Apostila Rockwell-EPUSP-Parte2

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EPUSP 
1 
Automação Elétrica 
de Processos 
Industriais 
 
Parte II 
EPUSP 
2 
Redes de 
Automação 
EPUSP 
3 
Hierarquia entre Redes 
Nível de Dispositivos de campo, sensores e
atuadores
- FieldBus H1
- DeviceNet -CAN
- Profibus DP, PA
- Hart
- Asi
- LonWorks
- InterBus NÍVEL 1
NÍVEL 2
NÍVEL 3
NÍVEL 4
NÍVEL 5
Nível de Controle
Nível de Supervisão
Nível de
Gerenciamento de
Planta
Nível de
Gerenciamento
Corporativo
- ControlNet
- Profibus FMS
- LonWorks
- FieldBus HSE
- Ethernet
- MAC
- TCP/IP
sensores e
atuadores
CLP, PC,
CNC
Workstation,
PC
Workstation
Mainframe
Barramentos
de Campo
LANs
WANs
EPUSP 
4 
Nível 1 
• Nível dos dispositivos de campo, sensores e 
atuadores. 
• Onde atua o controlador programável. 
Nível 2 
• Neste nível, localizam-se os Controladores que 
atuam nos dispositivos de campo do nível 1. 
• Integração entre unidades inteligentes. 
Nível 3 
• Possui algum tipo de supervisão associada ao 
processo 
• Neste nível, localizam-se os concentradores de 
informações sobre o Nível 1 e as Interfaces 
Homem-Máquina (IHM). 
EPUSP 
5 
Nível 4 
• controle do processo produtivo da planta; 
constituído por bancos de dados, MRP, etc. 
Nível 5 
• Programação e planejamento da produção 
realizando o controle e a logística dos 
suprimentos. 
• Administração dos recursos da empresas. 
Possui softwares para gestão de vendas e 
gestão financeira, é feita a decisão e o 
gerenciamento de todo o sistema, SAP, etc. 
EPUSP 
6 
Redes de Comunicação 
Redes Abertas - Modelo de Referência OSI 
N.º 7: Aplicação (application), todo processo específico da 
aplicação do sistema; 
N.º 6: Apresentação (presentation), transformações e 
representações da informação; 
N.º 5: Sessão (session), manutenção da associação entre 
entidades da aplicação e controle dos diálogos; 
N.º 4: Transporte (transport), controle de fluxos e de erros 
entre estações; 
N.º 3: Gerência da rede (network), encaminhamento 
(routing), chaveamento e outros internos à rede; 
N.º 2: Transmissão de dados (data transmission), controle de 
fluxos e de erros, e acesso ao meio de comunicação; 
N.º 1: rede física (physical network), transferência de bits e 
de sinalização. 
EPUSP 
7 
Redes de Comunicação 
Redes Abertas - Modelo de Referência OSI 
Modelo de referência OSI da ISO 
EPUSP 
Principais 
Conceitos de Rede 
EPUSP 
9 
Meio Físico de Comunicação 
Jacket of PVC or Teflon 
Jacket made of PVC or Teflon 
Cabo Coaxial 
Cabo de Par Trançado 
Fibra Óptica 
Radio Frequência 
EPUSP 
10 
Tecnologia de Comunicação 
 
Ponto-a-ponto 
- Desperdício de banda, repetição dos dados 
quando apena o destino é diferente. 
- Dado é enviado várias vezes. 
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EPUSP 
11 
Tecnologia de Comunicação 
 Produtor-Consumidor 
– múltiplos nós podem simultaneamente 
consumir os dados de um mesmo produtor 
– nós podem ser sincronizados 
– utilização mais eficiente da banda de 
comunicação 
 
CTRL1 HMI CTRL2 
Sensor 
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#1 #
2 
• Mensagem #1 
– referência de posição do sensor transmitida em 
multicast aos CTRL1, 2 e IHM 
• Mensagem #2 
– comando de velocidade do CTRL1 transmitido 
simultâneamente aos 3 drives e IHM 
• Multicast não é possível com modelo 
origem/destino 
– no sistema acima teríamos necessariamente 7 
mensagens 
EPUSP 
12 
Tecnologia de Comunicação 
 
Comparação: Informando a hora para 
uma sala com 15 pessoas 
 
Ponto-a-ponto x Produtor/Consumidor 
Ponto-a-ponto 
• Uma pessoa (origem) informa individualmente a cada 
uma das outras pessoas na sala (destino) o horário 
marcado em seu relógio (dado) 
• O tempo continua passando enquanto a “origem “ 
informa o horário a cada um 
- dados não estarão corretos após as primeiras 
pessoas 
- tanto origem como destinos terão que fazer ajustes 
para se alcançar algum tipo de sincronismo 
• A agilidade deste processo varia em função do 
número de pessoas na sala 
EPUSP 
13 
Tecnologia de Comunicação 
 
Comparação: Informando a hora para 
uma sala com 15 pessoas 
 
Ponto-a-ponto x Produtor/Consumidor 
Produtor/Consumidor 
• Uma pessoa informa o horário (produtor) a todos os 
presentes 
• Todas as 20 pessoas recebem a informação 
simultaneamente 
• Algumas pessoas podem optar por “consumir”os 
dados (reconhecer a recepção por um gesto, ajustar 
seus relógios, etc..) 
• Outros podem optar por não “consumir” a informação. 
• Altamente eficiente (os dados são produzidos apenas 
uma vez, não são necessários ajustes adicionais para 
produtores e/ou consumidores) 
• Altamente determinístico (tempo de transmissão não 
muda se mais pessoas entrarem ou sairem da sala) 
EPUSP 
14 
Tecnologia de Comunicação 
 Mestre-Escravo 
• Escravo: Periférico Passivo 
• Dispositivos escravos trocam dados apenas 
com o Mestre 
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Multimestre 
• Mais de um mestre 
• Cada mestre tem seu próprio conjunto de 
escravos. 
• Dispositivos escravos apenas trocam dados 
com seus mestres. 
EPUSP 
15 
Método de Troca de Dados 
Token-Passing 
-O Token: sequência especial de bits que circula 
dentro do anel 
-Caso um dispositivo queira transmitir, ele deve 
“capturar” o token, substituindo-o por um frame 
CSMA/CD 
- Carrier Sense Multiple Access/Colision Detection 
- Quando dispositivo detecta a colisão, a 
transmissão é abortada e após um tempo 
randômico o dispositivo tenta transmitir 
novamente. 
EPUSP 
16 
Método de Troca de Dados 
Cíclica 
• Os dispositivos produzem (transmitem) dados 
a uma taxa configurada pelo usuário 
(entrada/saída). 
• Vantagens: 
- Dados transferidos a uma taxa adequada 
ao dispositivo/aplicação. 
- Recursos podem ser preservados para 
dispositivos com alta variação. 
a cada 100ms 
a cada 2000ms 
a cada 5ms 
analog I/O 
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EPUSP 
17 
Método de Troca de Dados 
Polling 
• Quando os dispositivos recebem dados 
(normalmente saídas) imediatamente enviam 
seus dados (normalmente entradas) 
• Compatível com sistemas Mestre/Escravo & 
Multimestre 
- Normalmente não é utilizado com “peer-to-
peer” 
• Desenvolvido sobre origem/destino, 
mestre/escravo 
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EPUSP 
18 
Método de Troca de Dados 
 Mudança de Estado 
• Dispositivos produzem dados apenas quando 
tem seu estado alterado 
• Existe um sinal em segundo plano transmitido 
ciclicamente para confirmar que o dispositivo está 
funcionando corretamente. 
• Vantagens: 
 - reduz significativamente o tráfego da rede 
 - recursos não são desperdiçados 
 processando-se dados antigos 
digital I/O 
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EPUSP 
19 
Performance da Rede 
• Velocidade: 
– Taxa de transferência total de dados por unidade de 
tempo. 
– Considera informações (dados úteis) e o Envelope 
de Comunicação (dados de controle do protocolo). 
• Throughput: 
– Taxade transferência de informações por unidade 
de tempo. 
– Considera apenas os dados efetivamente úteis para 
os integrantes da Rede. 
Confiabilidade da Rede 
• Redes Probabilísticas: 
– Permite apenas calcular a probabilidade da 
transferência de informações ocorrer em um 
determinado intervalo de tempo. 
• Redes Determinísticas: 
– Permite determinar com precisão o tempo 
necessário para a transferência de informações 
entre os integrantes da Rede. 
EPUSP 
20 
Topologias de Redes 
I) Meio Partilhado 
Computador/Terminal/ 
Estação Remota 
Esquema de Rede em Barra 
Computador 
Esquema de Rede em Anel 
EPUSP 
21 
II) Ponto a Ponto 
anfitrião terminais 
Esquema de 
Rede em 
Estrela 
Esquema 
de Rede 
em Grafo 
Esquema de 
Rede em 
Árvore 
EPUSP 
22 
Considerações 
• Necessidade 
• Custo (Projeto / Instalação / Produtos) 
• Fácil Instalação / Configuração / Expansão 
• Procedimento de Manutenção Simples 
• Quantidade de Dispositivos 
• Tecnologia Consolidada 
• Disponibilidade de Produtos 
 
EPUSP 
23 
Sistemas 
Supervisórios 
 
Interfaces Homem Máquina 
(IHM) 
EPUSP 
24 
Sistemas Supervisórios e Interfaces 
Homem-Máquina 
Sistemas Supervisórios: 
 - permite a supervisão e o comando de 
 determinados pontos da planta automatizada. 
 
IHM: - recebe sinais do CLP e do operador 
 - envia sinais para o CLP atuar nos 
 equipamentos instalados na planta 
 - pode ser um equipamento especial que 
 localiza-se no campo 
 
Circuito Elétrico 
.....+ 2500 circuitos... 
Quais são importantes 
de serem 
supervisionados? 
EPUSP 
25 
Introdução 
 
•Sistemas automatizados complexos 
•Necessidade de uma interface amigável 
•Facilitar o trabalho de operação 
•Supervisionar e controlar pontos da planta 
automatizada. 
•O PLC envia estes sinais por meio de TAG’s 
ou bits para a IHM. 
•É necessário saber de onde virá a variável e 
como será manipulada pelo PLC ou pelo 
supervisório, podendo ser do tipo DDE, 
Memory ou Device. 
 
EPUSP 
26 
Tipos de Variáveis 
DEVICE: os dados se originam dos PLC’s. 
São definidas tags para estas variáveis e um 
endereço físico é associado a elas. 
Exemplo de funções associadas a uma tag: 
 Nome da tag: Digital1 
 Estado de Alarme: Ativo 
Prioridade de Alame: 2 
Nome de Acesso: CLP-teste 
Endereço: I:0/3 
 
EPUSP 
27 
Tipos de Variáveis 
•MEMORY: os dados existem localmente no 
supervisório. 
Exemplo: Variável Memória real utilizada como 
contador. 
EPUSP 
28 
Ambiente de trabalho 
•Desenvolvimento é o ambiente de 
desenvolvimento das telas gráficas onde se cria 
o desenho que será animado. 
•Run Time é o ambiente onde se mostra a janela 
animada criada no modo de desenvolvimento. 
EPUSP 
29 
Atividades dos Operadores 
Operação Normal: 
- Vigilância, detectar defeitos ou falhas possíveis 
- Observação sistemática dos indicadores essenciais a uma 
visualização sobre o estado geral do processo. Nem todos os 
parâmetros são observados com a mesma freqüência, pois: 
• alguns parâmetros fornecem mais informações; 
•alguns aparelhos são mais estáveis; 
•algumas desregulagens são mais graves; 
•alguma unidade específica está em uma fase de 
operação particular. 
 
Operação sob Contingência: 
-Simultaneidade de vários eventos simples causadores de 
perturbações no processo. 
-Tomada de ações devido a falhas nos equipamentos. 
-Reconhecimento de Alarmes. 
EPUSP 
30 
Planejamento do Sistema 
Supervisório 
1) Entendimento do processo a ser automatizado 
2) Tomada de dados (variáveis) 
3) Planejamento do banco de dados 
4) Planejamento dos alarmes 
5) Planejamento da hierarquia de navegação entre telas 
6) Desenho de telas 
7) Gráfico de tendências dentro das telas 
8) Planejamento de um sistema de segurança 
9) Padrão Industrial de Desenvolvimento 
EPUSP 
31 
1) Entendimento do processo a ser 
automatizado 
 Verificar o funcionamento do processo 
completo, com ênfase na parte que deverá ser 
monitorada pelo sistema supervisório. 
 O CLP pode possuir muitas variáveis, porém 
deve ser estudadas somente as que aparecerão no 
supervisório. 
EPUSP 
32 
2) Tomada de dados (variáveis) 
 O tempo de aquisição das variáveis deve ser 
definido de acordo com a necessidade. Podem ser 
definidos diferentes tempos para grupos de 
variáveis, de acordo com o aplicativo do sistema 
supervísório utilizado. 
 
EPUSP 
33 
3) Planejamento do Banco de Dados 
 O CLP lida com um número muito grande de 
variáveis, porém, somente uma parte é necessária 
para o desenvolvimento do sistema supervisório. 
 Além disso, é necessário fazer a distinção 
entre as variáveis que serão salvas no computador e 
as que servirão de indicação. 
 Exemplo: Algumas variáveis analógicas 
importantes para o processo são salvas periodicamente 
no disco rígido. Para tanto, o item destacado na figura a 
seguir deve ser selecionado na definição da tag (a forma 
de definir varia de acordo com o aplicativo utilizado). 
EPUSP 
34 
 
4) Planejamento de alarmes 
 
1) sob quais condições os alarmes serão 
acionados 
2) quais operadores serão notificados por esses 
alarmes 
3) quais mensagens deverão ser enviadas 
4) quais ações deverão ser tomadas na ocorrência 
desses alarmes 
5) chamar a atenção do operador sobre uma 
modificação do estado do processo 
6) sinalizar um objeto antigo 
7) fornecer indicação global sobre o estado do 
processo. 
EPUSP 
35 
5) Planejamento de uma hierarquia de 
navegação entre telas 
 
 
 O sistema supervisório do processo deve possuir 
menu que possibilite a navegação entre telas de 
forma amigável para o operador. 
 A seguir são apresentados exemplos de telas de 
supervisório. 
 
 
EPUSP 
36 
Exemplo Tela para navegação 
 
Geralmente, os supervisórios possuem na barra 
inferior um menu para navegação entre telas. 
EPUSP 
37 
6) Desenho de telas 
 
Algumas empresas possuem um padrão para 
desenvolvimento de Telas de Supervisório. 
Somente os dados necessários para o processo 
devem ser exibidos na tela, para simplificar seu 
entendimento. 
De acordo com a necessidade, os sistemas de 
supervisão possuem vários níveis de 
desenvolvimento, desde simples interfaces de 
monitoração até sistemas avançados de iteração 
com o operador. 
A seguir são apresentados alguns exemplos. 
EPUSP 
38 
Exemplo de tela simples 
EPUSP 
39 
Exemplo tela de complexidade média 
EPUSP 
40 
Exemplo de tela avançada 
EPUSP 
41 
7) Gráfico de Tendências 
 
Para variáveis analógicas que precisam de 
um monitoramento mais completo, podem ser 
utilizados gráficos de tendências. 
 
EPUSP 
42 
Gráfico de Tendências 
EPUSP 
43 
8) Planejamento de um sistema de 
segurança 
 
Os sistemas supervisórios possuem funções de 
segurança avançados que permitem a criação 
de usuários com níveis de segurança. 
Abaixo encontra-se um exemplo de tela de 
configuração de usuários: 
 
EPUSP 
44 
Modelamento 
e projeto 
pelas Redes 
de Petri 
EPUSP 
45 
Sistemas a Eventos Discretos e 
Redes de Petri 
Classificação dos Sistemas e Processos 
EPUSP 
46 
Comportamento do sistema 
Sistemas contínuos no tempo e 
sistemas a eventos 
EPUSP 
47 
Sistemas a Eventos Discretos 
SED's são sistemas em que os sinais: 
a) Valores num conjunto discreto, como {on, off}, 
{verde, amarelo}, {1, 2, 3, ...}; 
b) Alterações de valor são tão rápidas que se podem 
modelar como instantâneas, em qualquer instante t  
R; 
c) Duas possíveis razões para alteração: ocorrência de 
eventos instantâneos externos, isolados e 
independentes; ocorrência de eventos internos, 
definidos por rigorosas cadeias lógicas. 
Contador energizável por um 
intertravamento lógico 
Exemplos de Sistemas a Eventos 
Discretos 
EPUSP 
48 
Filas de Serviços 
Filas de Serviço 
Manufatura com 
retrabalho 
Processo 
industrial job-shop 
Processo industrial flow-shop 
R
ec
ep
çã
o
 
EPUSP 
49 
Redes de Petri 
Simbologia 
Rede de Petri (RP) é uma quíntupla (P, T, A, W, m0) em 
que 
•P={p1...pn} - conjunto finito de posições ou lugares; 
•T={t1...tm} - conjunto finito de transições; 
•A - conjunto finito de arcos pertencente ao conjunto 
(P x T)  (T x P) 
•(P x T) - conjunto dos arcos orientados de pi para tj 
(pi, tj) 
•(T x P) - conjunto dos arcos orientados de ti para pi 
(ti, pi); 
•W : função que atribui um peso w (número inteiro) a 
cada arco; 
•m0 - vetor cuja i-ésima coordenada define o número 
de marcas (tokens) na posição pi, no início da 
evolução da rede. 
= transição 
= arco orientado 
= posição / lugar 
EPUSP 
50 
Exemplo de Rede de Petri aplicado a caixa 
Bancário Automático 
Rede de Petri 
EPUSP 
51 
Pré-sets e Pós-Sets 
Pré-set de t : = •t : = { pi  P | A  (ppt)} 
ou seja, o pré-set de t, •t é o conjunto das posições em 
P a partir das quais existe arco para a transição t; 
 
Pós-set de t: = t •: = {piP | A (t, pi)}; 
ou seja, o pós-set de t, t•, é o conjunto das posições 
em P para as quais existe arco oriundo da transição t; 
 
Pré-set de p: = • p: = { tj T | A  (tj , p)}; 
Pró-set de p : = p • : = { tj T | A  (p, tj )}; 
 
EPUSP 
52 
Execução das Redes de Petri 
= Movimentação das marcas, pela rede, conforme 
regras 
= HABILITAÇÃO + DISPARO 
 
I. Uma transição tj é HABILITADA por uma marcação m 
se, para todo pi tj, m(pi) w(pi, tj) 
 m: nº de marcas em pi 
 w: peso do arco pi  tj 
 
II. Uma transição habilitada é DISPARADA por duas 
operações: 
 a) remoção de marcas das posições do pré-set 
(tantas marcas quanto for o peso do arco 
correspondente) 
 b) depósito de marcas nas posições do pós-set 
(tantas marcas quanto for o peso do arco 
correspondente) 
 
 Se a transição for temporizada, com tempo T, este 
tempo será introduzido entre II.a e II.b. 
 Se a posição for temporizada, com tempo T, este 
tempo será introduzido antes que a posição possa 
habilitar alguma transição. 
EPUSP 
53 
Execução das Redes de Petri 
t1p1 p2
...
t1p1 p2
. .2 2
Exemplos 
p1
.
. p1
.
.
t1p1 p2
2 1
. .
p
p
.
p
.
EPUSP 
54 
Execução das Redes de Petri 
t1
p1
p3
.
p2
.
t2
p4
p2.
t1
p1
p3
p2
t2
p4
p2.
.
t1
p1
p3
p2
t2
p4
p2
.
.t1
t2
2
2
t1
t2
2
2
.. . ...
EPUSP 
55 
Execução das Redes de Petri 
.
.
“parafuso”
“porca”
“arruela”
“kit”
“kit em
montagem”
“subconjunto
montado”
“chassi”
Flexibilidade do Modelamento po RPs 
As marcas mudam de significado físico ao se 
movimentarem pela RP. 
EPUSP 
56 
Execução das Redes de Petri 
 
• Compartilhamento de processo em paralelo 
.
.
p1 p2 p3
.
p5 p6 p7
p4
EPUSP 
57 
Variáveis de Estado 
A variável de estado de uma RP de n posições é o vetor m 
definido pela marcação da RP; m=[m(p1) m(p2) ... M(pn)]. 
O vetor de estado RP de n posições é de dimensão n e é 
discreto em amplitude, isto é, pertence ao In. 
m'(pi)=m(pi) - w(pi, tj) + w(tk, pi), 
para j tal que tj  p
•
i 
e k tal que tk  
•pi 
Evolução de uma Rede de Petri 
Condições iniciais (1 0 0 2 1) que habilitam simultaneamente t1, t3 
e t4; 
Três diferentes seqüências de execução, levam a uma mesma 
marcação (0 1 2 3 1). Portanto não há conflito do tipo confusão. 
EPUSP 
58 
Classes e Propriedades das Redes de Petri 
•Grafos marcados ou grafos de eventos: Rede de Petri 
ordinária em que cada posição tem exatamente uma transição 
de entrada e uma de saída: 
•p = p• = 1 pp• 
•Máquinas de Estado: Rede de Petri ordinária em que cada 
transição tem exatamente uma posição de entrada (cardinalidade 
do pré-set igual a 1) e uma posição de saída (cardinalidade do 
pós-set igual a 1): 
•t =t• = 1  t T 
EPUSP 
59 
Alcançabilidade 
O estado x é alcançável a partir de um dado estado x0, 
se x pode resultar de uma ou mais transições executadas 
a partir de x0. 
O conjunto de todos os estados alcançáveis a partir de x0 
é o conjunto de alcançabilidade R (x0). 
Na RP da Figura abaixo, x0 = [10]; x = [01] é alcançável 
de x0, via t1 ; [01] é alcançável via execução de t3 
EPUSP 
60 
Propriedades das Redes de Petri 
Limitação 
Uma posição p  P de uma RP, (P, T, A, W, x0), é dita k-limitada se 
x(p)  k para todas as marcações subseqüentes a x0. 
Se todas as posições de uma RP são k-limitadas, então a rede é k-
limitada. 
Uma RP é segura (safe) se ela é k-limitadas com k = 1 
Conservação 
Soma total das marcas permanece constante na sua execução é dita 
conservativa. 
Vivacidade e Conflito Mortal 
Uma transição é viva, dado um estado inicial x0, se e somente se ela é 
habilitada a partir de algum estado decorrente de x0. 
Uma RP é viva, dado um estado inicial x0, se e somente se todas as 
suas transições são vivas. 
EPUSP 
61 
Análise pelas Matrizes de Incidência 
e Equações de Estado 
Recordando o que dissemos sobre a equação das RPs, tem-se: 
a) a execução de uma transição tj numa RP de n posições (P, T, 
A, W, x0) ocorre se e somente se a marcação x (pi)  peso do 
arco w(pi , tj), para  pi  pré-set de tj. 
 
b) a marcação x de cada posição ´pi é alterada para x', pela 
execução de tj; algebricamente, pode-se escrever para  pi  
P, 
 x'(pi) = x (pi) - w(pi , tj) (se pi  pré-set de tj) 
 = x (pi) + w(tj ,pi) (se pi  pós-set de tj) 
 = x (pi) nos outros casos, 
em que 
w(pi , tj) são os pesos dos arcos de pi a tj, em que pi são as 
posições do pré-set de tj , e 
w(tj , pi ) são os pesos dos arcos de tj a pi, em que pi são as 
posições do pós-set de tj. 
Ver figura abaixo: 
EPUSP 
62 
A matriz de incidência de uma Rede de Petri, de n posições 
e m transições, é a matriz n x m, 
A = [aij], de números inteiros aij, em que 
aij = w(tj ,pi), (para pi  pós-set de tj) 
aij = - w(pi , tj), (para pi  pré-set de tj) 
aij = 0 se não existe arco algum entre pi e tj 
Exemplo: 
A matriz de incidência será dada por: 
EPUSP 
63 
Visual Object Net ++ 
 Rainer Drath, da Ilmenau University of 
Technology, Ilmenau, Alemanha 
Análise por Simulação Digital 
Elementos 
Transição T: é habilitada e disparada conforme as regras 
usuais; pode receber a atribuição de um tempo fixo de atraso 
de disparo. 
Posição P: o número de marcas m aparece no interior do 
círculo. 
Arco: há 3 tipos de arco, o normal, o inibidor, e o de teste 
estático ou de sinalização (não permite transporte de 
marcas). 
 
EPUSP 
64 
Visual Object Net ++ 
Análise por Simulação Digital 
Programação 
Tela de Desenvolvimento: 
 
EPUSP 
65 
Visual Object Net ++ 
Análise por Simulação Digital 
Programação 
Simulação 
-Start na barra superior da tela 
-Na barra Extras as seguintes opções são disponibilizadas: 
-Conflict Groups: mostra os conflitos, caso existam. 
-Enabled D-Transitions: mostra as transições discretas 
habilitadas. 
-Enabled C-Transitions: mostra as transições contínuas 
habilitadas. 
 
 
EPUSP 
66 
Visual Object Net ++ 
Análise por Simulação Digital 
Programação 
Simulação 
-Start na barra superior da tela 
-Na barra Panel as seguintes opções são disponibilizadas: 
-Passo a Passo 
-Até o Próximo Evento 
-Automática: Neste caso, a velocidade é ajustável 
-Max-speed: maior velocidade possível de simulação, 
porém a animação gráfica é suprimida. 
EPUSP 
67 
Visual Object Net ++ 
Análise por Simulação Digital 
Programação 
Simulação 
-Start na barra superior da tela 
-Na barra Properties as seguintes opções são disponibilizadas: 
-Show Animations: exibir animações. 
-Show Time: exibir o tempo real no mostrador inferior. 
-Auto Stop After Time: simulação para após o tempo 
estipulado no mostrador. 
EPUSP 
68 
Visual Object Net ++ 
Análise por Simulação Digital 
Exemplo: Um processo de produção e inspeção com 
retrabalho das peças defeituosas. 
EPUSP 
69 
 
 
Processos de Modelamento 
1) Processo porAgrupamento - Botton-up 
 
- reunião gradual de sub redes representativas de partes 
do sistema. 
 
Objetivo: - redes para descrever subsistemas simples 
 - são agrupados formando o modelo final 
 
A) Estoque intermediário limitado (buffer) 
entre máquinas A e B. 
pB possui no máximo K elementos. 
K
A
pV
tA
tB
pB
EPUSP 
70 
 
 
Quando B fica livre, “puxa” uma peça de pB. 
O número máximo de peças do buffer intermediário é 
K. 
Nesta configuração tA < tB (condição para o buffer). 
Observar que, se o buffer estiver cheio (pB=K) e 
existir uma peça em A, a transição tA não é executada. 
B) Estoque intermediário (buffer)comando pela 
máquina B 
K
BA
PV
tA tBpB tC
Puf
EPUSP 
71 
Execução de tA: 
9
BA tA tBpB tC
9
BA
PV
tA tBpB tC
Puf
Execução de tC: 
10
BA
PV
tA tBpB tC
Puf
Execução de tB: 
EPUSP 
72 
C) Overflow 
Objetivo é interromper as atividades da máquina A 
quando o buffer está cheio. 
Os arcos e transições adicionados simulam um 
intertravamento da máquina A através de um sensor de 
overflow. 
 
Exemplo: Empilhamento máximo de 4 peças 
S1 atuado 
parado 
Equip 
B 
Equip 
A 
Equip 
C 
Peça 
Peça 
Peça 
Peça 
EPUSP 
73 
D) Buffer First-in / First-out 
EPUSP 
74 
O Buffer First-in / First-out mais encontrado é a 
esteira. 
Equip 
B 
Equip 
A 
EPUSP 
75 
E) Recursos compartilhados com sincronização: 
Objetivos: Simulação de uma máquina que atende a duas 
linhas de produção ou duas atividades. T1 e t2 pertencem à 
rotina de sincronização. 
2)t1
t2
1) t3
t6t4
t5 t1
t2
t3
t6t4
t5
3) 4)t1
t2
t3
t6t4
t5 t1
t2
t3
t6t4
t5
6)5) t1
t2
t3
t6t4
t5 t1
t2
t3
t6t4
t5
EPUSP 
76 
F) Rede de escolha automática de servidor 
Objetivo: Simulação de atendimento seqüencial 
EPUSP 
77 
Exemplo: Atendimento bancário com 3 caixas. 
9
2)
10
28
3)
7
4)
EPUSP 
78 
2) Processo por Refinamento - Top-down 
- detalhamento gradual de redes por meio da 
substituição de transições ou posições por 
subredes 
Refinamento de Transições 
A) Bloco: é uma RP (P, T, A, W, X0) com uma 
transição de entrada ti e outra de saída tf. 
B) Rede associada ao bloco: é formada pela adição 
de uma posição p0 “em realimentação”, de tf para ti, 
tendo po uma marca inicial. 
C) Bloco bem formado: quando a rede associada é 
viva 
Quando uma transição de uma RP qualquer é 
substituída por um bloco bem-formado, a RP 
resultante será limitada, segura ou viva se e 
somente se a RP original for, respectivamente, 
limitada, segura ou viva. 
EPUSP 
79 
 Refinamento de posições 
 
A) módulo seqüência e módulo paralelo 
B) módulo de exclusão mútua 
“Se uma posição p de uma rede VST (viva, 
segura e reversível) é substituída por um dos 
módulos acima, com as marcações iniciais 
acima, a RP resultante também é VSR.” 
EPUSP 
80 
Algoritmo para Modelamento Top-down 
Passo 1. Escolha uma RP VSR para o sistema a eventos, pelo 
esquema da figura abaixo. As posições marcadas inicialmente 
são de recursos. As não-marcadas são subsistemas que 
operam concorrencialmente, isto é, em paralelo. As transições 
são início e fim do processo. 
Passo 2. Substitua as posições de operação (marcas podem 
ser nulas) por módulos básicos, até que o detalhamento esteja 
suficiente. Em cada estágio de substituição, adicione as 
posições de recursos que forem necessárias, conforme a última 
propriedade enunciada acima. 
Passo 3. Elimine as posições redundantes eventualmente 
existentes. 
 
EPUSP 
81 
Simulação em Redes de Petri e Programação 
Ladder 
A seguir são exemplificadas duas maneiras de 
transformação de uma rede de Petri em linguagem 
de programação ladder. 
Em b, apresenta-se a implementação com sinais de 
saída não retentivos. Em c, são utilizados os sinais 
de Set/Reset. 
EPUSP 
82 
Representação de Redes de Petri em 
Linguagem de Programação Ladder 
 
• A seguir encontram-se as rotinas mais 
comuns utilizadas em Redes de Petri e sua 
transformação em Lógica Ladder. 
• Lógica E 
 Se A=1 e B=1 e C=1, 
 Então D=1. 
A B C
D
A B C D
A B C
D
A
B
C
D
• Lógica OU 
 Se A=1 ou B=1 ou C=1, 
 Então D=1. 
EPUSP 
83 
Representação de Redes de Petri em 
Linguagem de Programação Ladder 
 
• Atraso 
 Se A=1, 
 Então após  segundos B=1. 
• Concorrência 
Se A=1 e B=1, 
Então C=1 e D=1 e E=1. 
A B
C
D
E
A B
DC E
A B
A
C
Timer

Timer.Done
EPUSP 
84 
Representação de Redes de Petri em 
Linguagem de Programação Ladder 
 
• Sincronização 
Se A=1, 
Então após 1 segundos D=1. 
Se B=1 e C=1, 
Então após 2 segundos E=1. 
Se D=1 e E=1, 
Então após 3 segundos F=1. 
 
 
A
D
Timer1

Timer1.Done
C
E
Timer2

Timer2.Done
B
E
F
Timer3

Timer3.Done
D
A B C
D E
F
 

EPUSP 
85 
A seguir são exemplificadas duas maneiras de 
transformação de uma rede de Petri em linguagem 
de programação ladder. 
Em b, apresenta-se a implementação com sinais de 
saída não retentivos. Em c, são utilizados os sinais 
de Set/Reset. 
A B C
D E
F
 

Representação de Redes de Petri em 
Linguagem de Programação Ladder