miércoles, 8 de diciembre de 2010

Supervisión de Procesos Industriales




En todo proceso industrial, como son plantas petroquímicas,
de generación de electricidad, sistemas de distribución, por
mencionar algunos, se presentan fallas o eventos no previstos
en el diseño, los cuales, aunados con el inevitable envejecimiento
de los componentes que los integran, hacen que el sistema se
comporte de manera anormal y deteriorada. Adicionalmente,
a medida que se incrementa la complejidad de los sistemas
también aumenta la probabilidad de tener fallas que lo llevan
a condiciones de alto riesgo, con un costo económico para el
medio ambiente y la sociedad en su conjunto.

Estos hechos, importantes desde un punto de vista de seguridad, disponibilidad y fiabilidad de un sistema, motivaron la
creación de una línea de investigación en el Instituto de Ingeniería,
cuyo objetivo es diseñar sistemas automáticos de supervisión
por software capaces de detectar y localizar anomalías en procesos
industriales. Adicionalmente a la detección se busca establecer
mecanismos de reconfiguración y reacomodo del proceso, de
tal manera que pueda mantenerse en condiciones de operación
seguras ante la presencia de fallas.

Los sistemas de diagnóstico de fallas que se proponen se
basan en los modelos de un proceso, donde se comparan los
datos medidos del proceso de manera continua con un comportamiento esperado, y una discrepancia entre ellos es clasificada
como un síntoma de falla. El esquema de la filosofía del
principio de generación de síntomas de detección de fallas
postsoftware, se presenta en la figura 1.

En particular, en el II UNAM, se ha resuelto el problema de la
localización de múltiples fugas en un ducto cuando se tienen
únicamente mediciones del gasto, presión y temperatura en
los extremos del ducto. En este caso la computadora se ha
programado de manera que realiza continuamente las funciones
de un supervisor o vigilante del buen desempeño del ducto. El
localizador de fugas ha sido probado con éxito en la tubería
piloto de 135 metros del Laboratorio de Hidromecánica del
propio Instituto.

En relación con el diagnóstico de fallas para procesos industriales
de gran escala, se ha propuesto una extensión a uno de los mé-
todos estadísticos más usados en el ambiente industrial: el
análisis de componentes principales. Este método tiene la ventaja
de requerir solamente series de tiempo para su calibración, lo
cual lo hace atractivo para aplicaciones en procesos donde se
desconocen los modelo analíticos.

El beneficio esperado con esta línea de investigación es disponer
de mecanismo automáticos de bajo costo, capaces de monitorear
procesos complejos y de alto riesgo, para cumplir con normas
de seguridad y confiabilidad demandadas por la sociedad en
general.