Redes de Petri y Sistemas de Eventos Discretos: Modelado y Control de Automatismos

Redes de Petri: Fundamentos y Aplicaciones en Sistemas Distribuidos

Una Red de Petri es una representación matemática de un sistema distribuido discreto. Las redes de Petri fueron definidas en los años 1960 por Carl Adam Petri. Son una generalización de la teoría de autómatas que permite expresar eventos concurrentes.

Mediante una red de Petri puede modelizarse un sistema de evolución en paralelo, compuesto de varios procesos que cooperan para la realización de un objetivo común.

Componentes Clave de una Red de Petri

Una Red de Petri está formada por tres tipos de componentes principales:

• Plazas (círculos): Representan los estados posibles del sistema.
• Transiciones (rectángulos): Son eventos o acciones que causan el cambio de estado.
• Arcos (flechas): Conectan una plaza (salida) con una transición (entrada) o viceversa, indicando el flujo de control o datos.

Dinámica de una Red de Petri: Cambio y Disparo

El cambio de estado en una Red de Petri se indica por el movimiento de marca(s) (puntos negros) de plaza a plaza y es causado por el disparo de una transición.

El disparo representa un evento ocurrido o una acción tomada. Una transición es disparable o habilitada cuando hay marcas suficientes en las plazas que llegan a dicha transición. Después del disparo, las marcas se transferirán de las plazas de entrada hacia las de salida, generando nuevos estados. Un ejemplo clásico de aplicación es el modelado de una máquina expendedora.

Modelado y Programación de Sistemas de Eventos Discretos

Los automatismos o controladores lógicos son dispositivos esenciales para controlar máquinas. Sobre estas máquinas se influye emitiendo señales de salida a actuadores, y se recibe información de su estado o eventos que suceden en ellas a través de sensores.

Elementos comunes en el control de automatismos incluyen:

• Señales de mando
• Paneles HMI (Interfaz Hombre-Máquina)

Automatismos Basados en Estados: El Ejemplo del Carro

En un sistema automatizado, las salidas son función únicamente del estado del automatismo. Las entradas y órdenes de mando sirven para que el automatismo cambie su estado.

Consideremos el ejemplo de un "carro" (o sistema similar): en el caso anterior, la máquina tiene tres estados. En los grafos de estado, los estados se representan mediante círculos y los saltos de estado, mediante flechas.

Programación de los Saltos de Estado

Se deben programar todos los saltos de estado del grafo de estados. Este proceso se puede realizar en cualquier orden. Si el estado anterior está activo y la condición de salto es verdadera, se realiza un set sobre el estado siguiente y un reset sobre el estado anterior.

Programación de las Salidas

Para controlar las salidas, se activa la salida mediante set y se desactiva mediante reset.