Closing the Gap between supervisory control theory and the real world: implementing supervisors in simulated industrial environments
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Autores
Rodriguez Pereira, Mateo Andres
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Inglés
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Resumen
La expansión de la industria mundial exige sistemas de automatización y control cada vez más sofisticados y flexibles
. Este trabajo pretende abordar el reto de implantar estos sistemas
aprovechando la Teoría del Control Supervisorio (SCT), que ofrece un método formal, sencillo y
flexible para controlar las plantas de producción. SCT abstrae estas plantas como Sistemas de Eventos Discretos
(DES) y modela su comportamiento a través de autómatas activados por eventos discretos
. Al traducir los modelos de autómatas a código de Texto Estructurado conforme a la norma IEC61131
, este trabajo tiende un puente entre el SCT y las aplicaciones del mundo real. La implementación
se probó utilizando una biblioteca Python desarrollada para sintetizar y generar código de texto estructurado
, integrando funcionalidades de la biblioteca TCT. Se modelaron tres plantas de fabricación de diversa complejidad
utilizando el software Factory I/O, con supervisores sintetizados para cada planta
y su respectivo código de Texto Estructurado implementado en la plataforma openPLC.
Esta investigación demuestra la viabilidad y eficacia de los sistemas de control basados en supervisores
en entornos industriales simulados y muy realistas, abordando cuestiones clave como
el efecto avalancha, la causalidad y la elección de eventos. Los resultados de este trabajo subrayan el potencial de
para el diseño de control supervisor modular y eficiente en la industria, sentando las bases
para futuras investigaciones y aplicaciones en la implementación de SCT (Texto tomado de la fuente).
Abstract
The expansion of global industry requires increasingly sophisticated and flexible automation
and control systems. This work intends to address the challenge of implementing these systems
by leveraging Supervisory Control Theory (SCT), which offers a formal, simple, and
flexible method for controlling production plants. SCT abstracts these plants as Discrete
Event Systems (DES) and models their behavior through automata triggered by discrete
events. By translating automata models into Structured Text code adhering to the IEC61131
standard, this work bridges the gap between SCT and real-world applications. The implementation
was tested using a Python library developed to synthesize and generate structured
text code, integrating TCT library functionalities. Three manufacturing plants of varying
complexity were modeled using Factory I/O software, with supervisors synthesized for each
plant and their respective Structured Text code implemented on the openPLC platform.
This research demonstrates the feasibility and effectiveness of supervisor-based control systems
in simulated and very realistic industrial environments, addressing key issues such as
the avalanche effect, causality, and event choice. The findings of this work underscore the
potential for modular and efficient supervisory control design in the industry, laying the
groundwork for future research and applications in SCT implementation.
Palabras clave propuestas
Descripción
ilustraciones, diagramas, tablas