Análise do impacto da comunicação em redes Foundation Fieldbus no desempenho de sistemas de controle

Abstract

Com o desenvolvimento e disseminação dos protocolos de rede, o surgimento dos chips de ASIC e queda dos preços do silício (estes dois últimos fatores possibilitando com que os sensores e atuadores pudessem ser equipados com interfaces de rede e com isso se tornarem nós independentes em uma rede de controle em tempo real), viabilizaram o desenvolvimento dos sistemas de controle em rede que hoje em dia vêm sendo amplamente utilizados. Juntamente com o aparecimento dos sistemas de controle em rede, novos problemas surgiram sendo um deles o atraso de transporte nas comunicações dos sensores/atuadores/controladores e as conseqüências relacionadas a este fator. Este trabalho tem por objetivo contextualizar sistemas de controle em rede no que concerne novas metodologias de sistemas de controle, escalonamento e apresentar as influências causadas pela comunicação em redes Foundation Fieldbus no desempenho de sistemas de controle.

The development and dissemination of network protocols, the arising of ASIC chip and price drops in silicon (these two last factors allow sensors and actuators be equipped with network interfaces and thus become independent nodes in a real-time control network), make the development of Networked Control Systems possible, which became widely used. New issues - such as an increase in the communication delay among distributed sensors, controller, and actuators have to be handled by designers when developing networked control systems in order to ensure that stability and other usual control performance requirements are met. In this work, the timing behavior of a networked control developed using a Foundation Fieldbus-based network is studied and in particular the impact that communication parameters as jitter, macrocycle, and message scheduling have on control performance metrics like overshoot and settling time are evaluated both theoretically as well as experimentally.