Monitoreo de un sistema

IEEE 5º Congreso Internacional en Innovación y Desarrollo Tecnológico, 10 al 12 de octubre de 2007, Cuernavaca, Morelos,

MORELOS

México

Sistema de Monitoreo de Corriente para Detección de Fallas en Máquinas Eléctricas
J. R. Millan-Almaraz, D. A. Razo-Montes, R. de J. Romero-Troncoso, A. Ordaz-Moreno, A. GarciaPerez Departamento de Electrónica-HSPDigital, FIMEE-Universidad de GuanajuatoSalamanca, Guanajuato, 36730 México

Resumen: El monitoreo de maquinaria es uno de los mayores intereses de la industria moderna debido a que ayuda a determinar su correcto funcionamiento para mantener bajos costos de operación y mejorar la calidad del producto elaborado. En este trabajo se presenta el diseño y desarrollo de un sistema de monitoreo de corriente para diagnosticar fallas enmáquinas eléctricas, controlado por una PC mediante software estándar que maneje el puerto serial. Este sistema está conformado por una etapa amplificadora configurable manualmente, un filtro pasabajas, un convertidor A/D de 16 bits y una unidad para controlar, almacenar y comunicar al sistema con una PC, basada en un circuito FPGA. La corriente es adquirida mediante un amperímetro de gancho comercial demanera no invasiva. La novedad del sistema es su bajo costo a la resolución indicada, capacidad de almacenamiento y reconfigurabilidad, con lo cual se mantiene abierta la arquitectura del sistema para integrar a futuro procesamiento sin necesidad de cambiar el hardware. Para probar el sistema se desarrolló un programa en MatLab para controlarlo y para analizar las señales de corrienteprovenientes de un conjunto de motores de inducción que presentan fallas de ruptura de barras, se obtuvieron resultados que demuestran su funcionalidad. Abstract: Machinery monitoring is one of the modern industry interests because it helps to determinate its performance in order to keep the operation costs low and improve the end product quality. This work presents the design and development of a currentmonitoring system for fault diagnosis on electric machines, controlled by a PC through standard software with serial port handling capabilities. The system has a manually configured amplifier stage, a low-pass filter, a 16-bit A/D converter and an FPGA based unit for control, data storage and PC communication interface. The current is acquired with a commercially available current clamp in anon-invasive way. The novelty of the

system is its low-cost at the specified resolution, storage capacity and reconfigurability, which provides an open architecture approach for further signal processing without the need of hardware modification. In order to test the system, a MatLab program is developed to analyse the current from induction motors that have broken bar failures, the experimentalresults show the system functionality. Keywords: Monitoreo de Corriente, eléctricas, Detección de Fallas, FPGA Máquinas

Introducción
Actualmente en la industria, las máquinas eléctricas juegan un papel muy importante en procesos de manufactura. Por eso es muy importante monitorear constantemente el estado en el cual se encuentran estas máquinas para asegurar que puedan tener una larga vida útil,mantener bajos costos de operación y sobre todo mejorar la calidad de los productos elaborados. Actualmente existen muchas empresas que ofrecen el servicio de programas para predicción y detección de fallas en máquinas eléctricas, sin embargo son opciones demasiado costosas debido al instrumental tan sofisticado que utilizan, por lo cual es más conveniente contar con un sistema de monitoreo de bajocosto que además permita hacer un análisis de manera no invasiva y que entregue un resultado listo para analizarse en software estándar. Debido a que las máquinas eléctricas son ampliamente usadas en la industria, es de gran importancia económica su buen funcionamiento, ya que una máquina en mal estado puede causar una mayor demanda de potencia y derivar problemas catastróficos en los sistemas...