Desenvolvimento de um sistema para validação ampla de uma caldeira com múltiplos pontos de operação
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A7MJXD |
Resumo: | Apresenta-se o desenvolvimento de um sistema de validação ampla de uma caldeira, unidade de uma usina termelétrica, que opera em múltiplos pontos. Sistemas desse tipo buscam atestar se um processo opera de acordo com suas especificações funcionais declaradas,principalmente no que diz respeito à qualidade e ao desempenho. Para a composição do sistema desenvolvido são utilizadas ferramentas de controle estatístico de processos multivariados (carta de Hotelling 2, SPE, índice combinado ) e outros recursos estatísticos (PCA, contribution plots), bem como índices de eficiência da caldeira e de desempenho de suas malhas de controle. Essa caldeira, usada como fonte complementar de energia, queima diferentes combustíveis, tais como gás de alto forno e gás natural, e opera com mudançasfrequentes na mistura de combustíveis e nos patamares de operação, além de apresentar flutuações residuais na média dos processos. Portanto, são propostas adaptações no emprego dessas ferramentas que permitam seu uso em condições de não-estacionariedade emultiplicidade de setpoints de operação. Tais adaptações incluem a utilização de média móvel na etapa de projeto das cartas de controle estatístico e um mecanismo de adaptação de médias durante o procedimento de validação. Todas as etapas de desenvolvimento dosistema de validação são realizadas em ambiente Matlab sobre dados históricos do processo. São propostas versões recursivas do cálculo dos índices de desempenho, de modo que executem em tempo certo no PI System, sistema PIMS que se encontra instalado na usina em estudo. Por fim, são apresentados resultados que mostram a capacidade dosistema de fornecer indicativos do desempenho operacional da caldeira, de alertar para alterações nos processos e de prover suporte para identificação das faltas. Apresenta-se, também, a implementação do sistema de validação na plataforma do PI System, bem como os resultados de teste da mesma, comparando-os com resultados obtidos em Matlab. |
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Carmela Maria Polito BragaBenjamim Rodrigues de MenezesAndre Paim LemosBruno Monteiro de Sousa2019-08-11T09:41:14Z2019-08-11T09:41:14Z2015-12-30http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A7MJXDApresenta-se o desenvolvimento de um sistema de validação ampla de uma caldeira, unidade de uma usina termelétrica, que opera em múltiplos pontos. Sistemas desse tipo buscam atestar se um processo opera de acordo com suas especificações funcionais declaradas,principalmente no que diz respeito à qualidade e ao desempenho. Para a composição do sistema desenvolvido são utilizadas ferramentas de controle estatístico de processos multivariados (carta de Hotelling 2, SPE, índice combinado ) e outros recursos estatísticos (PCA, contribution plots), bem como índices de eficiência da caldeira e de desempenho de suas malhas de controle. Essa caldeira, usada como fonte complementar de energia, queima diferentes combustíveis, tais como gás de alto forno e gás natural, e opera com mudançasfrequentes na mistura de combustíveis e nos patamares de operação, além de apresentar flutuações residuais na média dos processos. Portanto, são propostas adaptações no emprego dessas ferramentas que permitam seu uso em condições de não-estacionariedade emultiplicidade de setpoints de operação. Tais adaptações incluem a utilização de média móvel na etapa de projeto das cartas de controle estatístico e um mecanismo de adaptação de médias durante o procedimento de validação. Todas as etapas de desenvolvimento dosistema de validação são realizadas em ambiente Matlab sobre dados históricos do processo. São propostas versões recursivas do cálculo dos índices de desempenho, de modo que executem em tempo certo no PI System, sistema PIMS que se encontra instalado na usina em estudo. Por fim, são apresentados resultados que mostram a capacidade dosistema de fornecer indicativos do desempenho operacional da caldeira, de alertar para alterações nos processos e de prover suporte para identificação das faltas. Apresenta-se, também, a implementação do sistema de validação na plataforma do PI System, bem como os resultados de teste da mesma, comparando-os com resultados obtidos em Matlab.The development of a wide validation system for a boiler, unit of a thermoelectric power plant, that operates on multiple setpoints is presented. The role of such systems is to certify that a process operates within its declared functional specifications, mainly in terms of performance and quality. To compose the system, multivariate statistical process control tools (Hotellings 2 chart, SPE, combined index ) and other statistical methods (PCA, contribution plots) are used, as well as the boilers efficiency calculation and its control loop performance indexes. This boiler, employed as complimentary power source, burns different fuels, such as blast furnace gas and natural gas, operates with constant changes in the mixture of fuels and in the operating setpoints, and also presents residual fluctuations in the processes means. Therefore, adaptations in the usage of these tools are proposed to allow their application over non-stationarity conditions and multiplicity of setpoints. Such adaptations include the use of moving average on the design step of the statistical control charts and a scheme of adaptive means during the validation procedure. All the developing stages of the validation system are programmed in Matlab over historical process data. Recursive versions of the performance indexes calculation are proposed to simulate the posteriori just-in-time execution of the system in the PI System, the PIMS installed and available in the power plant studied. Finally, the results presented show the capacity of the system to provide evidences that indicate the performance of the boiler, to point out changes in the process and to provide support for fault identification.The implementation of the validation system in the PI System platform is also presented, as well as its test results, compared with the results obtained in Matlab.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGControle de processoEngenharia elétricaCaldeirasÍndices de desempenho de malhas de controleCarta de Hotelling 2Caldeira industrialAnálise de componentes principaisControle estatístico de processosDesenvolvimento de um sistema para validação ampla de uma caldeira com múltiplos pontos de operaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdissertacao_906_ppgee_sousa_bm.pdfapplication/pdf5442500https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-A7MJXD/1/dissertacao_906_ppgee_sousa_bm.pdfcda207702823aba7a79a9ef6dad98e39MD51TEXTdissertacao_906_ppgee_sousa_bm.pdf.txtdissertacao_906_ppgee_sousa_bm.pdf.txtExtracted texttext/plain210188https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-A7MJXD/2/dissertacao_906_ppgee_sousa_bm.pdf.txt1496801d7d8764229195d74e818593b9MD521843/BUBD-A7MJXD2019-11-14 06:20:29.217oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUBD-A7MJXDRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T09:20:29Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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