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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2008.tde-18082008-153028
Documento
Autor
Nome completo
Gabriela Werner Ceschini
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2008
Orientador
Banca examinadora
Cugnasca, Carlos Eduardo (Presidente)
Brandão, Dennis
Miyagi, Paulo Eigi
Título em português
Proposta de extensões a métodos e ferramentas de desenvolvimento de sistemas de automação distribuídos baseados em modelos dados pela UML e pela IEC 61499.
Palavras-chave em português
Automação predial
Metodologia e técnicas de computação
Normas técnicas
Softwares
Resumo em português
A motivação para o presente trabalho foi o desejo de investigar métodos e ferramentas que fossem capazes de auxiliar engenheiros a desenvolver melhores projetos de sistemas de automação. Investigaram-se então quais seriam as contribuições da engenharia de software e da engenharia de controle para alcançar esse objetivo: a primeira destacou-se pelos métodos e ferramentas aplicáveis às fases de levantamento de requisitos e análise, em que os sistemas podem ser expressos através da UML; a segunda contribuiu com blocos funcionais, especialmente os orientados a eventos da norma IEC 61499, e ferramentas para implementação e testes. Diversos autores sugerem a unificação entre as técnicas de orientação a objetos expressas através da UML e o projeto de sistemas por meio de blocos funcionais orientados a eventos da norma IEC 61499, para que os engenheiros de cada uma das áreas citadas continuassem trabalhando com técnicas e ferramentas próprias no desenvolvimento de sistemas de automação, mas de maneira colaborativa. Nesta pesquisa estudou-se a maneira pela qual vêm sendo feitos os mapeamentos entre a UML e a norma IEC 61499 do ponto de vista teórico, embora com intenção de implementação de ferramentas para ajudar nessa conversão. Estudaram-se também as ferramentas criadas para automatizar essa transformação e para auxiliar no projeto de sistemas de automação distribuídos, principalmente segundo a visão da norma IEC 61499. A partir daí, pôde-se oferecer as seguintes contribuições: quanto aos métodos, sugerir um novo método de mapeamento UML-IEC 61499 simplificado, com o uso, em UML, de um vocabulário menos atrelado à norma IEC 61499 (ao contrário do que acontecia com os métodos estudados); e sugerir a expressão de requisitos temporais quanto aos sistemas de automação (também considerados no contexto da conversão UML-IEC61499); quanto às ferramentas, comparar o modelo lógico da IEC 61499 com o da tecnologia LonWorks; e, a partir daí, demonstrar a viabilidade de criação de uma ferramenta para implementar sistemas de automação LonWorks expressados primeiramente em abstrações da IEC 61499 (obtidas a partir das ferramentas vistas anteriormente). Concluiu-se que é possível, teoricamente, criar uma ferramenta para cobrir todo o ciclo de vida de desenvolvimento de um sistema de automação distribuído, com a implementação deste sendo feita em uma tecnologia de controle de grande aceitação no mercado. Apesar disso, identificou-se ainda que há várias oportunidades de estudo em continuidade a essa pesquisa, como aprofundamento da expressão dos requisitos de QoS e implementação da ferramenta idealizada.
Título em inglês
Proposal for extensions of methods and tools aimed at the development of distributed automation systems based on UML and IEC 61499 models.
Palavras-chave em inglês
Automation systems
Computer aided engineering
IEC 61499
LonWorks
Modeling
UML
Resumo em inglês
The main motivation of this research was to investigate tools and methods which could help engineers to develop better automation system projects. So, with this aim, the contributions of both software engineering and control engineering areas were investigated: the first offered methods and tools to be used in the requisite elicitation and system analysis project phases, in which the system could be designed in terms of UML models; the latter contributed mainly through implementation and test tools, related to the usage of function blocks, especially the IEC 61499 standard eventoriented ones. Many authors suggest the unification between object-orientation techniques expressed through UML and project methods done with the IEC 61499 event-driven function blocks, so that software engineers and control engineers could keep working with their own area techniques and tools, in the context of an automation system design, but in a collaborative sense. In this work, the mapping between UML and IEC 61499 standard concepts was investigated from a theoretical point of view, even though the intention behind that was to find or generate tools which could automate this kind of conversion. Additionally, other tools related to help engineers in the development of automation systems (particularly those which used IEC 61499 standard abstractions) were also analyzed. After all that, some contributions to this area could be proposed: as for the methods, a new simplified UML-IEC61499 mapping, whose main features are the usage, in UML, of a less IEC 61499-constrained vocabulary (opposite to what happened in the other studied techniques), and the way of expressing automation systems temporal requisites (still related to the UML-IEC61499 conversion context); as for the tools, a comparison between IEC 61499 and the LonWorks technology logical models, which led to the conclusion that it would be possible to implement LonWorks automation systems whose models were expressed at first through IEC 61499 abstractions (mainly those resultant from the usage of UML-IEC61499 conversion tools). The conclusion of this work is that with the development of all these tools and techniques it would be possible to aid engineers through all automation system development phases, and the implementation of such systems could be done with a broadly-accepted control system technology. It was also identified that many other study opportunities were raised by this research, such as discovering ways of expressing other QoS requisites in automation system models, and trying to implement more complete engineering project tools.
 
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Data de Publicação
2008-08-21
 
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