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Diagnose de falhas e gestão de alarmes em sistemas de instrumentação e controle industriais.

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dc.creator.ID ALEXANDRE, G. B. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/7510601624292508 pt_BR
dc.contributor.advisor1 LIMA, Antonio Marcus Nogueira.
dc.contributor.advisor1ID LIMA, A. M. N. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/2237395961717699 pt_BR
dc.contributor.referee1 MORAIS, Marcos Ricardo Alcântara.
dc.contributor.referee1ID MORAIS, M. R. A. pt_BR
dc.description.resumo Neste trabalho apresentamos soluções para detecção, diagnóstico e mitigação de falhas em processos industriais, as soluções foram implementadas em ambiente MATLAB-Simulink®. A primeira solução trata-se de uma metodologia para detecção e isolação de falhas em processos industriais do tipo caixa-branca, fazendo uso de técnicas baseadas em modelos integradas para a detecção de falhas, uma lógica de decisão com limiares fixos para classificar e identificar o componente danificado e para mitigação da falha usa-se do módulo controlador tolerante a falhas no qual usa a severidade da falha e seu sinal lógico para a reprogramação da lei de controle. A estratégia proposta é aplicada a uma planta de nível e temperatura. A segunda estratégia destina-se a processos do tipo caixa-preta, recorrendo ao histórico do processo para o monitoramento dos eventos anormais. A detecção, identificação e reconstrução de falhas no processo são computadas pela Análise de Componentes Principais (PCA- Principal Components Analysis); a detecção é feita através das estatísticas τ2 e Q; a identificação é feita verificando a contribuição das variáveis do processo ao modelo PCA no instante da ocorrência da falha e a reconstrução é realizada fazendo a correção do vetor de amostras, usando o valor da amplitude da falha e a direção da falha. A abordagem proposta é aplicada a uma coluna fracionadora de óleo cru (Processo da Shell). A terceira estratégia trata-se de um sistema de monitoramento de eventos anormais, do ponto de vista energético do processo (variáveis energéticas), ou seja, das informações sobre energia contidas nos sinais medidos. Para sua implementação é necessário fazer a assinatura energética do processo, computando os aportes energéticos, de entrada, saída e consumida pelo processo, a eficiência energética da unidade e ações de otimização da energia envolvida na unidade processual. Este sistema diagnose interage com o sistema de monitoramento estatístico (PCA) de modo a reduzir a ocorrência de falsos alarmes ou a perda do alarme pelo sistema de monitoramento da unidade, dando mais confiança ao operador do processo. Esta estratégia foi avaliada para uma torre de fracionamento atmosférica. Propõe-se também uma metodologia para projetar limiares operacionais adaptativos as mudanças operacionais. Ao final do trabalho serão apresentadas as especificações técnicas de software de monitoramento de falhas e gestão de alarmes. O software irá reunir todas as estratégias desenvolvidas em um único produto. O software deverá ser integrado ao supervisório da planta, auxiliando na operação e na manutenção rotineira da planta, dando suporte ao operador e ao mesmo tempo minimizando paradas não programadas. As principais contribuições do trabalho são: roteiro metodológico para caracterização de limiares adaptativos, roteiro metodológico para caracterização do modelo PCA inicial, PCA como ferramenta para avaliação de projetos de instrumentação, metodologia para assinatura energética de unidades processuais. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia Elétrica. pt_BR
dc.title Diagnose de falhas e gestão de alarmes em sistemas de instrumentação e controle industriais. pt_BR
dc.date.issued 2013
dc.description.abstract This work presents solutions for detecting, diagnosing and mitigating of failures in industrial processes, the solutions were implemented in MATLAB-Simulink®. The first solution is an approach for detection and identification of fault in industrial processes type white-box, making use of techniques based models integrated for anomaly detection, a decision logic with fixed thresholds to classify and identify damaged component and mitigation failure uses a module fault tolerant controller which the severity of the fault and its logical signal for reprogramming of the control law. The proposed approach is applied to a level and temperature plant. The second strategy intended to processes type black box, using the process history for the monitoring of abnormal events. The detection, identification and reconstruction process failures are computed by Principal Component Analysis (PCA); the detection is done through τ2 e Q statistics; the identification is made by checking the contribution of process variables in the model PCA at the time of occurrence of failure and the reconstruction is carried out by the correction vector of samples, using the magnitude value of the fault and the direction of the fault. The proposed approach is applied to Fractionator column crude oil (Shell Process). The third strategy describes a system of monitoring of abnormal events considering the process energy (energy variables), in other words, the energy information contained in measured signals. Its implementation is need to the energy signature of the process, computing input, output and consume energy intake by the process, the energy efficiency of unit and actions to optimize energy involved in procedural unit. This system diagnose interact with statistical monitoring system (PCA) to reduce the occurrence of false alarm or loss alarm monitoring system of the unit, giving more reliability to operator of the process. This strategy was evaluated for an atmospheric fractionator tower. It also proposes a methodology designer adaptive thresholds operational changes, organized a strategic policy management alarms. By the end of work will be presented the technical specifications of software fault monitoring and alarms management. The software will gather all the strategies developed in one product. The software should be integrated into the plant supervisory, assisting in operation and routine maintenance of the plant supporting the operator while minimizing unscheduled shutdowns. The main contributions are: methodological plan thresholds for characterizing adaptive, plan methodology for characterizing the initial model PCA, PCA as a tool for project evaluation instrumentation, strategy for energy signature of process unit. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18275
dc.date.accessioned 2021-04-23T17:21:21Z
dc.date.available 2021-04-23
dc.date.available 2021-04-23T17:21:21Z
dc.type Trabalho de Conclusão de Curso pt_BR
dc.subject Gestão de alarmes pt_BR
dc.subject Diagnose de falhas - sistemas de instrumentação e controle pt_BR
dc.subject Sistemas de instrumentação e controle industriais pt_BR
dc.subject Instrumentação e controle industrial pt_BR
dc.subject Detecção de falhas pt_BR
dc.subject Isolação de falhas pt_BR
dc.subject Mitigação d e falhas pt_BR
dc.subject Controle tolerante a falhas pt_BR
dc.subject Assinatura energética pt_BR
dc.subject Monitoramento de falhas - histórico do processo pt_BR
dc.subject Monitoramento de falhas - caixa-branca pt_BR
dc.subject Monitoramento de falhas - caixa-preta pt_BR
dc.subject Caixa-branca - monitoramento de falhas pt_BR
dc.subject Prognóstico de falhas - sistemas industriais pt_BR
dc.subject Mapeamento energético - plantas industriais pt_BR
dc.subject Principal Components Analysis - PCA pt_BR
dc.subject Matlab-Simulink pt_BR
dc.subject Alarm management pt_BR
dc.subject Fault diagnosis - instrumentation and control systems pt_BR
dc.subject Industrial instrumentation and control systems pt_BR
dc.subject Industrial instrumentation and control pt_BR
dc.subject Fault detection pt_BR
dc.subject Fault isolation pt_BR
dc.subject Mitigation of failures pt_BR
dc.subject Fault-tolerant control pt_BR
dc.subject Energy subscription pt_BR
dc.subject Failure monitoring - process history pt_BR
dc.subject Fault monitoring - white box pt_BR
dc.subject Fault monitoring - black box pt_BR
dc.subject White box - fault monitoring pt_BR
dc.subject Fault prognosis - industrial systems pt_BR
dc.subject Energy mapping - industrial plants pt_BR
dc.subject Principal Components Analysis - PCA pt_BR
dc.subject Matlab-Simulink pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator ALEXANDRE, Gerônimo Barbosa.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Fault diagnosis and alarm management in industrial instrumentation and control systems. pt_BR
dc.identifier.citation ALEXANDRE, Gerônimo Barbosa. Diagnose de falhas e gestão de alarmes em sistemas de instrumentação e controle industriais. 2013. 115f. (Trabalho de Conclusão de Curso - Monografia), Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba - Brasil, 2013. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18275 pt_BR


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