Soluções passo a passo

Livro lançado este mês descreve método para modelagem e análise de sistemas híbridos de controle industrial desenvolvido a partir de estudos acadêmicos coordenados por pesquisadores brasileiros e franceses

Por Fábio de Castro

Agência FAPESP – Um trabalho conduzido em programas acadêmicos do Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP) e aprimorado em parceria com pesquisadores da França foi o ponto de partida para o desenvolvimento de um método de controle industrial em sistemas híbridos com repercussão internacional no setor de automação.

O resultado foi o livro Modelling and Analysis of Hybrid Supervisory Systems - A Petri Net Approach (Modelagem e análise de sistemas supervisórios híbridos– Uma abordagem por rede de Petri), lançado este mês pela editora internacional Springer. A obra não foi lançada no Brasil, mas pode ser comprada no site da editora.

Os autores, Paulo Eigi Miyagi, professor da Poli-USP, Emilia Villani, professora do Instituto de Tecnologia Aeronáutica e Robert Valette, pesquisador do Laboratório de Análise de Arquitetura de Sistemas, do Conselho Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) da França, descrevem três estudos de caso que detalham a aplicação do método em sistemas híbridos de automação industrial. "As aplicações práticas que abordamos chamaram a atenção dos editores", disse Miyagi à Agência FAPESP.

Os sistemas supervisórios híbridos integram as informações entre sistemas discretos e contínuos. "Na automação industrial, além das variáveis contínuas há variáveis discretas, ou seja, que dependem de decisão humana com certo grau de aleatoriedade. Nosso trabalho consistiu em analisar e desenvolver modelos para resolver os problemas que podem aparecer nessa interação", explicou Miyagi.

A tarefa dos engenheiros nos três casos estudados era especificar detalhadamente a solução de automação em cada sistema. "Nosso procedimento desenvolve isso passo a passo e usa ferramentas como a rede de Petri para criar um modelo gráfico que permite as análises", disse. Uma rede de Petri é uma representação matemática de sistemas usada como linguagem de modelagem.


Aplicação na vida real

O livro descreve dois estudos de caso feitos no Brasil e um na França. O método foi aplicado em três sistemas de automação: o ar-condicionado do Hospital das Clínicas, em São Paulo, o de uma fábrica de açúcar em Olímpia, no interior paulista e também o sistema de aterrissagem de uma aeronave desenvolvida em Toulouse.

"No hospital, por exemplo, vimos que o sistema de ar-condicionado tinha problemas de controle. Além das variáveis contínuas, existiam outras que dependiam da ação humana, como os comandos de temperatura, ventilação e abertura de janelas. Isso fazia com que o sistema não funcionasse da maneira prevista", disse Miyagi.

Na usina de açúcar os problemas foram semelhantes. A equipe, que incluía estudantes da pós-graduação da Poli, visitou a fábrica, coletou dados e descreveu as variáveis dos processos. "Nos dois casos desenvolvemos métodos para que os engenheiros tivessem uma receita passo a passo para fazer a automação", explicou.

Segundo o professor da Poli, o terceiro caso começou a ser estudado quando Emília Villani, que participava das pesquisas, foi à França trabalhar com Robert Valette. Eles abordaram um problema na confirmação do funcionamento do sistema de aterrissagem dos aviões fabricados em Toulouse.

"Em caso de vazamentos no sistema hidráulico, ou pane em botões, sinalizadores e freios, são previstos dispositivos adicionais para superar o problema. Mas não se tinha como provar matematicamente que esse sistema funcionaria", contou Miyagi. Os pesquisadores aplicaram no caso, com bons resultados, o mesmo método usado nos sistemas de ar-condicionado do hospital e da fábrica e açúcar.

As aplicações dos sistemas híbridos de controle incluem áreas como indústrias, atendimento médico e hospitalar, telecomunicações, transporte e logística. "Conseguimos fazer uma ponte entre o que foi desenvolvido na pesquisa acadêmica e o que está disponível para os profissionais da indústria. Por isso o livro interessa a pesquisadores que trabalham com as aplicações de sistemas híbridos, além dos engenheiros que trabalham na indústria", concluiu Miyagi.

O livro está à venda em www.springer.com ou www.amazon.com.