Universidad De OrienteNúcleo de Anzoátegui

Escuela de Ingeniería y Ciencias AplicadasDepartamento de Electricidad

Automatización y Control de Procesos

Profesor: Ing. Danilo Navarro

Bachiller: Francisco MedinaC.I: 22.628.604

Barcelona, 10 de Noviembre del 2015.

Diagramas para la simulación de Sistemas

Eventos Discretos Definición: es una acción que ocurre

solo una vez en el tiempo, por lo cual se vuelve única en el sistema y puede ocasionar que el estado del sistema cambie.

Sistema: es un objeto complejo cuyos componentes se relacionan con al menos algún otro componente; puede ser material o conceptual. Todos los sistemas tienen composición, estructura y entorno, pero sólo los sistemas materiales tienen mecanismo, y sólo algunos sistemas materiales tienen figura (forma).

Eventos Discretos Tipos de Sistemas:

• Sistema Discreto: - Las variables de estado cambian solo en un conjunto

discreto de puntos en el tiempo.- Ejemplo: banco.

• Sistema Continuo: - Las variables de estado cambian de forma continua en

el tiempo. - Ejemplo: nivel de agua en un pantano.

Eventos Discretos El análisis de eventos discretos sirve para evaluar

sistemas, y para ello es necesario considerar algunos aspectos:

• Imitación del funcionamiento de un proceso real con el tiempo.

• Se necesita un modelo del sistema real.• Se genera una historia artificial de sucesos en el

sistema y sus repercusiones• Simulación a mano o por ordenador.• Si el modelo es muy simple se podría resolver

matemáticamente.• Modelos realistas son demasiado complejos para

soluciones analíticas.

Eventos Discretos Componentes de un sistema de eventos discretos:

• Entidad- Un objeto de interés en el sistema.• Atributo- Propiedad de una entidad.• Actividad- Un periodo de tiempo de una longitud especifica.

Ejemplo: Un banco- Los clientes podrían ser entidades.- Su saldo en cuenta seria un atributo.- Hacer depósitos es una actividad.

Eventos Discretos Estado del sistema: grupo de variables para describir

el sistema en un momento cualquiera, en relación con los objetivos de estudio.

Ejemplo: banco.- Número de cajeros ocupados.- Número de clientes esperando en cola.- Instante en que llegara el siguiente cliente. Evento: suceso instantáneo que puede cambiar el

estado del sistema.

Ejemplo:-Llegada de un nuevo cliente (exógeno).- Cliente termina de ser atendido (endógeno).

Eventos Discretos Modelo del sistema de eventos discretos:

• Es una simplificación del sistema.• Considera solo los aspectos que afectan al problema

en estudio.• Debe ser lo suficientemente detallado para poder

obtener conclusiones que apliquen al sistema real.• Su comportamiento se caracteriza por una secuencia

finita o infinita de estados delimitados por eventos que ocurren de manera asíncrona.

Eventos Discretos Ejemplos:

Eventos Discretos Ejemplos:

Eventos Discretos Ejemplos:

Eventos Discretos Otros ejemplos:

• Redes de computadoras y de comunicaciones.• Sistemas de manufactura automáticos.• Sistemas de control de tráfico.• Sistemas de control, comunicación e información.• Sistemas avanzados de monitoreo y control.• Sistemas inteligentes de transporte.• Sistemas distribuidos.• Etc.

Redes de Petri Definición: una red de Petri es una representación

matemática o gráfica de un sistema a eventos discretos en el cual se puede describir la topología de un sistema distribuido, paralelo o concurrente. La red de Petri esencial fue definida en la década de los años 1960 por Carl Adam Petri.

1. Un sistema distribuido se define como una colección de computadoras separadas físicamente y conectadas entre sí por una red de comunicaciones.

2. Los sistemas paralelos son aquellos que tienen la capacidad de realizar varias operaciones de manera simultánea.

3. La computación concurrente es la simultaneidad en la ejecución de múltiples tareas interactivas.

La topología de

red se define como el mapa

físico o lógico de una 

red para intercambiar

datos.

Redes de Petri Algunas topologías de red:

Redes de Petri Tres ventajas potenciales de modelar sistemas

mediante las redes de Petri:

1. El sistema completo es a menudo mas fácil de entender debido a la naturaleza gráfica y precisa del esquema de representación.

2. El comportamiento del sistema puede ser analizado utilizando la teoría de las redes de Petri, que incluye herramientas para el análisis tales como los arboles de marcados y establece relaciones entre ciertas estructuras de redes y el comportamiento dinámico. Pueden aplicarse también técnicas para la verificaciones de programas paralelos.

Redes de Petri Tres ventajas potenciales de modelar sistemas

mediante las redes de Petri:

3. Puesto que las redes de Petri pueden sintetizarse usando técnicas de «bottom-up» y «top-down», es posible diseñar automáticamente sistemas cuyo comportamiento es conocido o fácilmente verificable.

Top-down (‘de arriba abajo’) y bottom-

up (‘de abajo arriba’) son estrategias de procesamiento de

información características de las ciencias de la

información, especialmente en lo relativo al software.

Redes de PetriPara facilitar su uso en diferentes campos de aplicación, el modelo original se ha extendido en dos

aspectos:

1. Introducción de modificaciones estructurales para incrementar la potencia o la comodidad de modelado o para facilitar la solución de problemas de análisis.

2. Definición de redes de Petri temporizadas que se pueden utilizar para analizar cuantitativamente las prestaciones del sistema modelado.

Redes de Petri Conceptos básicos:

Grafo:  un grafo (del griego grafos: dibujo, imagen) es un conjunto de objetos llamados vértices o nodos unidos por enlaces llamados aristas o arcos, que permiten representar relaciones binarias entre elementos de un conjunto.1

Redes de Petri

Redes de PetriOtra forma de verlo:

Redes de Petri

Podemos ver 3 lenguajes de modelado, en los cuales nosotros debemos basarnos para modelar procesos; nos permite que podamos ver el flujos de como se ira ejecutando el proceso.

Redes de Petri

Tokens

Arcos dirigidos: nos permite poner los estados o transiciones, transiciones con estado.

Redes de Petri

Redes de Petri

Redes de Petri

Redes de Petri

GrafcetBásicamente, el GRAFCET, es un modelo de representación gráfica, de los sucesivos comportamientos de un sistema lógico, predefinido por sus entradas y salidas.

GrafcetUn GRAFCET esta compuesto por:

• Etapa: define un estado en el que se encuentra el automatismo. Las etapas de inicio se marcan con un doble cuadrado.

• Acción asociada: define la acción que va a realizar la etapa, por ejemplo conectar un contactor, desconectar una bobina, etc.

• Transición: es la condición o condiciones que, conjuntamente con la etapa anterior, hacen evolucionar el GRAFCET de una etapa a la siguiente, por ejemplo un pulsador, un detector, un temporizador, etc.

GrafcetPasos y aspectos a seguir para elaborar un GRAFCET:

Grafcet

Grafcet

Grafcet

Grafcet

Grafcet

Grafcet

Guía GemmaLa guía GEMMA contiene todos los estados (rectángulos) posibles en la mayoría de instalaciones automatizadas. El diseñador estudiará estado por estado para determinar cuales son los estados necesarios en el automatismo y escribirá dentro de cada rectángulo la descripción correspondiente y las diferentes variantes (si las hay).

En el caso de que un estado no sea posible o sea innecesario, hará una cruz indicando claramente que aquel estado no se ha de considerar.

Una vez definidos los diferentes estados, será necesario estudiar entre que estados la evolución es posible; recordando que la guía lleva indicados con línea discontinua los caminos entre estados de uso más habitual.

Guía GemmaEstas evoluciones se indicarán resiguiendo los caminos marcados con una línea continua más gruesa o, en el caso de que el camino deseado no esté propuesto, trazándolo con las mismas características que los demás.

Finalmente, en forma parecida a como se indican las transiciones del GRAFCET, se marcarán las condiciones necesarias para poder seguir un determinado camino.

Guía Gemma Algunos

ejemplos:El sistema está parado en el estado inicial (A1). Cuando las condiciones de puesta en marcha se verifican (modo de marcha, pulsador de arranque, etc.) se pasa a funcionar en modo normal (F1).

Cuando el operador pulsa el pulsador de parada a fin de ciclo, la máquina pasará al estado de parada a fin de ciclo (A2) y, cuando acabe el ciclo pasará al estado inicial (A1).

Marcha por ciclos, y parada a fin de ciclo.

Guía Gemma Algunos

ejemplos:En este caso la máquina puede pasar a funcionar en este modo (F5) cuando está parada (A1) o cuando está en producción normal (F1) si se selecciona el modo etapa a etapa.

Mientras la máquina funcione etapa a etapa será necesario pulsar un pulsador para pasar de una etapa a la siguiente. Seleccionando el modo normal la máquina pasará al estado de producción normal (F1).

Si se selecciona el modo normal cuando la máquina está en la última etapa y se pulsa el pulsador de parada la máquina se parará (A2 seguido de A1).

Gracias