Aplicação de redes neuronais artificiais à deteção e isolamento de falhas em processos industriais - Cortez, Vanusa Tavares (2015)
Os processos industriais são cada vez mais tecnologicamente complexos. Os requisitos de competitividade impostos pelo mercado obrigam as condições de eficiência e operacionalidade próximas dos limites máximos da sua capacidade produtiva. Por outro lado, as paragens intempestivas dos mesmos resultam normalmente em perdas de produção, degradação da qualidade do produto final, danificação dos equipamentos, podendo dar origem a catástrofes ambientais com eventuais perdas de vidas humanas. Estas são principais razões que motivaram a realização deste trabalho e conduziu a esta dissertação. Tem como objetivo, o estudo aplicabilidade de Redes Neuronais Artificiais (RNAS), na deteção e isolamento de falhas que ocorrem em atuadores, utilizados no controlo automático de processos industriais, em tempo real. Permitem que o processo continue a operar de forma controlada, mesmo depois de alguma falha se ter manifestado em algum dos seus atuadores, ou eventualmente, efetuar uma paragem controlada do processo se tal situação ocorrer e não houver capacidade de tolerância á falha em análise. Neste estudo, foi utilizado um reator continuamente agitado (RCA), com nível e temperatura controlados no seu interior, através de duas malhas de controlo e reciclagem parcial do produto final é através de um permutador de calor. Foram simuladas falhas abruptas e incipientes em duas válvulas de regulação, sendo utilizada uma RNA do tipo feedforward, para deteção e isolamento, em tempo real, das falhas simuladas no processo acima mencionado. A RNA foi treinada offline apenas com sintomas de falhas abrutas. O RCA foi simulado com o seu modelo dinâmico utilizando a plataforma computacional MatLab/Simulink, sendo a RNA implementada e treinada com a toolbox de Redes Neuronais do MatLab. O sucesso dos resultados obtidos com os trabalhos de simulação permite perspetivar a utilização de RNAS em situações reais, envolvendo processos industriais de elevada complexidade tecnológica sobretudo, quando é desejável uma atempada deteção e isolamento de falhas, antes de ocorrerem paragens não programadas do processo sobre supervisão.