Estratégia de identificação paramétrica aplicada à modelagem fenomenológica de um sistema do tipo correia transportadora industrial para fins de detecção de faltas

Os sistemas do tipo correia transportadora, são sistemas essenciais para grandes empresas, embora este equipamento apresente um elevado grau de criticidade, de modo que uma parada não planejada do mesmo, pode gerar perdas imensas ou até mesmo a parada de todo o processo produtivo. Tendo em vista a criticidade do equipamento, torna-se necessário realizar a monitoração adequada do mesmo e detectar com maior antecedência possível a ocorrência de alguma falta ocorrida no sistema. Objetivando reduzir as paradas não planejadas, investiga-se nesta dissertação a modelagem de um sistema do tipo correia transportadora com a finalidade de uso no monitoramento e diagnóstico de faltas neste tipo de sistema. Primeiramente é discutido um modelo fenomenológico do processo, o qual é baseado na aplicação das leis da mecânica e considerando-se os diversos tipos de força de oposição ao movimento de uma correia transportadora. Os principais parâmetros do transportador foram estimados utilizando-se técnicas de identificação baseadas em Mínimos Quadrados Não Recursivos. Em seguida, foi desenvolvido e implementado um algoritmo de detecção de faltas utilizando a teoria de análise intervalar, de modo que possibilite detectar condições inadequadas de funcionamento. Com o intuito de avaliar o desempenho do algoritmo proposto foi projetado e construído um protótipo que emula as condições operacionais típicas de um sistema real do tipo correia transportadora. Os resultados obtidos experimentalmente, confirmam o bom desempenho da metodologia proposta.

ABSTRACT: Belt conveyor systems are essential for large companies, even though this equipment has a great deal of importance that makes its non-planned stop can generate huge amounts of losses or even the stall of the whole production process. Having this importance in mind it becomes necessary to realize the adequate monitoring of the system and detect with a larger prior notice the occurrence of some fault in the system. In an effort to reduce the unforeseen stop, this dissertation investigates a modeling of a belt conveyor system. At first a phenomenological model of the process is discussed based on the mechanical laws and considering the diverse types of movement opposition force throughout the belt conveyor. The main parameters of a belt conveyor belt where estimated through the non-recursive mean square. In sequence a fault detection algorithm was elaborated using the interval analysis theory, in a way that its possible to detect inadequate operation conditions. With the intent to evaluate the performance of the proposed algorithm a prototype that emulates the tipical operation of a conveyor belt was designed. The results were obtained experimentally, that confirms the great performance of the proposed methodology.