MÔ HÌNH HÓA hệ thống rời rạc (gián đoạn theo kiện) TỔNG QUAN Các hệ thống gián đoạn theo kiện Tĩnh Discrete Event system (DES) Động Discrete Event Dynamic System (DEDS) - Bài toán phân bố xác xuất - Bài toán mô hình hóa DDES - Bài toán đường ngắn - Bài toán điều khiển - Chuỗi Markov - Mạng Petri, Statefow - MOORE, PERT - Grafcet NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Mạng Petri • Các khái niệm • Mạng Petri đánh dấu • Phân tích mạng Petri (cây trạng thái, rút gọn, phương pháp toán) • Mô hình hóa hệ thống DEDS mạng Petri • Mạng Petri ngôn ngữ PNML Chương 2: GRAFCET • Từ mạng Petri đến Grafcet • Các qui tắc biến đổi • Lập trình điều khiển Grafcet cho PLC Chương 3: STATEFLOW • Các đối tượng state flow • Mô hình hóa hệ thống DEDS stateflow • Liên kết stateflow Simulink Chương 1:Mạng Petri Chương 1: Mạng Petri 1.1 Các khái niệm 1.2 Mạng Petri đánh dấu 1.3 Phân tích mạng Petri (cây trạng thái, rút gọn, phương pháp toán) 1.4 Mô hình hóa hệ thống DEDS mạng Petri 1.5 Mạng Petri ngôn ngữ PNML Chương 1:Mạng Petri 1.Các khái niệm 1.1 Giới thiệu - MẠNG PETRI Do Carl Adam Petri giới thiệu lần vào năm 1962 luận án tiến sỹ đại học Darmstadt (Đức) - Công cụ hình học (graph) toán học để mô hình hóa hệ thống với kiện gián đoạn (DEDS Discrete Event Dynamic Systems) - Ứng dụng: Thiết kế, phân tích, giám sát hệ thống điều khiển, mạng trao đổi thông tin, hệ thống sản xuất p2 p1 p3 t2 t1 p4 p5 Chương 1:Mạng Petri Các khái niệm 1.2 Định nghĩa Mạng Petri N (PN) biểu diễn gồm thành phần: N = P tập hợp vị trí (place) T tập hợp chuyển tiếp (Transition) Pre (Input): ma trận trọng lượng cung từ vị trí đến chuyển tiếp Post (Output): ma trận trọng lượng cung từ chuyển tiếp đến vị trí C = Post – Pre: ma trận tiến (incidence matrix) Ví dụ P = {p1, p2, p3, p4, p5}; P=[p1 p2 p3 p4 p5]T T = {t1, t2}; T = |t1 t2]T p2 p1 p3 t1 t2 t2 t1 p4 p5 p1 p2 Pr e  p3 p4 p5 1 0 0 ; Post  0 t1 t2 p1 p2 p3 p4 p5 0 0 0 Các khái niệm Chương 1:Mạng Petri 1.3 Qui ước - Cung có trọng lượng không ghi trọng lượng cung - Một PN có trọng lượng tất cung -> PN thường (ordinary) - Một vị trí vừa nguồn, vừa đích chuyển tiếp -> tự kín (self loop) - Một PN self loop -> (pure net) Các khái niệm Ví dụ (PN2) Xác định ma trận P, T, Pre, Post, C ? Chương 1:Mạng Petri Chương 1:Mạng Petri Các khái niệm P = {p1 , p , p3 , p , p5 , p } T = {t1 , t , t , t , t , t } p1 p2 Pr e  p3 p4 p5 p6 t1 1 0  0  0 0  0 t2 t3 0 t t5 t 0 0 0 0 0  1 0 0 0  0 0 1 p1 p2 Post  p3 p4 p5 p6 t1 0 2  0  1 0  0 t t3 t t5 t 0 0 0 0 0 0 0  0 0 1 0 0  0 0 Chương 1:Mạng Petri Mạng Petri đánh dấu 2.1 Mục đích - Biểu diễn thay đổi trạng thái mạng p2 p1  Biểu diễn luật điều khiển, trao đổi thông tin p3 t2 t1 - Đánh dấu (marking) mạng Petri token p4 p5 2.2 Định nghĩa 1: Đánh dấu (marking) mạng Petri phép gán số token (nguyên không âm) vào vị trí mạng M = [m(P1) m(P2) m(Pn)]T m(Pi) số token vị trí i Mô hình hóa hệ thống DEDS PN Chương 1:Mạng Petri * Đánh giá thời gian mạng Petri (t-TPN p-TPN) -> Thời gian trễ trung bình vòng kín thứ i Di i  Ni Di: Tổng thời gian trễ vòng thứ i Ni: Tổng số token vòng thứ i -> Chu kỳ bé mạng Petri:   max  i  Mô hình hóa hệ thống DEDS PN Chương 1:Mạng Petri Ví dụ: Biết: - Robot có nhiệm vụ nạp (load) lấy chi tiết (unload) khỏi máy - Robot có nhiệm vụ nạp (load) lấy chi tiết (unload) khỏi máy - Băng chuyền có khả chứa tối đa pallet mang chi tiết gia công - Băng chuyền có khả chứa tối đa pallet rỗng Mô hình hóa hệ thống DEDS PN Mô hình hóa hoạt động dây chuyền mạng Petri Thời gian trễ công việc P t T t P2 10 t1 P4 16 t2 t3 t4 Chương 1:Mạng Petri Mô hình hóa hệ thống DEDS PN Chương 1:Mạng Petri   18 Nhận xét: - Tăng khả chứa pallet rỗng băng chuyền ? - Tăng khả mang pallet chứa chi tiết gia công ? - Tăng máy M2/R2 ? Chương 1:Mạng Petri Mô hình hóa hệ thống DEDS PN Mô hình SAPHIR B1 B2 B3 B4 B5 B6 C3 A2 C2 C1 A1 Trạm định vị A Ia IIa III IIb Trạm chờ B A1 : chi tiết IIa, IIb, IIc A2 : chi tiết Ia, Ib, III Ib IIc Mâm quay chứa thành phẩm C Mô hình hóa hệ thống DEDS PN Mô hình SAPHIR Chi tiết I.b Chi tiết II.c Chi tiết III Chi tiết II.b Chi tiết III Chi tiết II.a Chi tiết I.a Sản phẩm hoàn chỉnh Chương 1:Mạng Petri Chương 1:Mạng Petri Mạng Petri ngôn ngữ PNML Mạng Petri kiểu text C C C Lớp giao tiếp Petri C Trình biên dịch Lớp điều khiển trực tiếp CL CL CL Cảm biến, cấp chấp hành Mạng Petri -> Ngôn ngữ lập trình điều khiển ? Mạng Petri ngôn ngữ PNML Chương 1:Mạng Petri 5.1 Tiêu chuẩn ISO/IEC 15909 Để biểu diễn mạng Petri sang text  XML (eXtensible Markup Language) Ngôn ngữ XML biểu diễn mạng Petri  PNML (Petri Net Markup Language ) ISO/IEC 15909 Mạng Petri ngôn ngữ PNML Chương 1:Mạng Petri ISO/IEC 15909 Mạng Petri ngôn ngữ PNML Chương 1:Mạng Petri ISO/IEC 15909 Mạng Petri ngôn ngữ PNML Chương 1:Mạng Petri ISO/IEC 15909 Mạng Petri ngôn ngữ PNML Khai báo biến Chuyển tiếp Vị trí Mạng petri Khai báo thời gian T1 (CR_SortirVerin1) () P1 P2 … P1 (Req_SortirVerin1) Chương 1:Mạng Petri Chương 1:Mạng Petri Mạng Petri ngôn ngữ PNML Ex RdP: Sortie Vérin P1 RdP.xml - - -+ - -T2 -(CR_verin_sorti) - (X_p=3) -P2 - P3 - - -- -P2 -(REQ_SORTIR_VERIN) - T1 (X_p == 2.4;) P2 REQ_SORTIR_VERIN T2 (CR_vérin_sorti; X_p=3) P3 T3 (I_x == 5;) T4 (I_x == 6;) Chương 1:Mạng Petri Bài tập 1: Xây dựng mạng Petri diễn đạt yêu cầu sau Sự lựa chọn không xác định Thêm số lượng token có vị trí Giảm số Nhân thêm hăng số Chia cho số Bộ đếm nhị phân Chương 1:Mạng Petri Tài liệu tham khảo [1] Réseau de Pétri, Pierre LADET [2] Les réseau de Pétri, Robert Vallet [3] Petri Nets: Properties, Analysis and Application, TADAO MURATA [4] Petri net and Industrial applications: A tutorial, Richard Zurawski and MengChu Zhou ... PERT - Grafcet NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Mạng Petri • Các khái niệm • Mạng Petri đánh dấu • Phân tích mạng Petri (cây trạng thái, rút gọn, phương pháp toán) • Mô hình hóa hệ thống DEDS mạng Petri... GRAFCET • Từ mạng Petri đến Grafcet • Các qui tắc biến đổi • Lập trình điều khiển Grafcet cho PLC Chương 3: STATEFLOW • Các đối tượng state flow • Mô hình hóa hệ thống DEDS stateflow • Liên kết stateflow... Petri 1 .Các khái niệm 1.1 Giới thiệu - MẠNG PETRI Do Carl Adam Petri giới thiệu lần vào năm 1962 luận án tiến sỹ đại học Darmstadt (Đức) - Công cụ hình học (graph) toán học để mô hình hóa hệ thống