Supervisores de secuencias de eventos discretos diseñados con redes de Petri bajo el software Arena

Abstract

Durante las últimas décadas la rápida evolución de la tecnología ha producido una proliferación de nuevos sistemas dinámicos, generalmente hechos por el hombre y de gran complejidad. Ejemplos de ellos son las redes de computadoras, sistemas de producción automatizados, control de tráfico aéreo y sistemas en general de comando, de control, de comunicaciones y de información. Todas las actividades en estos sistemas se deben a la ocurrencia asincrónica de eventos discretos, algunos controlados y otros no. Esta característica es la que lleva a definir el término de Sistemas de Eventos Discretos SED’s. La simulación de estos sistemas se ha convertido en una técnica muy importante para las empresas, los investigadores y estudiantes; permitiéndoles conocer con anticipación el comportamiento de un sistema real o hipotético, esto se debe a la popularidad de la simulación y a que los computadores y el software son cada vez mejores. El software de simulación ARENA de Rockwell Automation es una herramienta que permite construir el modelo de un sistema o proceso a estudiar de manera gráfica, mediante la utilización de una serie de módulos que representan el proceso modelado tipo “diagrama de flujo”, describiendo el flujo de las entidades en su paso por el sistema. Una vez realizado este, se introducen los datos de dichos módulos y se ejecuta la simulación. No obstante, el modelado en ARENA no incluye mecanismos formales de modelado que permitan conocer de antemano las buenas propiedades del modelo obtenido. Para lograr óptimos resultados en una simulación, se debe partir de modelos que expresen a cabalidad el comportamiento del sistema a estudiar, para ello en este proyecto se utiliza como formalismo de representación las redes de petri RdP, ya que son ampliamente conocidas y tienen un poder descriptivo capaz de capturar las características de los SED’s. Adicionalmente, para mejorar el desempeño y satisfacer los criterios de seguridad del modelo de un sistema, se plantea en este trabajo el uso de una metodología de diseño de supervisores basados en redes de petri para resolver problemas que no son contemplados como tal por dicho formalismo, usando las herramientas PIPE y Matlab para el cálculo del supervisor.

Finalmente, se implementan los modelos y los supervisores basados en el formalismo de RdP para tres casos de estudio que describen el comportamiento de sistemas de manufactura flexible, en el software de simulación industrial ARENA, lo cual se logra, a través de un método propio creado para la traducción de una RdP y su supervisor; de manera que se aproveche las características de esta herramienta y sea un estándar para modelar RdP en este software, además de permitir verificar el desempeño de los modelos obtenidos y validar dicho método.