Detección y diagnóstico automático de fallos en procesos industriales

Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones, Vol. XXIII, No. 3, 2002

AUTOMÁTICA

Detección y diagnóstico automático
de fallos en procesos industriales
R. Rivas;1 P. Zubieta2 y H. Garcini1
1

Departamento de Automática y Computación, Facultad de Ingeniería Eléctrica, Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría,
Ciudad de La Habana, Cuba
2
Facultad de Ingeniería, UniversidadTécnica de Oruro, Bolivia

RESUMEN / ABSTRACT
Se presenta un breve estudio relacionado con el estado del arte de los métodos de detección y diagnóstico automático
de fallos de los sistemas de control automático de procesos (plantas) industriales. Mediante la aplicación de las
técnicas de modelación se obtiene un modelo matemático completo de plantas industriales con fallos. Se ofrece un
ejemplo deaplicación práctica de estos métodos en el sistema de control automático de la presión en el cuerpo de un
generador de vapor de tubos de fuego.
Palabras clave: detección de fallos, diagnóstico de fallos, sistemas de control, procesos industriales, calderas industriales, modelos
matemáticos.

In this paper is presented a short study related with the state of the art of fault automatic diagnosis anddetection
methods of industrial plants automatic control systems. By means of application of modelling techniques an
complete mathematical model of industrial plants with fault is obtained. An example of practical application of
this methods in the pressure automatic control system in the body of a fire tubes steam generator is offered.
Key words: fault detection, fault diagnosis, control systems,industrial process, industrial boilers, mathematical models.

Recibido: diciembre 2001

Aprobado: enero 2002

INTRODUCCIÓN
Actualmente, el diseño de sistemas de detección y diagnóstico
automático de fallos presenta una significativa importancia,
debido a la creciente demanda internacional de sistemas de
control de alta fiabilidad y seguridad, no solo para objetivos de
seguridad crítica, tales comonaves espaciales, aeronaves,
reactores nucleares, plantas químicas, etcétera, sino también para
otros sistemas avanzados empleados en diversas industrias, así
como en automóviles, trenes de alta velocidad, buques, hospitales,
etcétera.1,2,3.
Las consecuencias de fallos en los equipos e instrumentos de
plantas industriales automatizadas incrementa, como mínimo, los
costos de operación de estas . Siademás, se consideran aspectos

más serios, el funcionamiento anormal de algún proceso puede
causar accidentes catastróficos de importantes consecuencias
en términos de mortalidad humana, impacto medioambiental y
pérdidas económicas. Las indicaciones tempranas sobre los fallos
que se puedan originar en dichas plantas, ayudan a evitar averías
en las mismas, paradas, así como catástrofes. Porconsiguiente,
la fiabilidad y seguridad de las plantas industriales debe
considerarse como un problema más a tratar, por su gran
importancia.2,4,5
Consecuentemente, esto demanda el diseño de sistemas de
detección y diagnóstico automático de fallos (SDDAF), los cuales se
desarrollan no solamente para mejorar la rehabilitación individual
de las unidades funcionales, sino también para aumentar laeficiencia en la detección, identificación y acomodamiento de fallos.

Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones, 3/2002

Esta tarea es asignada a los bloques de monitorización de las
computadoras de supervisión y tiene como objetivo detectar
fallos aún incipientes o el inicio de la degradación de un proceso,
para evitar el daño o la pérdida que podría suponer el desarrollo
completo deestos.6,7
Las técnicas de detección y diagnóstico automático de fallos
en línea pueden ser utilizadas para mejorar la eficiencia, el
mantenimiento, la disponibilidad y la fiabilidad de las plantas
industriales.
Los sistemas de detección y diagnóstico automático de fallos
se encuentran integrados por los siguientes elementos:8
• Modulo de detección: Se encarga de detectar la presencia de
fallos, a...