Descomposición Modular de Máquina de Estados Finita Extendida para Control Automático de un Sistema de Relevo de Bombas de Pistón

Modular Decomposition of a Extended Finite State Machine for Automatic Control of a Dual Piston Pump System

• Jorge Luis Rojas D’Onofrio Laboratorio de Mecatrónica, Fase C, Sede Central, PDVSA-INTEVEP, Los Teques, C.P. 1201, Venezuela https://orcid.org/0000-0002-9735-7967

DOI: https://doi.org/10.22209/rt.v45n1a01

Palabras clave: automatización de laboratorios, máquina de estados finita extendida, sistemas de eventos discretos, métodos de descomposición

Resumen

Se abordó el problema de diseñar e implementar la lógica de control del sistema inyección en modo de flujo continuo para dos bombas de pistón, para un equipo de pruebas de desplazamiento de fluidos en medio poroso, con el fin de aumentar el tiempo productivo del equipo. Se planteó como objetivo el desarrollo de modelos del sistema de control comprensibles para el usuario y que a su vez facilite la depuración y la modificación del sistema evitando una explosión en la complejidad de los modelos. En una primera etapa, se elaboró un modelo monolítico de máquina de estado finita extendida en el que se toman en cuenta todos los componentes del sistema integrado por las dos bombas y las válvulas de inyección y recarga asociadas a cada una. Posteriormente, se construyó a partir del modelo monolítico un modelo modular, compuesto por una red de dos máquinas de estados finitas extendidas, cada una asociada a una de las bombas. Al implementar la red se pudo controlar automáticamente el sistema de inyección. Gracias a este enfoque se obtuvieron modelos que proporcionan flexibilidad y legibilidad al sistema; aspectos de gran relevancia en la automatización de laboratorios.

Citas

Alagar, V., Periyasami, K. (2011). Specification of software systems, 2nd ed. London: Springer.

Cheng, K. T., Krishnakumar, A. S. (1993). Automatic functional test generation using the extended finite state machine model. 30th international design automation conference. Dallas: ACM/IEEE, 86-91.

El-Fakih, K., Simao, A., Jadoon, N., Maldonado, J. C. (2016). An assessment of extended finite state machine test selection criteria. The Journal of Systems & Software, 123, 106-118.

Foster, M., Brucker, A. D., Taylor, R. G., Derrick, J. (2020). A formal model of extended finite state machines. Archive of formal proofs [en línea] disponible en: https://ore.exeter.ac.uk/repository/bitstream/handle/10871/122936/foster.ea-efsm-2020.pdf?sequence=1&isAllowed=y (consultado: 21 septiembre 2021).

Friedrich, J., Scheifele, S., Verl, A., Lechler, A. (2015). Flexible and modular control and manufacturing system. Procedia CIRP, 33, 115-120.

Godena, G., Strmcnik, S. (2018). A new state machine behavior model for procedural control entities in industrial process control systems. Journal of Information Technology and Control, 47(3), 419-430.
Hamilton, S. D. (2009). 2008 ALA survey on laboratory automation. Journal of the Association for Laboratory Automation, 14(5), 308-319.

Harel, D. (1987). Statecharts: A visual formalization for complex systems. Science of Computer Programming, 8, 231-274.

Hawker, C. D. (2007). Laboratory automation: total and subtotal. Clinics in Laboratory Medicine, 27, 749-770.
Liscouski, J. G. (2006). Are you a laboratory automation engineer? Journal of the Association for Laboratory Automation, 11(3), 157-162.

Mohajerani, S., Malik, R., Fabian, M. (2015). A framework for compositional nonblocking verification of extended finite-state machines. Discrete Event Dynamic Systems, 26, 33-84.

Malik, R., Teixeira, M. (2016). Modular supervisor synthesis for extended finite-state machines subject to controllability. Proceedings of the 13th international workshop on discrete event systems. Xi'an: ACM/IEEE, 117-122.

Malik, R., Teixeira, M. (2020). Synthesis of least restrictive controllable supervisors for extended finite-state machines with variable abstraction. Discrete Event Dynamic Systems, 30, 211-241.

National Instruments (2020). Patrones de diseño de aplicaciones: máquinas de estado [en línea] disponible en: https://www.ni.com/es-cr/support/documentation/supplemental/16/simple-state-machine-template-documentation.html (consultado 21 septiembre 2021).

Payaro-Robles, L. J. (2018). Desarrollo de un sistema automático de detección y purga de aire en bombas de pistón. Sartenejas: Universidad Simón Bolívar.

Ramadge, P. J. G., Wonham, W. M. (1989). The control of discrete event systems. Proceedings of the IEEE, 77(1), 81-98.

Rojas-D’Onofrio, J. L., Perdomo, J., Tamburini, F., Vernáez, O., Rondón, B. (2018). Sistema de supervisión, control y adquisición de datos de equipo N3 ubicado en el laboratorio de Síntesis de Polímeros. Los Teques: PDVSA-INTEVEP.

Rojas-D’Onofrio, J. L. (2019). Sistema automático de inyección en modo de flujo continuo para dos bombas de pistón. Los Teques: PDVSA-INTEVEP.

Wonham, W. M., Cai, K., Rudie, K. (2017). Supervisory control of discrete-event systems: a brief history – 1980-2015. IFAC-PapersOnLine, 50(1), 1791-1797.