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. |
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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. |
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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 |
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dc.date.available |
2021-04-23 |
|
dc.date.available |
2021-04-23T17:21:21Z |
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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 |