Desenvolvimento de um sistema inteligente para o diagnóstico e prognóstico de falhas em sistemas de distribuição de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Diagnose de trincas em sistemas rotativos, utilizando modelos de falhas através da metodologia dos observadores de estados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Detecção de falhas via observadores de estado em sistemas rotativos, considerando-se suas fundações

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise da robustez e aplicações de controle com modos deslizantes em sistemas incertos com atraso no controle

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Localização de descargas parciais em transformadores de potência imersos em óleo mineral por meio de cápsulas piezelétricas de baixo custo e sistemas inteligentes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

APR e FMEA em trocador de calor de bomba

The modernization of the world made the speed, accuracy and reliability of all existing processes become increasingly necessary. For this evolution to occur every day, the evolution of the equipment was strategic, but not as much as needed. It is necessary for such equipment to ensure its function and, in case of failure, an early diagnosis to prevent loss. Therefore the evolution of maintainability and reliability in equipment is also paramount. Thus, the growth of forms of maintenance was driven by this scenario, forming maintenance philosophies. Among many, there is the RCM, which have its focus on the identification, parameters development and performance preview. One of those methodologies from this idea is the FMEA, process that has been studied and implemented this work, aiming the anticipation of failure modes and guidance for the use of a heat exchanger and a pump. This implementation has the aid of another process of RCM, the PHA, which was also shown and implemented, these results being used to start the FMEA process. The results show the activities with the highest chance of failure, presenting also the measures to be taken to avoid or minimize them. It is shown, in this paper, concern with the valves because they maintain control and system security, and its flaws related to accidents with possible danger to people and the whole system, emphasizing the priority of action

APR e FMEA em trocador de calor de bomba

The modernization of the world made the speed, accuracy and reliability of all existing processes become increasingly necessary. For this evolution to occur every day, the evolution of the equipment was strategic, but not as much as needed. It is necessary for such equipment to ensure its function and, in case of failure, an early diagnosis to prevent loss. Therefore the evolution of maintainability and reliability in equipment is also paramount. Thus, the growth of forms of maintenance was driven by this scenario, forming maintenance philosophies. Among many, there is the RCM, which have its focus on the identification, parameters development and performance preview. One of those methodologies from this idea is the FMEA, process that has been studied and implemented this work, aiming the anticipation of failure modes and guidance for the use of a heat exchanger and a pump. This implementation has the aid of another process of RCM, the PHA, which was also shown and implemented, these results being used to start the FMEA process. The results show the activities with the highest chance of failure, presenting also the measures to be taken to avoid or minimize them. It is shown, in this paper, concern with the valves because they maintain control and system security, and its flaws related to accidents with possible danger to people and the whole system, emphasizing the priority of action

Flexible management of bandwidth and redundancy in fieldbuses

Os sistemas distribuídos embarcados (Distributed Embedded Systems – DES) têm sido usados ao longo dos últimos anos em muitos domínios de aplicação, da robótica, ao controlo de processos industriais passando pela aviónica e pelas aplicações veiculares, esperando-se que esta tendência continue nos próximos anos. A confiança no funcionamento é uma propriedade importante nestes domínios de aplicação, visto que os serviços têm de ser executados em tempo útil e de forma previsível, caso contrário, podem ocorrer danos económicos ou a vida de seres humanos poderá ser posta em causa. Na fase de projecto destes sistemas é impossível prever todos os cenários de falhas devido ao não determinismo do ambiente envolvente, sendo necessária a inclusão de mecanismos de tolerância a falhas. Adicionalmente, algumas destas aplicações requerem muita largura de banda, que também poderá ser usada para a evolução dos sistemas, adicionandolhes novas funcionalidades. A flexibilidade de um sistema é uma propriedade importante, pois permite a sua adaptação às condições e requisitos envolventes, contribuindo também para a simplicidade de manutenção e reparação. Adicionalmente, nos sistemas embarcados, a flexibilidade também é importante por potenciar uma melhor utilização dos, muitas vezes escassos, recursos existentes. Uma forma evidente de aumentar a largura de banda e a tolerância a falhas dos sistemas embarcados distribuídos é a replicação dos barramentos do sistema. Algumas soluções existentes, quer comerciais quer académicas, propõem a replicação dos barramentos para aumento da largura de banda ou para aumento da tolerância a falhas. No entanto e quase invariavelmente, o propósito é apenas um, sendo raras as soluções que disponibilizam uma maior largura de banda e um aumento da tolerância a falhas. Um destes raros exemplos é o FlexRay, com a limitação de apenas ser permitido o uso de dois barramentos. Esta tese apresentada e discute uma proposta para usar a replicação de barramentos de uma forma flexível com o objectivo duplo de aumentar a largura de banda e a tolerância a falhas. A flexibilidade dos protocolos propostos também permite a gestão dinâmica da topologia da rede, sendo o número de barramentos apenas limitado pelo hardware/software. As propostas desta tese foram validadas recorrendo ao barramento de campo CAN – Controller Area Network, escolhido devido à sua grande implantação no mercado. Mais especificamente, as soluções propostas foram implementadas e validadas usando um paradigma que combina flexibilidade com comunicações event-triggered e time-triggered: o FTT – Flexible Time- Triggered. No entanto, uma generalização para CAN nativo é também apresentada e discutida. A inclusão de mecanismos de replicação do barramento impõe a alteração dos antigos protocolos de replicação e substituição do nó mestre, bem como a definição de novos protocolos para esta finalidade. Este trabalho tira partido da arquitectura centralizada e da replicação do nó mestre para suportar de forma eficiente e flexível a replicação de barramentos. Em caso de ocorrência de uma falta num barramento (ou barramentos) que poderia provocar uma falha no sistema, os protocolos e componentes propostos nesta tese fazem com que o sistema reaja, mudando para um modo de funcionamento degradado. As mensagens que estavam a ser transmitidas nos barramentos onde ocorreu a falta são reencaminhadas para os outros barramentos. A replicação do nó mestre baseia-se numa estratégia líder-seguidores (leaderfollowers), onde o líder (leader) controla todo o sistema enquanto os seguidores (followers) servem como nós de reserva. Se um erro ocorrer no nó líder, um dos nós seguidores passará a controlar o sistema de uma forma transparente e mantendo as mesmas funcionalidades. As propostas desta tese foram também generalizadas para CAN nativo, tendo sido para tal propostos dois componentes adicionais. É, desta forma possível ter as mesmas capacidades de tolerância a falhas ao nível dos barramentos juntamente com a gestão dinâmica da topologia de rede. Todas as propostas desta tese foram implementadas e avaliadas. Uma implementação inicial, apenas com um barramento foi avaliada recorrendo a uma aplicação real, uma equipa de futebol robótico onde o protocolo FTT-CAN foi usado no controlo de movimento e da odometria. A avaliação do sistema com múltiplos barramentos foi feita numa plataforma de teste em laboratório. Para tal foi desenvolvido um sistema de injecção de faltas que permite impor faltas nos barramentos e nos nós mestre, e um sistema de medida de atrasos destinado a medir o tempo de resposta após a ocorrência de uma falta.