Questão de Tecnologia da Informação

a) Cite dois protocolos adequados para uso na camada de rede Ethernet industrial e dois protocolos adequados para uso na rede Fieldbus. (valor: 4,0 pontos) b) Descreva três características que diferenciam protocolos aptos para uso nas redes Ethernet industrial e Fieldbus. (valor: 3,0 pontos) c) Explique como o sistema SCADA tem acesso aos dados dos dispositivos ligados à rede Fieldbus. (valor: 3,0 pontos) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 QuEStão diSCurSiva 04 Em um laboratório de robótica, encontra-se instalado um manipulador do tipo SCARA, representado na Figura 1. Uma parte da modelagem cinemática direta para este robô está apresentada na Figura 2.

O modelo cinemático apresentado foi obtido utilizando-se os seguintes parâmetros de Denavit-Hartenberg: α: ângulo Zi–1 e Zi ao redor de Xi a: distância entre Zi–1 e Zi e ao longo de Xi θ: ângulo entre Xi–1 e Xi e ao redor de Zi–1 d: distância entre a origem do sistema (i–1) e o cruzamento de Zi–1 e Xi A matriz de transformação entre elos é dada por: 5cos7 - cos6 8 sen7 i i 3 i-1 3sen7 cos6 8 cos7 T 9 i i i i 3 0 sen6 3 i 3 0 0 4 sen6 8 sen7 a 8 cos7 2 i i i i i 0 -sen6 8 cos7 a 8 sen7 0 i i i i cos6 d 0 i i 0 0 1 0 1 Como resultado foram apresentados: o modelo com os frames para cada elo (Figura 3), a tabela com os parâmetros de D-H e a matriz da cinemática direta com transformação da ferramenta para a base do robô.

Figura 3

Z 1

eloi αi ai 1 0⁰ 225 2 180⁰ 225 3 0⁰ 0

θi di R/P θ1 300 R θ2 0 R 0 d3 P 4c 8c - s 8s c 8s 7 c 8s 0 2556c 7 c 8c - s 8s 51 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 1 2 0 2c 8s 7 c 8s s 8s - c 8c 0 2556s 7 c 8s 7 s 8c 5 T 9 1 2 2 1 1 2 1 3 2 2 0 0 2 0 0 3 Em que: • cx = cosθx ; • sx = senθx . 2 1 1 2 1 2 -1 300 - d 3 0 1 0 O robô será instalado sobre uma plataforma móvel (7º eixo) com liberdade de movimentar-se na direção do eixo Y da base e sendo este acionado por um fuso de esferas com passo de 25,4 mm. A partir da situação apresentada, determine: a) As equações que indicam as coordenadas X, Y, Z da ferramenta do robô em relação à sua base no sistema original, antes da instalação do 7º eixo. (valor: 2,0 pontos) b) Os parâmetros de D-H para o frame do 7º eixo, inserido antes do eixo da primeira articulação. (valor: 3,0 pontos) c) As novas equações que indicam as coordenadas X, Y, Z da ferramenta em relação à base, após a instalação do 7º eixo. (valor: 3,0 pontos) d) O menor deslocamento possível de ser medido no posicionamento do novo eixo, sendo a leitura realizada com um encoder absoluto de 8 bits. (valor: 2,0 pontos). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Área livre QuEStão diSCurSiva 05 Uma manobra comumente adotada nas indústrias de processos é usar tanques como vasos-pulmão para absorver algumas perturbações oriundas dos desajustes de operação da planta. Nesse caso, o controle estrito do nível desses equipamentos torna-se dispensável, uma vez que não há necessidade de se operar o equipamento no valor desejado exatamente, mas permitem-se flutuações próximas desse ponto. Considere o projeto de um sistema de controle de nível de um vaso-pulmão, mostrado na figura, que pode armazenar um fluido na fase líquida e possui uma seção transversal A, uma vazão volumétrica de alimentação q0, e é descarregado com vazão volumétrica q por meio de uma bomba ideal. Sabe-se ainda que a vazão de descarga do vaso é a variável manipulada, e a vazão de alimentação é o distúrbio externo para essa malha de controle. q 0

Acerca desse sistema de controle, faça o que se pede nos itens a seguir. a) Apresente o modelo dinâmico no domínio do tempo que rege esse sistema. (valor: 3,0 pontos) b) Determine a função de transferência em malha aberta que relaciona o nível do vaso com as respectivas vazões de alimentação e descarga. (valor: 3,0 pontos) c) Demonstre que uma vazão q0 constante implica um erro em regime permanente, considerando a implementação de um controlador com apenas ação proporcional Gc(s) = –Kc . (valor: 4,0 pontos) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Área livre