Sistema Híbrido para Detecção e Diagnóstico de Falhas em Sistemas Dinâmicos
Sistemas de controle tolerante a falhas, detecção e diagnóstico de falhas, controle adaptativo e processos industriais
As indústrias estão cada vez mais rígidas quando o assunto é segurança, tanto para evitar prejuízos financeiros com acidentes e baixa produtividade, quanto para preservar o meio ambiente. Diante dos grandes acidentes em todo o mundo envolvendo aeronaves e processos industriais (nucleares, petroquímicos etc) procurou-se investir em sistemas que pudessem detectar e diagnosticar falhas(FDD-Fault Detection and Diagnosis). Os sistemas FDD podem evitar eventuais falhas auxiliando o homem na manutenção e troca de equipamentos defeituosos. Nos dias de hoje os assuntos que envolvem detecção, isolamento, identificação e diagnóstico de falhas estão ganhando força no meio acadêmico e industrial. Diante deste impulso, neste trabalho, será discutido a importância do estudo de técnicas que possam auxiliar o desenvolvimento de sistemas de detecção e diagnóstico de falhas e proposto um método híbrido para a detecção e diagnóstico de falhas em sistemas dinâmicos. Um breve histórico é apresentado de forma a contextualizar as técnicas utilizadas no trabalho. A detecção de falha do sistema proposto é baseada em observadores de estado juntamente com outras técnicas estatísticas. A ideia principal é utilizar o próprio observador, para além de servir como redundância analítica, permitir a criação de um resíduo. Este resíduo será utilizado na detecção da falha e também no seu diagnóstico. Um banco de assinaturas auxiliará o sistema de identificação de falhas, que, baseado nas assinaturas oriundas das análises de tendência do sinal do resíduo e sua derivada, irá realizar a classificação das falhas baseada em uma árvore de decisão. Este sistema FDD será submetido a alguns testes e validações em duas plantas: uma planta simulada de tanques acoplados e em um planta didática com instrumentação industrial. Todos os resultados colhidos desses ensaios serão discutidos.