Diseño de un sistema de detección y diagnóstico de fallas basado en modelo para una planta desalinizadora de agua de mar

• Autor: Soto Angles, Mario Eduardo
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2016
• Institución: Consejo Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación
• Repositorio: CONCYTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.concytec.gob.pe:20.500.12390/261
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12390/261
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Desalinización; Agua de Mar; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.02.02

Los sistemas de diagnóstico de fallas cumplen un papel importante en los sistemas de control en la actualidad, ya que los distintos elementos que componen la planta son susceptibles a fallas. Las fallas que ocurren en una planta desalinizadora por ósmosis inversa pueden traer como consecuencia una mala calidad de agua desalinizada, reducir considerablemente la eficiencia de producción de la planta, poner en peligro la integridad de los operadores de la planta o provocar problemas con el medio ambiente. En este trabajo se desarrolla un modelamiento matemático de una planta desalinizadora con un módulo de ósmosis inversa en configuración enrollamiento en espiral, con el objetivo de obtener un conjunto de ecuaciones analíticas de la planta y comprender las principales variables que intervienen en el modelo. A partir del modelo obtenido, se hace un análisis estructural del proceso para luego obtener el conjunto de relaciones de redundancia analítica (RRA) que servirán de base para la detección de fallas. Se definen las principales fallas en sensores, actuadores y variables internas que intervienen en el proceso de desalinización por OI, luego se desarrolla un algoritmo para la simulación del modelo dinámico de la planta. Se realizó la simulación de fallas en los distintos componentes del sistema y se compara el sistema en modo normal de funcionamiento con el sistema sometido a fallas. Se realizan pruebas de detectabilidad y diagnosticabilidad de fallas mediante un algoritmo de emparejamiento de restricciones (matching) a partir de las RRA obtenidas, además mediante el cálculo de posibles mínimos subconjuntos de prueba MTES, se realizaron pruebas adicionales de aislabilidad de fallas simultáneas. Se consiguió detectar todas las fallas consideradas y mediante el análisis de diagnosticabilidad se logró aislar adecuadamente la mayoría de ellas y determinar la forma de generar RRA a partir del cálculo de MTES para aislar fallas simultáneas.