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| 10.67 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
The low-cost automation field exhibits the need of innovation both in terms of hardware
and software. There is a lack of devices that allow the development of control logic that is
free from restrictions of domain-specific communication platforms and at the same time
able to provide the capabilities aligned to the Industry 4.0 requirements.
The objective of this work is to develop an inexpensive, small Industrial Controller
that supports the execution of programs in different industrial programming languages.
So, it is intended to develop, manufacture and control a low-cost but powerful Industrial
Controller based on the use of the single-board computer Raspberry Pi.
The study described in this document was carried out on the creation of a hardware
platform that is capable of integrating with software frameworks compatible with
standards updated and widely used in the industrial automation field. IEC 61131-3 is employed
displaying the ease of use and implementation alongside multiple well established
programming languages for automation through the OpenPLC platform while IEC 61449
is employed through the 4DIAC framework that has a clear and objective environment
capable of providing the appropriate tools for implementation of a distributed control.
It is employed the single-board computer Raspberry Pi, a robust device with adequate
processing power and communication capability for the elaboration of a platform in the
low-cost automation scope. The elaboration of the Industrial Shields, responsible for
providing the controller I/O interface took into consideration maintenance concerns of
controller integrity through the application of galvanic isolation in the automaton input
and output sections. The proposed platform was successfully tested in an automation system prototype comprising Fischertechnik’s Punching Machine being possible to develop the control logic
using IEC 61131-3 and IEC 61499.
O campo de automação de baixo custo demonstra a necessidade de inovação em termos de hardware e software. Há uma falta de dispositivos que permitem o desenvolvimento de lógica de controle livre de restrições de plataformas de comunicação específicas de domínio e, ao mesmo tempo, capazes de fornecer os recursos alinhados aos requisitos da Indústria 4.0. O objetivo deste trabalho é desenvolver um pequeno Controlador Industrial de baixo custo que suporte a execução de programas em diferentes linguagens de programação industrial. Assim, pretende-se desenvolver, fabricar e controlar um Controlador Industrial de baixo custo, mas poderoso, baseado no uso do computador de placa única Raspberry Pi. O estudo descrito neste documento foi realizado na criação de uma plataforma de hardware que é capaz de se integrar com frameworks de software compatíveis com padrões atualizados e amplamente utilizados na área de automação industrial. A IEC 61131-3 é empregada exibindo a facilidade de uso e implementação juntamente com várias linguagens de programação bem estabelecidas para automação através da plataforma OpenPLC enquanto a IEC 61449 é empregada através da estrutura 4DIAC que possui um ambiente claro e objetivo capaz de fornecer as ferramentas apropriadas para implementação de um controle distribuído. É empregado o computador de placa única Raspberry Pi, um dispositivo robusto com capacidade de processamento e capacidade de comunicação adequados para a elaboração de uma plataforma no escopo de automação de baixo custo. A elaboração dos industrial shields, responsáveis por fornecer a interface de I/O do controlador levou em consideração as preocupações de manutenção da integridade do controlador através da aplicação de isolação galvânica nas seções de entrada e saída do autômato. A plataforma proposta foi testada com sucesso em um protótipo de sistema de automação compreendendo a Punching Machine da Fischertechnik sendo possível desenvolver a lógica de controle usando IEC 61131-3 e IEC 61499.
O campo de automação de baixo custo demonstra a necessidade de inovação em termos de hardware e software. Há uma falta de dispositivos que permitem o desenvolvimento de lógica de controle livre de restrições de plataformas de comunicação específicas de domínio e, ao mesmo tempo, capazes de fornecer os recursos alinhados aos requisitos da Indústria 4.0. O objetivo deste trabalho é desenvolver um pequeno Controlador Industrial de baixo custo que suporte a execução de programas em diferentes linguagens de programação industrial. Assim, pretende-se desenvolver, fabricar e controlar um Controlador Industrial de baixo custo, mas poderoso, baseado no uso do computador de placa única Raspberry Pi. O estudo descrito neste documento foi realizado na criação de uma plataforma de hardware que é capaz de se integrar com frameworks de software compatíveis com padrões atualizados e amplamente utilizados na área de automação industrial. A IEC 61131-3 é empregada exibindo a facilidade de uso e implementação juntamente com várias linguagens de programação bem estabelecidas para automação através da plataforma OpenPLC enquanto a IEC 61449 é empregada através da estrutura 4DIAC que possui um ambiente claro e objetivo capaz de fornecer as ferramentas apropriadas para implementação de um controle distribuído. É empregado o computador de placa única Raspberry Pi, um dispositivo robusto com capacidade de processamento e capacidade de comunicação adequados para a elaboração de uma plataforma no escopo de automação de baixo custo. A elaboração dos industrial shields, responsáveis por fornecer a interface de I/O do controlador levou em consideração as preocupações de manutenção da integridade do controlador através da aplicação de isolação galvânica nas seções de entrada e saída do autômato. A plataforma proposta foi testada com sucesso em um protótipo de sistema de automação compreendendo a Punching Machine da Fischertechnik sendo possível desenvolver a lógica de controle usando IEC 61131-3 e IEC 61499.
Descrição
Mestrado de dupla diplomação com o Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca - CEFET/RJ
Palavras-chave
Cyber-physical systems I40 Low-cost automation Micro PLC IIoT Eventdriven approach