Diagnóstico de fallas en el generador de vapor - Instituto de ...
Diagnóstico de fallas en el generador de vapor - Instituto de ...
Diagnóstico de fallas en el generador de vapor - Instituto de ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Activida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> investigación4Descripción <strong>de</strong>l problemaEl g<strong>en</strong>erador <strong>de</strong> <strong>vapor</strong> <strong>de</strong> una unidad termo<strong>el</strong>éctrica es <strong>el</strong> sistema más importante <strong>de</strong>ésta, <strong>de</strong>bido a la complejidad y cantidad <strong>de</strong> los procesos que allí se realizan; por lo tantoes importante garantizar su disponibilidad <strong>en</strong> todo mom<strong>en</strong>to.El problema que se resu<strong>el</strong>ve <strong>en</strong> este trabajo, consiste <strong>en</strong> <strong>el</strong> <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong>l prototipo <strong>de</strong>un sistema <strong>de</strong> diagnóstico para <strong>el</strong> g<strong>en</strong>erador <strong>de</strong> <strong>vapor</strong> <strong>de</strong> una unidad termo<strong>el</strong>éctrica. Lafunción <strong>de</strong>l prototipo es reconocer los estados <strong>de</strong> riesgo o mal funcionami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> loscompon<strong>en</strong>tes <strong>de</strong>l g<strong>en</strong>erador <strong>de</strong> <strong>vapor</strong>, <strong>en</strong> cuanto se pres<strong>en</strong>t<strong>en</strong> <strong>en</strong> la operación.En trabajos <strong>de</strong> investigación previos, realizados <strong>en</strong> <strong>el</strong> área <strong>de</strong> Supervisión <strong>de</strong> Procesos<strong>de</strong>l IIE, se han explorado con éxito las técnicas <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s neuronales y la lógica difusapara <strong>el</strong> diagnóstico <strong>de</strong> <strong>fallas</strong> (Ruz Hernán<strong>de</strong>z, J. A. et al., 2005), (Aquino, H., 2005). Conestos trabajos se ha <strong>en</strong>contrado, que <strong>en</strong> algunos casos específicos es mejor una técnicaque otra, <strong>de</strong> don<strong>de</strong> se infiere que un resultado más robusto pue<strong>de</strong> ser alcanzado, mediant<strong>el</strong>a implem<strong>en</strong>tación <strong>de</strong> un esquema <strong>de</strong> diagnóstico basado <strong>en</strong> difer<strong>en</strong>tes métodoscomplem<strong>en</strong>tarios, lo cual justifica la necesidad <strong>de</strong> explorar las propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> nuevastécnicas <strong>en</strong> <strong>el</strong> campo <strong>de</strong> diagnóstico <strong>de</strong> <strong>fallas</strong>.En este trabajo se pres<strong>en</strong>tan los resultados obt<strong>en</strong>idos tras la aplicación <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Petri para <strong>el</strong> diagnóstico<strong>de</strong> <strong>fallas</strong>. Las re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Petri son una herrami<strong>en</strong>ta gráfica y matemática <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>lado, que pue<strong>de</strong> serutilizada <strong>en</strong> cualquier tipo <strong>de</strong> sistemas dinámicos. Con esta técnica se <strong>de</strong>scribe y estudia la informaciónprov<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te <strong>de</strong> sistemas concurr<strong>en</strong>tes, asíncronos, distribuidos, paral<strong>el</strong>os, <strong>de</strong>terminísticos y estocásticos.Esta herrami<strong>en</strong>ta gráfica se utiliza como ayuda visual <strong>de</strong> la estructura y conexiones <strong>de</strong>l sistema, <strong>de</strong> formaanáloga a los diagramas <strong>de</strong> bloques, grafos <strong>de</strong> flujo o re<strong>de</strong>s. Como herrami<strong>en</strong>ta matemática es posible <strong>de</strong>scribirecuaciones <strong>de</strong> estado, ecuaciones algebraicas y otros tipos <strong>de</strong> mo<strong>de</strong>los matemáticos, usados pararepres<strong>en</strong>tar la dinámica <strong>de</strong>l sistema analizado.Para implem<strong>en</strong>tar <strong>el</strong> sistema <strong>de</strong> diagnóstico se sigue <strong>el</strong> método <strong>de</strong>sarrollado por Lo, Ng y Trecat (Lo K. L.,et al., 1997), <strong>el</strong> cual consiste <strong>en</strong> obt<strong>en</strong>er un mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> causalidad <strong>de</strong>l <strong>el</strong>em<strong>en</strong>to a diagnosticar, utilizandouna red <strong>de</strong> Petri <strong>de</strong>nominada red hacia a<strong>de</strong>lante. Una vez obt<strong>en</strong>ido este mo<strong>de</strong>lo, se invierte <strong>el</strong> s<strong>en</strong>tido <strong>de</strong>los arcos <strong>de</strong> conexión, obt<strong>en</strong>iéndose una red <strong>de</strong> Petri hacia atrás. Esto g<strong>en</strong>era un mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> falla. Conbase <strong>en</strong> la experi<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> los operadores se <strong>de</strong>terminan los umbrales <strong>de</strong> <strong>de</strong>tección y aplicando reglas <strong>de</strong>disparo <strong>de</strong> las transiciones <strong>de</strong> la red, se produc<strong>en</strong> señales que cambian <strong>el</strong> estado <strong>de</strong> la red <strong>de</strong> Petri y que seinterpretan como firmas <strong>de</strong> las <strong>fallas</strong> consi<strong>de</strong>radas.Re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> PetriFundam<strong>en</strong>tosLas re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Petri aparecieron <strong>en</strong> la literatura con la tesis doctoral <strong>de</strong> Carl Adam Petri <strong>en</strong> 1962, como unaherrami<strong>en</strong>ta matemática que permitía mo<strong>de</strong>lar ev<strong>en</strong>tos discretos <strong>de</strong> una manera gráfica y fácil <strong>de</strong> visualizar.En la década <strong>de</strong> los set<strong>en</strong>ta, su estudio y aplicación se ext<strong>en</strong>dieron <strong>de</strong>bido a su versatilidad para <strong>el</strong>análisis y mo<strong>de</strong>lado <strong>de</strong> sistemas dinámicos. Más tar<strong>de</strong>, <strong>en</strong> 1987, R<strong>en</strong>é David y Hassane Alla <strong>de</strong>sarrollaron<strong>el</strong> concepto <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Petri continuas (David y Alla, 1987) las cuales permitieron mo<strong>de</strong>lar ev<strong>en</strong>tos continuos.En 1991 se <strong>de</strong>sarrollaron las re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Petri híbridas. Esta nueva ext<strong>en</strong>sión combina los dos tipos <strong>de</strong>re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Petri m<strong>en</strong>cionados anteriorm<strong>en</strong>te.Conceptos básicosLos conceptos listados a continuación se tomaron <strong>de</strong>l libro Petri nets and grafcet <strong>de</strong> David y Alla (David yAlla, 1992).