O mestrando elaborou algoritmos (instruções computacionais) necessários a operações complexas de controle e automação em indústrias, aptos a operar com marcas diversas (modularidade). É a primeira dissertação do Mestrado de Engenharia Mecânica a ser apresentada na Unisanta, dia 23 próximo, às 19 horas.

Possibilitar maior nível de confiabilidade e segurança em equipamentos nas indústrias, através de técnicas de programação fundamentadas em lógicas não-clássicas. Esse foi o objetivo de trabalho a ser apresentado à banca examinadora pelo mestrando Cláudio Luís Magalhães Fernandes no próximo dia 23 de novembro, às 19 horas, no Consistório da Universidade Santa Cecília (Unisanta).

O  titulo da Dissertação: Lógica Paraconsistente Aplicada em Sistemas de Automação e Controle se enquadra no Programa de Mestrado Profissionalizanteem Engenharia Mecânica, com ênfase na área de concentração Automação e Controle de Processos.

O orientador da dissertação, prof. Dr. João Inácio da Silva Filho, lembra que a automação que utiliza Controladores Programáveis (CP) é bastante comum em aparelhos como televisores (ajustes, controle), máquinas de lavar louça, de lavar roupa, geladeiras, no carro (ajustes de vidro da porta, para-brisas, automatismos de troca de marchas), em portões residenciais, elevadores, etc.

“No entanto, Controle e Automação são muito mais utilizados nas indústrias, onde se deseja produzir de modo rápido, seguro e com eficiência. “Eficiência” significa que as máquinas deverão estar bem reguladas para evitar desperdícios de produto e de energia”. Ele dá um exemplo: para empresa que produz grandes quantidades, se o nível de determinado líquido que esteja sendo embalado ultrapassar poucos milímetros por garrafa, haverá desperdícios e altos prejuízos no final do dia. Por outro lado, se o nível for um pouco menor que o estipulado pela Agencia Reguladora, a empresa pode ser multada, o que também acarretará prejuízos com multas e reclamações.

Para melhorar a qualidade do produto, as indústrias utilizam os Controladores Programáveis CPs, que são computadores especialmente fabricados, e que,  em sua programação,  utilizam algoritmos capazes de analisar, como neste caso do exemplo, os níveis das garrafas com extrema rapidez e com grau de confiabilidade muito maior, quando comparado a um operador que faria esse controle manualmente, ou com verificação visual.

O problema é que, à medida que a tecnologia avança nas indústrias, os CPs são a cada dia mais exigidos e existem diversos fabricantes dessas máquinas.  Daí a necessidade de se procurar novas formas para se criar algoritmos cada vez mais rápidos e eficientes. Mas, não basta que estes sejam eficientes funcionandoem um Computadorde uma única Marca é necessário que possam também ser armazenadosem outros CPsde outros fabricantes (modularidade), sem causar problemas. Para isso foram criadas as Normas Técnicas (IEC) que regulamentam o mercado de CPs e indicam como estes deverão apresentar recursos para inclusão de algoritmos. Atualmente, importantes pesquisas se desenvolvem para que novas lógicas sejam aplicadas, visando melhor resposta dos algoritmos às questões e aos desafios impostos pela exigência do mercado tecnológico ligado a área de automação e controle.

Modularidade

O segredo da boa automação e controle está na utilização de algoritmos adequados à operação. Define-se algoritmo como “uma sequência finita de instruções bem definidas e não ambíguas, que podem ser executadas mecanicamente num período de tempo finito e com uma quantidade de esforço finita. Os algoritmos podem repetir passos (fazer iterações) ou necessitar de decisões (tais como comparações ou lógica), até que a tarefa seja completada. Um algoritmo corretamente executado não resolverá um problema se estiver implementado incorretamente ou se não for apropriado ao problema”.

A Lógica Paraconsistente enquadra-se na procura desses novos algoritmos, e traz propostas diferentes daquelas que utilizam a lógica clássica binária e que constroem os algoritmos que estão aplicados nos CPs atualmente. A dissertação de Cláudio Luís Magalhães Fernandes apresenta um trabalho com o Algoritmo da Lógica Paraconsistente, o “Para-Analisador”, que foi desenvolvido pioneiramente pelo pesquisador João Inácio, em sua tese de doutorado defendida em 1999. Agora, o pesquisador Cláudio Fernandes desenvolveu todos os códigos do Para-Analisador inserindo-o dentro de moderníssimas Normas (IEC), feitas especialmente para os Controladores Programáveis, e que especifica um item (7) especialmente dedicado as Lógicas não-Clássicas.

Desde 1990, o Para-Analisador tem sido aplicado com êxito em hardware de sistemas de controle de robôs móveis autônomos e em controle de processos contínuos de temperatura. No entanto, todos os desenvolvimentos não permitiam modularidade e nem reutilização de código, isto é, não cumpriam as novas exigências do mercado. A implantação do Algoritmo Para-Analisador, demonstrada na dissertação de Cláudio Fernandes, permite que todas as propriedades da Lógica Paraconsistente Anotada, sejam utilizadas por um Controlador Programável em controle de processos contínuos, ou de manufatura, dentro da Norma IEC 61131-7.

“Após a apresentação do Para-Analisador em 1999 diversas pesquisas de pós-doutoramento, de mestrado e doutorado produzidas por professores e alunos da Unisanta já foram aprovadas em bancas acadêmicas. Portanto, este é mais um importante avanço nas pesquisas de aplicação da Lógica Paraconsistente em automação Industrial, colocando outra vez o Grupo de Pesquisa da Unisanta (GLPA) no top das pesquisas em aplicação deste tipo de Lógica que, aos poucos, vai sendo reconhecida mundialmente.

 

Relevância da pesquisa

O mestrando utilizou o Algoritmo da Lógica Paraconsistente Anotada em dois valores (LPA2v) em Sistemas de Automação e Controle, através de CP – Controlador Programável, seguindo a Norma IEC 61131 em seu item 7, que preconiza o estudo de lógicas não-clássicas. A LPA2v é uma lógica não-clássica, que apresenta como principal propriedade a capacidade de tratar contradições entre dados, repetindo o comportamento da mente humana, de lidar com dados contraditórios de uma realidade.

Cláudio Luís Magalhães Fernandes sustenta que a relevância nos resultados de sua pesquisa é a “implementação inédita do Algoritmo Para-Analisador funcionando através de um Controlador programável. A contribuição nas pesquisas de automação e controle fica destacada pela criação deste bloco funcional do algoritmo Para-Analisador (BF_Paracon)  que engloba características de uma lógica não-clássica. A modularidade demonstrada facilita a implementação de sistemas de controle de automação baseados em fundamentos da Lógica Paraconsistente, bem como permite a união de blocos que atuam em conjunto com lógicas clássicas e sistemas baseados em outras linguagens pertencentes à Norma (Ladder) dos CPs.

A pesquisa teve como co-orientador o Prof. Dr. Maurício Conceição Mário.

Segue resumo da dissertação:

“A LPA2v é uma lógica não-clássica, que apresenta como principal propriedade a capacidade de tratar contradição. Quando interpretadaem seu Reticulado Associadopode-se deduzir equações dos fundamentos da LPA2v, das quais são originados algoritmos para tratamento de sinais contraditórios.

Utilizando, uma das linguagens da Norma em seu item 3, denominada linguagem de Texto Estruturado, foi criado um bloco funcional baseadoem um Algoritmoda LPA2v denominado de Para-Analisador.

O Para-Analisador tem sido aplicado com êxito em hardware de sistemas de controle de robôs móveis autônomos e em controle de processos contínuos de temperatura, no entanto todos os desenvolvimentos foram dedicados, não possuindo modularidade e nem reutilização de código. A implantação do BF_Paracon permite que todas as propriedades da Lógica Paraconsistente Anotada que estavam presentes no Para-Analisador sejam utilizadas por um Controlador Programável em controle de processos contínuos ou de manufatura dentro da Norma IEC 61131.

Para demonstrar a aplicação da LPA2v dentro destas condições foi implementado um controle de temperatura em uma malha fechada onde o Para-Analisador funciona como o bloco principal de controle da malha. Foi feito um estudo comportamental da malha controlada pelo algoritmo da LPA2v com um controle convencional PID mostrando afinidades entre os dois tipos de controle.

A relevância nos resultados desta pesquisa se destaca na implementação inédita do Algoritmo Para-Analisador funcionando através de um Controlador programável. A contribuição nas pesquisas de automação e controle fica destacada pela criação deste bloco funcional (BF_Paracon) que engloba características de uma lógica não-clássica, onde é demonstrado que a sua modularidade facilita a implementação de sistemas de controle de automação baseados em fundamentos da Lógica Paraconsistente, bem como permite a união de blocos que atuam em conjunto com lógicas clássicas e sistemas baseados em outras linguagens pertencentes a Norma (Ladder).

Os resultados obtidos nesta pesquisa abrem um amplo campo de desenvolvimento para utilização de lógicas não-clássicas inseridas na Norma IEC 611 31 -7 aplicadas à Sistemas de Controle e Automação com a utilização de Controladores Programáveis.