Bolsista: Gustavo Henrique Jasper
Orientador: Alejandro Rafael Garcia Ramirez, Dr
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...
Contextualização
Problema:
Como aproximar o aluno à atividade industrial com a
finalidade de se obter uma melhor relação e...
Sumário
 Introdução
o Controle de sistemas
 Referencial teórico
o Controle PID
o Softwares SCADA
o Arduino
 Metodologia...
Controle de sistemas
Definição: Subsistemas e processos construídos
com o objetivo de obter uma saída desejada com um
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Controle de sistemas
Exemplos de aplicações:
 Navegação de veículos
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tanque
 Sistemas robóticos
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Controle PID
 Simples e eficiente
 Técnica de controle mais utilizada na indústria
 Permite o ajuste dos parâmetros dur...
Controle PID
Software Supervisor - SCADA
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Demonstra o comportamento de um processo,
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 Plataforma de
prototipagem
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 Hardware e
software
 Open-Source
 Facilidade no
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Plataforma desenvolvida
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Componentes:
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Hardware
Opto-acoplador – TIL 111
Ponte H - L298
Firmware
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Parâmetros ajustados experimentalmente:
Experiências de controle
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Experiências de controle
Resposta à aplicação de carga:
Trabalhos Futuros
 Desenvolvimento de estratégia de resposta mais
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Conclusões
Como consequência desse projeto haverá um salto
qualitativo e quantitativo no conhecimento que é
transmitido na...
Apoio
O desenvolvimento do projeto contou com
financiamento do edital PIBITI 2013.
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Bancada didática para ensino de Controle e Robótica

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Apresentação de resultados de um projeto de iniciação científica de uma bancada didática para ensino de Controle e Robótica.

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Bancada didática para ensino de Controle e Robótica

  1. 1. Bolsista: Gustavo Henrique Jasper Orientador: Alejandro Rafael Garcia Ramirez, Dr PROJETO DE UMA BANCADA DIDÁTICA PARA AS DISCIPLINAS DE CONTROLE E ROBÓTICA DOS CURSOS DAS ENGENHARIAS CONIC - SEMESP 14º Congresso Nacional de Iniciação Científica São Paulo - SP, 28 a 29 de novembro de 2014
  2. 2. Contextualização Problema: Como aproximar o aluno à atividade industrial com a finalidade de se obter uma melhor relação entre teoria e prática e um estimulo ao aprendizado? Solução proposta: Desenvolvimento de uma bancada didática para realização de atividades de práticas dos cursos das Engenharias da Univali.
  3. 3. Sumário  Introdução o Controle de sistemas  Referencial teórico o Controle PID o Softwares SCADA o Arduino  Metodologia o Plataforma desenvolvida  Desenvolvimento o Hardware o Firmware o Software Supervisor  Resultados o Experiências de controle  Trabalhos Futuros  Conclusões
  4. 4. Controle de sistemas Definição: Subsistemas e processos construídos com o objetivo de obter uma saída desejada com um desempenho desejado para uma entrada específica. Importância:  Propicia desempenho ótimo de sistemas  Melhoria de qualidade  Redução de custos  Aumento de produtividade  Automação de atividades
  5. 5. Controle de sistemas Exemplos de aplicações:  Navegação de veículos  Nível de líquido em um tanque  Sistemas robóticos  Temperatura em ambientes
  6. 6. Controle PID  Simples e eficiente  Técnica de controle mais utilizada na indústria  Permite o ajuste dos parâmetros durante o funcionamento  Permite o controle de sistemas cujo modelo matemático é desconhecido.  Serve como base para técnicas modernas  Necessita ajuste dos parâmetros
  7. 7. Controle PID
  8. 8. Software Supervisor - SCADA Supervisory control and data acquisition; Demonstra o comportamento de um processo, através de figuras, gráficos e indicadores. Possibilita:  Interface com o operador  Armazenar histórico  Analisar dados em tempo real
  9. 9. Arduino  Plataforma de prototipagem eletrônica  Hardware e software  Open-Source  Facilidade no projeto
  10. 10. Arduino
  11. 11. Plataforma desenvolvida Integração hardware-software para controle e supervisão de rotação de um motor CC. Componentes:  Hardware para aquisição de dados  Interface de potência  Firmware  Software Supervisor  Ajuste dos parâmetros PID
  12. 12. Hardware Opto-acoplador – TIL 111 Ponte H - L298
  13. 13. Firmware attachInterrupt(0, countRevolutions, FALLING); void loop() { If ( Serial.available() > 0) { analogWrite(pwm, Serial.parseInt() resetFrequency(); } if (millis()-lastmillis>100){ resetFrequency(); }else{ If (millis()-lastmillis==100){ detachInterrupt(0); frequency &= 0b111111111111100; Serial.println ((int)frequency); resetFrequency(); } } } void countRevolutions(){ frequency++; } void resetFrequency(){ detachInterrupt(0); frequency = 0; lastmillis = millis(); attachInterrupt(0, countRevolutions, FALLING); }
  14. 14. Software Supervisor Desenvolvido na plataforma Labview™ em conjunto com o plugin PID and Fuzzy Logic Toolkit. Requisitos funcionais:  Apresentar gráficos em tempo real para o valor da referência, variável de processo e saída do controle.  Permitir ao usuário alterar os parâmetros do controlador PID  Efetuar cálculo de controle e enviar a saída à placa Arduino.
  15. 15. Software Supervisor Programação através de diagrama de blocos:
  16. 16. Software Supervisor Definição do setpoint (referência):
  17. 17. Software Supervisor Interface com o usuário:
  18. 18. Experiências de controle Parâmetros ajustados experimentalmente:
  19. 19. Experiências de controle Parcela integral acima dos parâmetros ajustados:
  20. 20. Experiências de controle Parcela proporcional acima dos parâmetros ajustados:
  21. 21. Experiências de controle Resposta à aplicação de carga:
  22. 22. Trabalhos Futuros  Desenvolvimento de estratégia de resposta mais rápida para leitura da rotação do motor o Redução do tempo de resposta de 100ms para 20ms o Redução do ruído  Viabilização do estudo da parcela derivativa, dependente de um baixo nível de ruído e um tempo de resposta menor do que o atingido no atual projeto.  Desenvolvimento de rotina de ajuste automático dos ganhos do controlador PID.
  23. 23. Conclusões Como consequência desse projeto haverá um salto qualitativo e quantitativo no conhecimento que é transmitido nas disciplinas Sistemas de controle e Robótica que não dispõem de uma ferramenta similar à proposta neste trabalho. Inicio das atividades práticas no semestre atual (2014-2).
  24. 24. Apoio O desenvolvimento do projeto contou com financiamento do edital PIBITI 2013.

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