Matteo Cantarelli è nato a Cagliari l'8 Dicembre 1982. Ha conseguito la Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica nel 2006 presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica dell’Università degli Studi di Cagliari e un MSc degree in Ingegneria dei Sistemi presso il laboratorio laboratorio LURPA dell'Ecole Normale Superieure di Cachan (Paris, France) nel 2006. Ha sviluppato la sua tesi di laurea specialistica in cooperazione tra il DIEE e il LURPA grazie a una borsa di studio internazionale dell'ENS di Cachan.
Matteo Cantarelli was born on December 8th 1982 in Cagliari. He obtained the Laurea Specialistica (Master) in Electronic Engineering in December 2006 at Department of Electrical and Electronic Engineering, University of Cagliari and a MSc degree in Systems Engineering in July 2006 at LURPA, ENS Cachan. His thesis research work was done in cooperation between DIEE and LURPA and was supported by an ENS international scholarship.
Relatori/Advisors
Prof. Alessandro Giua (DIEE - UNICA)
Prof. Jean-Marc Roussel (LURPA - ENSCachan)
Risorse/Resources
Sorgenti Python/Python sources
Documentazione/Documentation - (ZIP)
Case studies (Hosted by LURPA)
Control system design using Supervisory Control Theory: from theory to implementation
Abstract
This Master thesis deals with the design of the program for a control unit using Supervisory Control Theory (SCT) introducing a systematic methodology for development of event-driven supervisory control systems. Different difficulties arises in physical implementation of SCT and unfortunately there is still a gap between the theoretical development and the number of applications of SCT in the industry. The approach presented in this thesis is based on the introduction of different behavioural models among the entries of SCT. Both input and output electric signals of the PLC have been modelled to take into account the gap between an automaton event and a logic signal. A model of the interactions between the control unit and the process is included in the Plant model to facilitate the extraction of the controller behaviour from the supervisor. An approach to obtain from the Supervisor a Controller straightforwardly implementable is presented. The Controller is implemented as a Mealy machine. The obtained Controller is exploited as input for the automatic generation of the PLC control program. Two Use Case Studies have been treated to experiment the presented methodology. The first one deals with the control of an automatic gate for a car park while the second one controls a pick and place station. Both the use case studies are high detailed with built automata models and generated PLC control code.
Sommario
Questa tesi ha per oggetto il progetto di programmi per controllori a logica programmata (PLC) utilizzando la teoria del controllo supervisivo (SCT), un approccio sistematico per lo sviluppo di sistemi di controllo orientati agli eventi. L'impiego della SCT per il controllo di sistemi reali presenta diversi problemi e tra il suo sviluppo teorico e le sue applicazioni pratiche esiste a tutt'oggi ancora un enorme divario. L'approccio presentato in questa tesi è basato sull'introduzione di diversi modelli comportamentali tra i modelli di ingresso della SCT. Sia i segnali di input che i segnali di output del PLC sono stati modellizzati per tenere conto della differente natura di un automa ad eventi e di un segnale elettrico. E' stato introdotto inoltre un modello delle interazioni tra il PLC e il processo da controllare per rendere possibile l'estrazione del comportamento del controllore dal supervisore ottenuto con la SCT. Il comportamento del controllore, sottoinsieme del comportamento permesso dal supervisore, viene implementato in una macchina di Mealy. Il controllore così ottenuto viene direttamente utilizzato per produrre il codice di controllo per il PLC. Due casi di studio sono stati trattati per sperimentare e validare la metodologia presentata. Il primo si occupa del controllo di un cancello automatico in un parcheggio, mentre il secondo controlla una stazione di presa e rilascio all'interno di una catena di montaggio. Nella tesi entrambi i casi di studio sono trattati in dettaglio, e si presentano sia i modelli impiegati sia il codice generato e testato sul controllore PLC.