Plano Departamental
Disciplina: ENE139 - AUTOMAÇÃO AVANÇADA
Carga horária: 60
Departamento: DEPTO DE ENERGIA ELETRICA /ENG
Plano de Ensino
Ementa
Passar o entendimento ao nível de aplicação e desenvolvimento dos conceitos avançados de automação ciber-física, redes de comunicação industriais, integração IT/OT e inteligência artificial aplicada. O aluno terá contato com a integração vertical de sistemas (chão de fábrica ao corporativo - IT/OT) e com a Quarta Revolução Industrial (Indústria 4.0 / IIoT / MES). O aluno será capaz de configurar e analisar protocolos de comunicação industriais clássicos e modernos (Modbus, Profibus, Profinet, OPC-UA, MQTT). Por fim, o estudante aprenderá a aplicar Modelos de Linguagem de Grande Escala (LLMs) para geração de código Ladder/ST e análise de logs, e dominará a arquitetura e integração de agentes inteligentes via Model Context Protocol (MCP) para a orquestração e controle de processos industriais inteligentes.
Conteúdo
Tópico 1: Redes Industriais e Protocolos de Comunicação (OPC-UA e MQTT)
• Fundamentos de redes de dados industriais e topologias.
• Barramentos clássicos de campo e ethernet industrial (Modbus, Profibus, Profinet, EtherNet/IP).
• Protocolo OPC-UA: arquitetura, modelo de informação cliente/servidor, segurança e integração vertical.
• Protocolo MQTT para a Internet das Coisas Industrial: arquitetura de publicação/inscrição (publish/subscribe) e especificação Sparkplug B.
• Configuração prática de comunicação entre dispositivos industriais.
Tópico 2: IIoT, Indústria 4.0 e Sistemas MES
• Princípios fundamentais da Indústria 4.0 e modelo de arquitetura RAMI 4.0.
• Sistemas de Execução de Manufatura (MES): monitoramento de produção, controle de ordens e integração vertical de dados (norma ISA-95/ANSI).
• Gateways industriais, Edge Computing (computação de borda) e computação em nuvem (cloud computing) industrial.
• Arquiteturas de integração IT/OT (tecnologia de informação e tecnologia de operação).
Tópico 3: LLMs (Modelos de Linguagem de Grande Escala) Aplicados à Automação
• Fundamentos de LLMs e Engenharia de Prompt (Prompt Engineering).
• Uso de LLMs para geração e validação de código de CLP (Ladder e Structured Text).
• Aplicações práticas: geração automática de documentação técnica, análise semântica de logs de falhas em sistemas de manufatura e interfaces de linguagem natural para IHMs.
Tópico 4: Sistemas de Múltiplos Agentes e Integração de Agentes Inteligentes
• Arquiteturas e frameworks de agentes inteligentes aplicados ao controle industrial.
• Integração de agentes inteligentes com modelos computacionais e sistemas físicos.
• Protocolo Model Context Protocol (MCP) para compartilhamento de contexto e execução de ferramentas.
• Casos de uso: orquestração de tarefas em robótica e automação ciber-física.
Bibliografia
MORAES, C. C. e CASTRUCCI, P. de L. Engenharia de Automação Industrial. LTC, 2ª Edição, 2007.
SILVA, L. H. A. R. Redes Industriais para Automação. Intech, 2008.
SCHWAB, K. A Quarta Revolução Industrial. Edipro, 2016.
LUGOBONI, L. F. Redes de Comunicação Industrial. Érica, 2015.
GEORGINI, M. Iniciação aos Sistemas Supervisórios. Editora Érica, 2006.
Notas de Aula do Professor.
Manuais Técnicos e Especificações de APIs/Protocolos.
Bibliografia(continuação)
Não informado
Bibliografia complementar
TANENBAUM, A. S. Redes de Computadores. Pearson, 2020.
PRUDENTE, F. Controladores Lógicos Programáveis. LTC, 2011.
RUSSELL, S. e NORVIG, P. Inteligência Artificial: uma abordagem moderna. GEN LTC, 2022.
GÉRON, A. Mãos à Obra: Aprendizado de Máquina com Scikit-Learn, Keras e TensorFlow. Alta Books, 2021.
CASSIOLATO, C. Comunicação Industrial e Redes de Campo. Intech, 2010.