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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2010.tde-05052011-105941
Documento
Autor
Nome completo
Dalton Matsuo Tavares
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2010
Orientador
Banca examinadora
Caurin, Glauco Augusto de Paula (Presidente)
Aguiar, Paulo Marcos de
Lages, Walter Fetter
Siqueira, Adriano Almeida Gonçalves
Wolf, Denis Fernando
Título em português
ACID: arquitetura de controle para integração de dispositivos
Palavras-chave em português
Orocos
Pug'n produce
Sistema integrador
XIRP
XML
Resumo em português
O objetivo desta tese é adaptar um modelo de integração industrial baseado no protocolo de comunicação XML Interface for Robots and Peripherals (XIRP), de modo que este pudesse ser aplicado à realidade de pequenas e médias empresas brasileiras (PMEs). Para que isto fosse possível, é necessário estudar os ambientes industriais existentes e a complexidade envolvida na tarefa de integração de dispositivos para os mesmos. Observa-se que estes ambientes são orientados a fabricante com relação às soluções criadas em termos de equipamentos e softwares. Este é o exemplo de grandes empresas como ABB, KUKA, Reis Robotics etc. O fabricante detém a solução de integração e os dispositivos, e estes só podem ser integrados em plataformas deste fabricante. O protocolo de comunicação industrial, no caso o protocolo XIRP, possibilita a comunicação entre dispositivos e sistemas controladores de maneira padronizada, permitindo que dispositivos de um fabricante se comuniquem com sistemas de outros fabricantes. Este protocolo é baseado na linguagem eXtensible Markup Language (XML) e fornece a especificação dos arquivos de esquema XML (XML schema), os quais permitem a criação de uma descrição de dispositivos e a composição de mensagens a serem trocadas entre eles. Para tanto, foi necessário criar a partir do padrão, toda a infra-estrutura de comunicação e sistema de integração de dispositivos. Vale observar que o padrão XIRP foi criado levando em consideração dispositivos microprocessados. Como este padrão ainda está em desenvolvimento, e em caso de uma eventual adaptação a ele, seria impraticável modificar inteiramente um ambiente de produção por meio de substituição de equipamentos. Desta forma, este projeto de pesquisa apresenta uma infra-estrutura que consista em um sistema integrador para a adaptação gradativa a este protocolo de comunicação. O sistema integrador proposto permite a incorporação de dispositivos XIRP ou não-XIRP. Considerando que um dispositivo já troque mensagens compatíveis com o XIRP, a sua integração e operação em um ambiente de produção seria mais simples. Todavia, mesmo neste caso, o dispositivo ainda precisaria de suporte para trabalhar em uníssono com as demais entidades pertencentes ao ambiente. Esta sinergia é incluída na especificação do ambiente integrador, porém, não faz parte dos resultados pretendidos para a presente pesquisa. Desta forma, a hipótese prevista trata os mecanismos necessários para a incorporação de dispositivos não-XIRP em um ambiente de produção compatível com o padrão XIRP, desde o processo de indexação/identificação do dispositivo à geração automática da aplicação de controle e integração em baixo nível, de modo a permitir a operação do mesmo.
Título em inglês
ACID: control architecture for device integration
Palavras-chave em inglês
Orocos
Plug'n produce
System integrator
XIRP
XML
Resumo em inglês
The goal of this research is to adapt an industrial integration model based on the XML Interface for Robots and Peripherals (XIRP) communication protocol, such that it could be applied to the reality of Brazilian small and medium enterprises (SMEs). In order to enable this, it is necessary to study the existing industrial environments and the complexity involved in the device integration task. We observed these environments are manufacture centered considering the solutions created in terms of equipments and softwares. This is the example set by manufacturers like ABB, KUKA, Reis Robotics etc. The manufacturer detains the integration solution and the devices, and these can only be integrated in platforms of the same manufacturer. The industrial communication protocol, in this case XIRP, enables the communication among devices and controller systems in a standardized way, allowing devices from one manufacturer to communicate with systems from another. This protocol is based on the eXtensible Markup Language (XML) and supplies the specification of the XML schema files, which allows the crea- tion of a device description and the composition of messages to be exchanged among devices. Therefore a communication infrastructure and device integra- tion system was built from the standard. Note that the XIRP standard was created considering processor based devices. As this standard is still in development, and in case of an eventual adaptation to it, it would be impracticable to change an entire production environment by means of equipment exchange. Therefore, this research project presents an infrastructure that consists in an integrator system to gradually adapt to this communication protocol. The proposed integrator system allows the incorporation of XIRP or non-XIRP devices. Considering a device already exchanges messages by means of XIRP compliant messages, its integration and operation would be simpler in a production environment. However, even in this case, the device would still need support to operate in unison with other entities pertaining to the environment. This synergy is included in the specification of the integrator environment, although, it is not part of the intended results for this research. Therefore, the foreseen hypothesis deals with the necessary mechanisms to incorporate non-XIRP devices in a production environment compliant with the XIRP standard, from the device indexing/identification to the automatic generation of the control application and its low level integration, in order to allow its operation.
 
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TESE.pdf (6.25 Mbytes)
Data de Publicação
2011-05-30
 
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