Formalização da rede de Petri canal/agência para projeto de equipamentos industriais

Abstract

Esta dissertação apresenta uma proposta de formalização para a estrutura da rede de Petri Canal/Agência (rede C/A ou RdP C/A). A rede C/A é um modelo funcional e estrutural usado principalmente na fase de projeto conceitual de sistemas técnicos, particularmente em sistemas automáticos. Trata-se de uma ferramenta útil para situações onde existe a necessidade de um modelo capaz de integrar e otimizar os diferentes aspectos inerentes ao projeto, adaptando-se às várias tecnologias e possibilitando uma efetiva interação entre as equipes envolvidas. Graficamente a RdP C/A é um grafo direcionado bipartido, composto por dois elementos básicos: unidades ativas, representadas por retângulos e unidades passivas representadas por círculos, conectados por arcos direcionados que representam o fluxo de recursos. O formalismo proposto consiste em gerar um modelo matemático equivalente à estrutura do modelo gráfico, baseado na teoria de conjuntos, funções e matrizes, similarmente ao tratamento dado as redes de Petri marcadas. Com o formalismo inserido à RdP C/A se torna possível a elaboração de métodos matemáticos de análise e síntese da rede. Neste trabalho de mestrado serão expostos os procedimentos de análise de coerência estrutural, de fluxo de recursos e dependência, como também os procedimentos de condensação e análise de compatibilidade entre redes C/A. Procedimentos estes que, apesar de ainda não comporem um software, podem ser utilizados como guia para a criação de uma ferramenta computacional capaz de executar todas as rotinas matemáticas automaticamente. A fim de validar a teoria inserida nesta dissertação, todos os conceitos teóricos são aplicados ao projeto de um regulador de velocidade para a central hidrelétrica Passo do Inferno, que utiliza uma turbina do tipo Francis e tem potência nominal igual a 1.665 kVA. Os métodos de análise e a rede C/A, agora formal, são aplicados sobre a central hidrelétrica a fim de obter um modelo geral coerente, baseado em uma hierarquia de redes C/A, capaz de representar o sistema como um todo. O detalhamento, utilizando diagramas específicos, fica restrito à unidade de potência hidráulica e aos sistemas hidráulicos que atuam na regulagem da velocidade.