Cómo utilizar simuladores basados en multiagentes para scada en aplicaciones del ámbito industrial
- Autores: Ismael Fabricio Chaile Alfaro
- Directores de la Tesis: Lluís Ribas Xirgo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Antoni Grau Saldes (presid.), Joan Oliver Malagelada (secret.), Luís Domingos Ferreira Ribeiro (voc.)
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- Resumen
Esta tesis aborda el problema de cómo utilizar simuladores ABM para la supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) en aplicaciones del área industrial. Mayormente el uso de los simuladores se limita a la etapa de diseño y en algunos casos se extiende a la interacción con el entorno real de manera temporal, como es el caso de HIL o Co-Sim. En este trabajo se propone su uso desde la etapa inicial, hasta el despliegue del mismo, dejando la simulación para SCADA permanente de la aplicación final. Implementar la solución de esta manera tiene, al menos, una ventaja: la posibilidad de agilizar el despliegue de sistemas que interactúan con la realidad, como es el caso del entorno industrial. Esto se puede lograr por medio de una serie de herramientas que se presentan en esta tesis y que permiten aprovechar gran parte del modelo que ya ha sido verificado y validado mediante simulación y embeber únicamente una pequeña parte del mismo en el componente de la realidad que se desea supervisar y/o controlar. Realizar SCADA en tiempo real utilizando simuladores, como se plantea en esta tesis, presenta un principal desafío, el de poder cerrar el lazo de supervisión y control lo suficientemente rápido para que no haya pérdida de mensajes y datos. Para hacer frente a este desafío, se dota a los componentes de la realidad de una cierta autonomía, convirtiéndolos en agentes y se realiza una representación del entorno real mediante una simulación que se sincroniza con la realidad, todo ello concebido mediante una entidad denominada ALOHA. ALOHA significa Abstraction/Architecture/Approach that Leads to Organize Hybrid/Heterogeneous Agents y, aunque el nombre representa un acrónimo, parte de una base más filosófica en la que se considera que todo agente ‘educado’ debería saludar al iniciar y finalizar el acto comunicacional. Utilizar simuladores con el enfoque planteado en esta tesis implica proveer al diseñador de un entorno de trabajo (framework) integrado por herramientas que permitan implementar el modelo del sistema, la arquitectura de control, el agente ALOHA, el modelo de sincronización y una metodología que sugiera cómo llevar a cabo todo el proceso desde el diseño hasta el despliegue. Implementar lo ya detallado dentro del entorno industrial implica también que esta solución tenga en cuenta los desafíos actuales y futuros de esta área, como pueden ser cuestiones relacionadas con robustez, flexibilidad, adaptabilidad, evolutividad etc., sin perder de vista los requerimientos de las tendencias a nivel industrial como lo son la Industria 4.0, las Smart Factories y el I2oT (de Industrial Internet of Things). Finalmente, para la validar la hipótesis de esta tesis, se construyeron dos demostradores en dos aspectos distintos del control en el área industrial, el primero relacionado con el sistema de transporte de muestras en laboratorios automáticos utilizando AGVs y el segundo, con el control de un elemento de un sistema de manufactura, representado por una celda de producción compuesta por un brazo neumático. Los dos sistemas han sido desarrollados e implementados con las herramientas elaboradas fruto de este trabajo y los resultados, analizados en cuanto a calidad de sincronización, restricciones de tiempo real y agilidad en cuanto a su implementación.
