Deteccion De Fallos

INGENIERÍA QUÍMICA UNIVERSIDAD DE VALLADOLID

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

TÍTULO:

DETECCIÓN DE FALLOS EN UNA PLANTA DE DOS TANQUES COMUNICANTES A TRAVÉS DE MÉTODOS ESTADÍSTICOS MULTIVARIANTES

AUTOR:

GABRIEL LACERDA DA SILVA

FECHA:

NOVIEMBRE 2012

MARIA JESÚS DE LA FUENTE, profesora del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad de Valladolid,CERTIFICA:

Que D. GABRIEL LACERDA DA SILVA ha realizado bajo mi dirección el trabajo titulado Detección de Fallos en una Planta de Dos Tanques Comunicantes a Través de Métodos Estadísticos Multivariantes, con una dedicación de 300 horas.

Valladolid, ___________________________

Fdo. Mª Jesús de La Fuente

Reunido el Tribunal designado en Junta de Sección para la evaluación de Trabajos deInvestigación, y después de atender a la defensa del trabajo “Detección de fallos en una planta de dos tanques comunicantes a través de métodos estadísticos multivariantes”, presentada por el alumno D. GABRIEL LACERDA DA SILVA, con una dedicación de 300 horas y realizada bajo la dirección de la profesora Dña. Mª Jesus de la Fuente, del Depto. de Sistema y Automática, decidió otorgarle la calificaciónde _____________.

Valladolid, ___________________________

El Presidente

Vocal

Fdo.: ___________________________

Fdo.: ___________________________

El Secretario

Fdo.: ___________________________

INDICE

RESUMEN 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 1.1. Detección de fallos 1.2. Métodos detección y diagnóstico de fallos 1.2.1. Métodos basados en conocimiento 1.2.2. Métodosanalíticos 1.2.3. Métodos basados en señal 1.3. Objetivos del proyecto 1.4. Métodos estadisticos multivariantes 1.4.1. Análisis de correspondencia (CA) 1.4.2. Análisis de correspondencia dinámico (DCA) 1.4.3. Análisis de componentes principales (PCA) 1.3.4. Análisis dinámico de componentes principales (DPCA) 2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 2.1.Planta real 2.2. Planta simulada 3. RESULTADOS 3.1. Resultados dela planta simulada 3.2. Resultados de la planta real

3 4 4 4 4 5 5 6 7 7 11 12 14 14 14 19 25 25 43

1

4. 5.

CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

54 55

2

RESUMEN
La posibilidad de evitar accidentes o reducir las pérdidas relacionados con fallos en procesos representa una motivación para el desarrollo de sistemas de detección y diagnóstico de fallos [Alcorta, 2002]. Con la llegada delordenador y su aplicación en tiempo real, fue posible utilizarlo en la supervisión de procesos, los ordenadores abrieron la posibilidad de localizar los elementos defectuosos de un proceso y la alta velocidad de procesamiento de algunos ordenadores permitió la detección de fallos mientras estos ocurren. A partir de que los ordenadores se usaron en la supervisión de procesos, se crearon diferentesmétodos matemáticos para la detección de fallos. Estas técnicas de detección basadas en diversos modelos matemáticos son cada vez más usadas para diferentes procesos, y tienen como objetivo la operación segura de la planta. En el presente trabajo se compara la eficacia, en la detección de fallos de una planta de dos tanques comunicantes, a través de cuatro métodos estadísticos para detección defallos, CA (análisis de correspondencia), DCA (análisis dinámico de correspondencia), PCA (análisis de componentes principales) y DPCA (análisis dinámico de componentes principales). Los cuatro métodos de detección fueron utilizados primeramente para una planta de dos tanques simulada en Simulink que es la interfaz de simulación del software Matlab®, después se usaron los métodos en la planta realcorrespondiente a la simulación. Se evaluó la eficacia de cada método a partir de la precisión con que detectaba el fallo, el tiempo de detección del fallo y la variable que más contribuía a que ocurriera el fallo, indicando la variable del proceso en la cual ocurrió el fallo, lo que nos da una primera versión de la diagnosis del fallo.

3

1.

INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 1.1.
Detección de...