Apresentação

      O GCAR - Grupo de Controle, Automação e Robótica - é um grupo de pesquisa integrante do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e tem atuação no curso de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da mesma universidade. O GCAR mantém programa de intercâmbio/cooperação nacional e internacional com outros programas de pós-graduação, bem como mantém projetos de cooperação com indústrias do setor. Possuindo hoje mais de 15 anos de experiência no desenvolvimento de projetos de pesquisa, orientação e formação de recursos humanos nas áreas de Automação Industrial, Controle de Sistemas Dinâmicos e Robótica.

Linhas de Pesquisa

        A produção científica do GCAR garante o alto nível acadêmico do mesmo. Neste sentido podem ser relacionadas algumas linhas de pesquisa do Grupo:

• Arquiteturas Computacionais para Sistemas de Controle e Automação Industrial

  • Descrição: Esta linha de pesquisa aborda a definição de arquiteturas computacionais (Isto é, software e hardware) para sistemas de automação. Tópicos como arquiteturas reusáveis, particionamento de hardware e software, métricas para análise de projetos, entre outros são pesquisados.

  • Professores Atuantes:

    • Carlos Eduardo Pereira

    • Walter Fetter Lages

     

• Sistemas de Tempo-Real

  • Descrição: Aplicações na área de automação industrial, controle e robótica são caracterizadas por uma forte interação com processos físicos, os quais normalmente são concorrentes e possuem restrições temporais que devem ser respeitadas, a fim de garantir-se a correção e mesmo a integridade do sistema. Sistemas computacionais cuja correção depende não apenas de um correto processamento lógico de entradas e saídas, mas também dos instantes de tempo em que informações são amostradas, respostas geradas e possuem restrições quantos aos tempos de processamento são conhecidos por sistemas tempo-real. Esta linha de pesquisa aborda atividades relacionadas com o completo ciclo de vida de sistemas tempo-real e metodologias de projeto, abrangendo desde a especificação de requisitos, passando por padrões de projeto e particionamento de hardware e software até ambientes de programação, execução e testes.

  • Professores Atuantes:

    • Carlos Eduardo Pereira

    • Walter Fetter Lages

• Protocolos de Comunicação Industriais

  • Descrição: Recentes avanços nas áreas de eletrônica, microprocessadores e computação tem influenciado fortemente as modernas arquiteturas de sistemas de automação. É notoria uma tendência à decentralização do controle e de um aumento considerável do poder de processamento dos dispositivos de chão de fábrica. Neste contexto, a definição de protocolos de comunicação que satisfaçam os requisitos industriais (confiabilidade, temporização, robustez) é de grande importância. Esta linha de pesquisa aborda aspectos de comunicação em ambientes industriais com ênfase nos chamados protocolos fieldbus, ou seja, aqueles protocolos utilizados no chão-de-fábrica. Dentre os diferentes protocolos abordados em projetos de pesquisa destacam-se Profibus, Foundation Fieldbus e CAN.

  • Professores Atuantes:

    • Carlos Eduardo Pereira

    • Walter Fetter Lages

     

• Controle de Processos

  • Descrição: Esta linha de pesquisa caracteriza-se pelo desenvolvimento de novas técnicas bem como o aprimoramento e a aplicação de técnicas de controle pré-desenvolvidas a processos industriais. Entre estas técnicas destacam-se algoritmos de sintonia e adaptação para controladores PID, controle preditivo e controle adaptativo.

  • Professores Atuantes:

    • João Manoel Gomes da Silva Jr.

    • Alexandre Sanfelice Bazanella

     

• Sistemas não Lineares

  • Descrição: Estudo e aplicação de técnicas de análise e síntese de controles não lineares para sistemas específicos: robôs manipuladores, motor de indução, sistemas de energia e outros.

  • Professores Atuantes:

    • João Manoel Gomes da Silva Jr.

    • Alexandre Sanfelice Bazanella

     

• Controle sob Restrições

  • Descrição: O objetivo desta linha consiste no estudo de técnicas de controle robustas e que levem em conta restrições de amplitude e taxa de variação nos sinais de atuadores bem como restrições de amplitude em variáveis de estado. Questões relativas principalmente à estabilidade e ao desempenho dos sistemas sujeitos a tais restrições são focados.

  • Professores Atuantes:

    • João Manoel Gomes da Silva Jr.

     

• Sistemas Flexíveis de Manufatura

  • Descrição: A disponibilidade de dispositivos industriais com elevada capacidade de processamento, capazes de se comunicarem e coordenarem suas ações via barramentos industriais, representa um aumento considerável das oportunidades de automação de sistemas. Uma das áreas em que é mais notória esta influência é na de sistemas flexíveis de manufatura, isto é, sistemas com a capacidade de adaptarem-se rapidamente a novas demandas motivadas por necessidades do mercado consumidor ou por variáveis de produção e capazes de otimizar esta produção nas mais variadas situações. Nesta linha de pesquisa sao abordados tópicos como modelagem e simulação destes sistemas de manufatura, análise de arquiteturas e metodologias para pequenas e médias empresas, entre outros.

  • Professores Atuantes:

    • Carlos Eduardo Pereira

    • Renato Ventura Bayan Henriques

     

• Robótica

  • Descrição: Nesta linha de pesquisa trabalha-se com robôs manipuladores, robôs móveis e robôs de serviço, enfocando o desenvolvimento de estratégias avançadas para controle de robôs, programação off-line e implementação de robôs com arquitetura aberta. Consoante as modernas tendências em robótica, procura-se desenvolver métodos que permitam aos robôs tratarem as incertezas associadas ao ambiente, dotando-os de capacidades sensoriais através de sensores de força/momento e de técnicas de visão computacional.

  • Professores Atuantes:

    • Renato Ventura Bayan Henriques

    • Walter Fetter Lages

• Identificação de Sistemas com Mínimo Custo

  • Descrição: A modelagem e identificação de processos e crucial para um ajuste adequado dos controladores e a identificação requer a realização de experimentos sobre o processo a ser controlado. O custo operacional desses experimentos, em termos do tempo necessário para realizá-los e/ou da energia dispendida para tanto,
    inviabiliza em muitos casos a correta identificação dos processos, o que faz com que a maioria das malhas de controle encontradas na industria sejam operadas com ajustes muito pobres, com serias consequências sobre a qualidade e a produtividade da industria. Essa linha de pesquisa visa desenvolver metodologias com minimo custo operacional para a identificação de modelos processos para processos industriais, a fim de viabilizar do ponto de vista prático a obtenção de modelos adequados para o ajuste de controladores. Com essa finalidade procura-se a solução de questões teóricas fundamentais ao entendimento desse problema bem como o desenvolvimento de procedimentos específicos para o projeto de experimentos de baixo custo - tanto sua formulação genérica quanto sua aplicação a processos industriais especificos.

  • Professor Atuante:

    • Alexandre Sanfelice Bazanella

Infraestrutura

       As atividades de ensino, pesquisa e transferência de tecnologia do GCAR são desenvolvidas no Laboratório de Sistemas de Controle, Automação e Robótica (LASCAR) do Departamento de Engenharia Elétrica (DELET).

        Neste laboratório, existem protótipos de processos industriais destinados a atividades de ensino e ao teste e validação em tempo real de algoritmos e estratégias de controle. Associado a estes, tem-se disponíveis CLP's, controladores PID industriais bem como placas de aquisição de dados para supervisão e controle via microcomputadores.

Atividades de Pós-Graduação

       A Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) oferece o Programa de Pós Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) em nível de mestrado e Doutorado nas áreas de Instrumentação e Automação Industrial onde o corpo docente do GCAR atua diretamente.

Transferência de Tecnologia

      A Escola de Engenharia e o DELET têm uma tradição regional, tanto em ensino quanto em cooperação com empresas e indústrias. Esta cooperação dá-se, sobretudo, através da formação de recursos altamente qualificados bem como pela realização de pesquisas conjuntas e transferência de tecnologia. O GCAR, enquadrado nesta filosofia de interação com o setor produtivo, tem assim contribuído significativa e continuamente para a modernização do parque industrial gaúcho.

      Neste sentido, o GCAR oferece suporte para atualização tecnológica por meio da realização de cursos, consultorias e projetos, atuando em parceria com órgãos, entidades de ensino e/ou pesquisa de caráter comercial, industrial ou de serviços. Alguns exemplos de parcerias entre indústrias e GCAR são: Asea Brown Boveri (ABB), Grupo Digicon, Altus Sistemas de Informática S/A, Novus Produtos Eletrônicos Ltda, Souza Cruz S/A, Home Systems, Coester, Smar, CEEE, Procempa, Petrobrás.

       Tais parcerias podem ser efetivadas diretamente ou através de editais específicos de órgãos fomentadores de pesquisa, tais como CAPES, CNPq e FINEP.