Ανίχνευση βλαβών σε υπό κλίμακα ομοίωμα βιομηχανικής διεργασίας χρησιμοποιώντας μαθηματικό μοντέλο αυτής
Model-based fault detection in scaled model of an industrial process
Θεματική επικεφαλίδα
TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος ΈλεγχοςΛέξεις κλειδιά
Ανίχνευση βλαβών ; Μοντελοποίηση ; Ηλεκτροκινητήρας DC ; Βιομηχανική παραγωγή ; ΑλγόριθμοιΠερίληψη
Η παρούσα εργασία ασχολείται με την ανίχνευση και αναγνώριση πιθανής βλάβης σε εφαρμογή που αποτελεί μικρογραφία βιομηχανικού συστήματος. Συγκεκριμένα, πρόκειται για σύστημα ηλεκτροκινητήρα συνεχούς ρεύματος υπό έλεγχο για διατήρηση σταθερών στροφών, όπως τυπικά συμβαίνει και σε βιομηχανικές διεργασίες παραγωγής. Ο σκοπός της εργασίας είναι η ανάπτυξη αλγορίθμου με τον οποίο θα ανιχνεύεται η ύπαρξη βλάβης στον ελεγχόμενο κινητήρα από τα συλλεγόμενα δεδομένα εξόδου στροφών αυτού, χωρίς να απαιτείται η παύση λειτουργίας του και η επιθεώρησή του με τεχνικά μέσα. Για το λόγο αυτό υπολογίζεται (αναγνωρίζεται) μοντέλο του κινητήρα σε διάφορα σημεία λειτουργίας σε ανοικτό βρόχο, το οποίο χρησιμοποιείται για την μαθηματική αναπαράσταση της λειτουργίας του συστήματος του κινητήρα όταν αυτός είναι υπό έλεγχο σε κλειστό βρόχο. Χρησιμοποιώντας καταγεγραμμένες τιμές στροφών του ελεγχόμενου κινητήρα που συλλέγονται όταν αυτός λειτουργεί κανονικά (μέσω συστήματος συλλογής ανεπτυγμένου επίσης στα πλαίσια της εργασίας), οι τιμές των παραμέτρων του παραπάνω θεωρητικού μοντέλου παρακολουθούνται για μεταβολές που οφείλονται σε εκδήλωση βλάβης κατά τον συγκεκριμένο κύκλο λειτουργίας. Ο αλγόριθμος υπολογίζει αυτές τις μεταβολές ακόμα και υπό συνθήκες ύπαρξης πειραματικής αβεβαιότητας σε σχέση με το θεωρητικό μοντέλο, και στη συνέχεια επιτυγχάνει την ανίχνευση και αναγνώριση του τύπου της βλάβης που έχει συμβεί στον κύκλο λειτουργίας στον οποίο καταγράφηκαν τα πειραματικά δεδομένα. Τα οφέλη από μια τέτοια προσέγγιση είναι προφανή τόσο στη μείωση του κόστους συντήρησης όσο και στην αύξηση της διαθεσιμότητας έργου (άρα και της παραγωγικότητας) μιας βιομηχανικής διεργασίας.
Περίληψη
The present work deals with the detection and identification of possible damage to an application which essentially is a scaled-down model of an industrial system. In particular, it consists of a DC motor system in closed loop which should reach and maintain constant speeds, as is typically the case with industrial production processes. The purpose of this thesis is to develop an algorithm that detects occurrence of a fault in the controlled motor from its recorded output speed data, without requiring complete system shut down and inspection. For this purpose, a model of the DC-motor is identified at various open loop operating points and is then used to mathematically represent the operation of the motor system in closed loop. Using the recorded closed-loop speed data (by means of an acquisition system also developed in the context of this thesis), the values of the above theoretical model parameters are monitored for changes due to failures occurring during its operation. The algorithm computes these changes even under conditions of experimental uncertainty with respect to the theoretical model, and then it detects and identifies the type of fault that has occurred. The benefits of this approach are obvious both in reducing maintenance costs and in increasing the availability (and hence productivity) of an industrial process.
Αριθμός σελίδων
85Σχολή
Σχολή Τεχνολογικών ΕφαρμογώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού Τ.Ε.Γλώσσα
Ελληνικά
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα
Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα