Modelagem e análise de circuitos hidráulicos usando redes de Petri

Abstract

Os sistemas hidráulicos situam-se dentro do domínio de sistemas mecatrônicos, pois são constituídos por circuitos hidráulicos e elétricos,assim como por programas implementados em controladores industriais.Em virtude disso, o projeto de sistemas hidráulicos é uma tarefa complexa e o estabelecimento de métodos durante as fases de desenvolvimento é muito importante. No entanto, até o momento não existe uma proposta consolidada. Frente a esta situação, o desenvolvimento de métodos de análise apresenta-se como uma alternativa para apoiar no projeto de sistemas hidráulicos. Nesse contexto, o presente trabalho propõe um procedimento para a verificação da concepção adotada para o circuito hidráulico. O método proposto considera o modelo do circuito hidráulico e o comportamento especificado. O modelo do circuito é representado por meio do uso da rede Canal - Agência e rede de Petri ordinária, também conhecida como rede de Petri lugar/transição. Por sua vez, a especificação do comportamento é representada por meio do uso da lógica temporal.Posteriormente, para analisar se o comportamento do circuito hidráulico está em conformidade ao esperado, emprega-se o método de verificação formal \"Model Checking\". Com o intuito de ilustrar as características do procedimento proposto, exemplos básicos de circuitos hidráulicos são apresentados. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que o método proposto tem grande potencial de aplicação para a verificação da concepção de circuitos hidráulicos em geral.<br>

Abstract: Hydraulic systems are considered as a part of mechatronic systems, as they are constituted by hydraulic and electrical circuits, as well as programs implemented in industrial controllers. As consequence, the design of hydraulic systems is a complex task and the establishment of methods during the phases of its development is very important. However up to date there is no consolidated proposal. After evaluating this situation, another approach is considered to support the design of hydraulic systems through the development of analytical methods. In this context, the aim of this research is to propose a procedure for verifying the constructive principle of hydraulic circuits. The proposedprocedure considers the model of the hydraulic circuit and the specification of the expected behavior. The model of the hydraulic circuit is represented by using Channel - Agency net and ordinary Petrinet, also known as a place/transition net. Moreover, the specification of the expected behavior is represented by using temporal logic. Subsequently, to analyze if the behavior of the hydraulic circuit is as expected, a formal verification tool \"Model Checking\" is used. Furthermore, examples of basic hydraulic circuits are presented to illustrate the main features of the proposed procedure. The results show that the proposed method has great potential for the verification of the design of hydraulic circuits in general.