bibliografia

1. Kuo, B.; Automatic Control Systems, Prentice-Hall Inc., 7th Ed., 1995
2. Maciejowski, J. Predictive Control with Constraints. Prentice-Hall, 2nd Ed., 2001.

Related Papers
[1] FIGUEIREDO, J., AYALA BOTTO, M., RIJO, M. [2013]. SCADA System with Predictive Controller applied to Irrigation Canals, Control Engineering Practice, 21 (2013), pp. 870-886 - Elsevier.
[2]FIGUEIREDO, J., SÁ COSTA, J. [2012]. A SCADA System for Energy Management in Intelligent Buildings, Energy and Buildings, 49 (2012), pp. 85-98 - Elsevier.
[3] FIGUEIREDO, J., MARTINS, J. [2010]. Energy Production System Management – Renewable Energy Power Supply Integration with Building Automation System, Energy Conversion and Management, 51, 1120-1126 – Elsevier.
[4] FIGUEIREDO, J., SÁ COSTA, J. [2008]. Operative Platform Applied to Building Automation, Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 23 (2008), 639-653 – IOS Press.