Orientador: Peter Jurgen Tatsch / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-16T01:06:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raeder_GilsondeLima_M.pdf: 7452523 bytes, checksum: 8616e29e0d200ef14c070ab53cda7e1f (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: José Alfredo Covolan Ulson / Coorientador: Renato Crivellari Creppe / Banca: Rudolf Ribeiro Riehl / Banca: Caio Cesar Oba Ramos / Resumo: O Motor de Indução Trifásico (MIT) é o mais utilizado em aplicações industriais e acionamentos eletromecânicos diversos, por ser um motor de construção robusta, ter baixo custo de fabricação e bom rendimento elétrico. Nesse cenário, destaca-se a importância de um correto diagnóstico de falhas de uma forma incipiente, evitando perdas nos processos produtivos e danos severos nessas máquinas. A estratégia da manutenção corretiva impõe, nos processos produtivos, paradas inesperadas da linha de produção podendo causar grandes prejuízos financeiros. Nesse contexto, a manutenção preditiva, auxiliada por sistemas de monitoramento constante, vem de encontro as necessidades dos processos industriais pois, além de prever paradas inesperadas, permite um planejamento da produção mais seguro, no que tange a continuidade do processo e administração da equipe de manutenção especializada. Entretanto, requer monitoramento constante com uma análise dos dados e conhecimento prévio do sistema para a avaliação dos parâmetros e das variáveis envolvidas. Esse trabalho de pesquisa propôs o desenvolvimento de uma abordagem para diagnosticar defeitos em MIT, por meio de diafragmas piezelétricos de baixo custo e sistemas inteligentes do tipo Redes Neurais Artificiais (RNA). Mais especificamente, defeitos elétricos do tipo curto-circuito entre espiras de uma mesma bobina nos estatores dessas máquinas. Para tal, foi implementada uma bancada experimental em ambiente de laboratório, onde foram realizados en... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The three-phase induction motor (MIT) is the most widely used in industrial applications and various electromechanical drives, as it is a robust construction engine, low manufacturing cost and good electrical performance. In this scenario, the importance of a correct fault diagnosis in an incipient way is highlighted, avoiding losses in the productive processes and severe damages in these machines. The strategy of corrective maintenance imposes, in the productive processes, unexpected stops of the production line and can cause great financial losses. In this context, the predictive maintenance, aided by constant monitoring systems, meets the needs of industrial processes because, in addition to anticipating unexpected stops, it allows a safer production planning regarding the continuity of the process and administration of the maintenance team specialized. However, it requires constant monitoring with an analysis of the data and prior knowledge of the system for the evaluation of the parameters and variables involved. This research project proposed the development of an approach to diagnose defects in MIT, through low cost piezoelectric diaphragms and intelligent artificial neural networks (ANNs). More specifically, short-circuit electrical defects between turns of the same coil in the stators of these machines. For this, an experimental bench was implemented in a laboratory environment, where tests were performed with fault simulations related to short circuits between turns... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eduardo Paciência Godoy / Banca: Ivando Severino Diniz / Banca: Dennis Brandão / Resumo: A alta complexidade atrelada às necessidades de segurança e confiabilidade dos processos industriais têm demandado a implantação de sistemas automáticos de segurança. Esse sistema, conhecido como Sistema Instrumentado de Segurança (SIS), é responsável pela segurança operacional do processo dentro de limites seguros através da monitoração de valores e parâmetros quando houver condições de risco. Os SISs são concebidos com diferentes Níveis de Integridade de Segurança (SIL) de acordo com o risco do processo. O desafio na implantação de um SIS é que seu procedimento de projeto é complexo e pouco difundido, além de existirem diversos métodos de cálculo e análise de riscos aceitos pelas normas de segurança. A motivação para este trabalho foi automatizar e auxiliar o projeto de SIS no que diz respeito à redução da quantidade de pessoas envolvidas e de tarefas manuais que podem causar erros, à padronização e simplificação dos procedimentos e cálculos necessários e também à diminuição do tempo de projeto, promovendo um aumento na eficiência e redução dos custos envolvidos. O objetivo é desenvolver uma ferramenta de análise e projeto de SIS, com programação voltada para Web, capaz realizar um estudo de riscos e falhas de um processo industrial e calcular um valor adequado para a seleção do SIL requerido para implantação de um sistema de segurança. A ferramenta é composta de quatro módulos: o Estudo de riscos e falhas usando a técnica HAZOP, a Quantificação dos riscos e criação de árvo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The high complexity tied to the reliability and security requirements of industrial processes has demanded the deployment of automatic safety systems. This system is known as Safety Instrumented Systems (SIS) and is responsible for the process operational safety within safe limits through the monitoring of values and parameters when there are conditions of risk. The SIS is designed with different Safety Integrity Levels (SIL) according to the process risk. The challenge in the deployment of SIS is that the design procedure is complex and not well known, and there are many calculation and risk analysis methods accepted by the safety standards. The motivation was automating and assisting in the design of SIS with regard to the reduction of people involved and manual tasks that may cause errors, the standardization and simplification of procedures and calculations needed and the reduction in project time, promoting an increase in efficiency and reducing the costs. The objective was developing an analysis and design tool for SIS, with web-based programming, capable of performing a study of the risks and failures of an industrial process and calculating an adequate value for the selection of the Safety Integrity Level (SIL) required for the implementation of the safety system. The tool is comprised of four modules: the Study of risks and failures using the HAZOP technique, the Quantification of risks and creation of fault trees; the SIL calculation through the Fault Tree Analysis ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T05:17:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:18:01Z : No. of bitstreams: 1 138046.pdf: 1829076 bytes, checksum: 1f892b563ef562e0bcac871238509551 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T22:16:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271613.pdf: 2997526 bytes, checksum: f0473ac282f98d73f89b35140376abc4 (MD5) / Este trabalho trata da detecção e diagnóstico de falhas em válvulas de controle contínuo eletricamente moduladas através da avaliação das forças internas da válvula. Estas forças são estimadas por um modelo comportamental de uma válvula saudável, e então comparadas com a força aplicada pelo solenóide ao carretel da válvula através da comparação entre a corrente imposta ao solenóide e estimativas das correntes máxima e mínima que devem ser aplicadas à uma válvula saudável sob determinada condição de operação. Para tanto são apresentadas noções sobre o diagnóstico automatizado de falhas e sobre válvulas de controle contínuo eletricamente moduladas, mais especificamente as válvulas de carretel deslizante servoproporcionais. Em adição, foram apresentadas as falhas mais comuns em válvulas hidráulicas, juntamente com suas causas. Experimentos em uma bancada de ensaios em concordância com a norma ISO 10770-1 (ISO, 1998) foram realizados para a caracterização da válvula utilizada para a elaboração deste trabalho e posteriormente um modelo para estimar a corrente no solenóide da mesma foi elaborado com base nos resultados destes experimentos e nas noções sobre diagnóstico e válvulas apresentadas. Na seqüência o modelo foi avaliado em paralelo com a válvula que serviu de base para sua elaboração, sendo que a válvula foi utilizada em três condições: saudável, contaminada e desgastada. Tal artifício foi utilizado para validar o modelo e avaliar sua sensibilidade às falhas que se pretende detectar e diagnosticar. Sugestões para a utilização deste modelo e de outras informações extraídas da válvula e do circuito hidráulico onde a mesma está instalada para detectar e diagnosticar falhas são então apresentadas com base nas observações feitas durante os ensaios de validação. / This work regards the fault detection and diagnosis in electrically modulated flow control valves. The detection and diagnosis is done through the evaluation of the valve's internal forces. These forces are estimated by a behavioral model of a healthy valve, and then compared to the force that is actually applied on the valve by the solenoid through the comparison between the current imposed to the solenoid by the controller and estimated maximum and minimum currents that should be applied to a healthy valve under certain operation conditions. In order to so, notions about automated diagnosis and about electrically modulated control valves are presented. Spool servoproportional valves are presented in detail. Also, the most common faults and its causes are reviewed. Experiments on a test bench in accordance with ISO 10770-1 (ISO, 1998) were made to characterize the valve used in this work, and based on the results of these experiments and on the notions presented, a model of the current on the valve's solenoid was developed. This model was evaluated against the valve used on the experiments under three conditions: healthy, contaminated and wear degraded. The objective is to validate the model and evaluate its usefulness to detect and diagnose the faults inflicted on the valve. Recommendations on how the information provided by the model should be used, along with other variables measured on the valve and on the hydraulic circuit, to detect and diagnose faults are then presented, based on the findings made on the validation experiments.

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-02-26T17:39:00Z No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseConfiabilidadeEstrutural.pdf: 4981238 bytes, checksum: 95e4226713ff8f5a28d31eeb12604f68 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-13T14:12:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseConfiabilidadeEstrutural.pdf: 4981238 bytes, checksum: 95e4226713ff8f5a28d31eeb12604f68 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T13:53:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_AnáliseConfiabilidadeEstrutural.pdf: 4981238 bytes, checksum: 95e4226713ff8f5a28d31eeb12604f68 (MD5) Previous issue date: 2015 / É apresentado o desenvolvimento de dois procedimentos matemáticos (relatados nos Capítulos 3 e 4), via geometria diferencial, para o cálculo das curvaturas principais de uma superfície genérica, num ponto qualquer (no caso em tela - no ponto de projeto), que tem como objetivo final a análise de confiabilidade estrutural de segunda ordem para componentes. A análise de confiabilidade é feita através dos métodos semianalíticos FORM (First Order Reliability Method ), SORM (Second Order Reliability Method) e SORM DG (Second Order Reliability Method by Differential Geometry), sendo esse último o novo método proposto pelo autor, ou seja, aquele que utiliza as curvaturas principais fornecidas pelos procedimentos matemáticos supramencionados. Além desses métodos, supracitados, o método Monte Carlo, também efetua essa análise, sendo utilizado apenas para aferição dos resultados, tendo em vista que conduz à valores confiáveis para a probabilidade de falha. Os procedimentos matemáticos, relatados acima, forneceram os valores exatos para as curvaturas principais das superfícies estado limite, sendo realizada a análise de confiabilidade estrutural de componentes de dezesseis superfícies. O método SORM DG obteve, na maioria dos casos, maior acurácia do que o método SORM , no que tange ao valor da probabilidade de falha. _____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : This thesis presents the development of two mathematical procedures (reported in Chapters 3 and 4), by differential geometry, to calculate the main curvatures of a generic surface, at any point (in this case – at the design point), having as final objective a second order structural reliability analysis for components. The analysis of reliability is done by the semianalytical methods FORM (First Order Reliability Method), SORM (Second Order Reliability Method) and SORM DG (Second Order Reliability Method by Differential Geometry ), the later being the new method proposed by the author, meaning the one which uses the main curvatures given by the above mathematical procedures earlier mentioned. Besides these cited methods, the Monte Carlo method, also takes part in this analysis, being used only to compare the results, knowing that it drives to trusting values for a failure probability. The mathematical procedures earlier mentioned provide the exact values for the main curvatures of the limit state surface, being done the structural reliability analysis of the components from sixteen surfaces. The method SORM DG obtained, in most of the cases, higher accuracy than the SORM method in avaliate the failure probability value.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:08:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337527.pdf: 2004673 bytes, checksum: b32fbcdd8e9492cb0e4ea9a334b2c3ef (MD5) Previous issue date: 2015 / Uma das técnicas adotadas para garantir qualidade e confiabilidade de produtos ainda na fase de projeto é a FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) que, com caráter preventivo, atua na mitigação dos modos de falha. Contudo, algumas limitações desta ferramenta restringem sua aplicação. Em detrimento destas limitações, este estudo propõe um método que integra a filosofia do método A3 e as práticas da FMEA em um documento padrão A3 para a análise de falhas e registro do conhecimento gerado. O estudo é aplicado em uma empresa de automação industrial cujo processo produtivo é caracterizado por jobbing e, visa contribuir na melhoria do processo de análise de falhas e solução de falhas. Esta pesquisa é dividida em três fases: Fase I: mapeamento das falhas identificadas no momento da montagem mecânica de três equipamentos, considerando os hábitos e métodos atuais da organização, para identificar dos tipos de falhas que acometem peças fabricadas; Fase II: combinação dos métodos FMEA e A3 para solução de problemas em um documento modelo no formato A3 e elaboração de um checklist para revisão do detalhamento; Fase III: aplicação do método na análise de falhas na fase de projetos e também na solução de falhas conceituais na fase de montagem mecânica e testes, promovendo o registro do conhecimento gerado. A análise das informações ocorreu de modo qualitativo e quantitativo, compreendendo tabelas e gráficos obtidos pelos dados coletados. Os resultados obtidos demonstraram viabilidade de aplicação do método proposto tanto para a análise de falhas quanto para o registro do conhecimento. Além disso, também foi possível constatar que a adoção de práticas de melhoria na rotina, como por exemplo, o checklist de revisão do detalhamento, mesmo que não compreenda todos os desenhos, pode minimizar em até 10% o número de peças com falhas. <br> / One of the techniques used to ensure product quality and reliability even in the design phase is the FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) that, with preventive measures, seeks to mitigate the failure modes. However, some limitations of this tool restrict its application. As a result of these limitations, this study proposes a method that integrates the philosophy of A3 method and FMEA practices on a standard A3 document for fault analysis and recording of the knowledge generated. The study is applied in an industrial automation company whose production process is characterized by jobbing and aims to contribute in improving the process of analyzing faults and troubleshooting. This study is divided into three phases: Phase I: mapping of the faults identified at three mechanical assembly equipment, considering the organization's current habits and methods to identify the types of flaws that affect manufactured parts; Phase II: combination of techniques FMEA and A3 on a model document in A3 format and preparation of a checklist for details of the review; Phase III: the method in the failure analysis in the design phase and also in the solution of conceptual flaws in the mechanical assembly stage and testing, support the registration of the knowledge generated. The analysis of the information was qualitative and quantitatively, including charts and graphs obtained by the data collected. The results showed feasibility of the method proposed for both failure analysis and for the registration of knowledge. Moreover, it was also possible to demonstrate that the adoption of the routine improvement practices, such as the checklist detailing the review, even not comprising all the drawings, can minimize up to 10% the number of parts with failures.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:45:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304360.pdf: 6352245 bytes, checksum: 9bd976cfca21324f35b63310fc6a1a04 (MD5) / Em projeto, uma das questões de grande importância é a garantia do bom funcionamento dos sistemas técnicos em todo o ciclo de vida, que deve ser considerada desde as primeiras etapas de projeto até o fim da vida útil. No contexto produtivo atual, o controle sobre a ocorrência de falhas em sistemas é um fator competitivo importante, já que nenhum sistema técnico é capaz de operar dentro das condições esperadas infinitamente. A confiabilidade é a capacidade de um item desempenhar uma função, ou seja, trata da probabilidade do item passar do estado de operação para o estado de falha. Para desenvolver o projeto para confiabilidade existem procedimentos e um conjunto de técnicas, já conhecidas, com suas vantagens e desvantagens. Com a experiência acumulada na utilização de tais técnicas, é possível perceber que muitas limitações atribuídas à elas ocorrem pela falta de processos de integração entre as mesmas. Dessa forma, o presente trabalho aborda o desenvolvimento de um modelo que sistematiza a integração entre as técnicas de análise de confiabilidade -- baseado nas técnicas IDEF0 (integration definition for function modeling), FMECA (failure modes effects and criticality analysis), CNEA (causal network event analysis), redes bayesianas e FTA (fault tree analysis). Priorizou-se utilizar estas técnicas por serem amplamente utilizadas no setor acadêmico e industrial, e por complementarem-se na análise de confiabilidade. O trabalho é apresentado dentro do contexto de projeto, mas o objetivo principal é propor uma integração entre as técnicas e exemplificar a partir de um modelo que foi aplicado no sistema hidráulico do leme do navio Itabuna. Com isso, pretendeu-se oferecer aos projetistas e analistas de confiabilidade, uma sistematização para utilizar as técnicas com o fim de facilitar o desenvolvimento do projeto de produto para a confiabilidade.

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Banca: Rodrigo Cardim / Banca: Alfredo Del Sole Lordelo / Resumo: Este trabalho trata de sistemas incertos com controle com modos deslizantes. O foco principal das contribuições é dado na investigação deste método de controle realizado através de rede de comunicação sujeitas a atrasos. Para minimizar os efeitos degenerativos dos atrasos, preditores de estado no seu formato mais simples são utilizados na lei de controle. São feitas análises da robustez da estabilidade e também da influência que as incertezas e atrasos exercem sobre o comportamento destes sistemas em malha fechada. Para corroborar os resultados apresentados nas análises, são realizadas simulações em um modelo matemático de um sistema de ordem dois, em um modelo linear do sistema de suspensão ativa e em um modelo não linear do sistema pêndulo invertido. Neste último, o atraso é tratado como uma falha e apresenta-se uma estratégia para detectar e adaptar os controladores a este tipo de falha. Também são investigados, através de simulações, aplicações do controle com modos deslizantes em dois processos integrantes do tratamento primário de petróleo / Abstract: This work deals with control of uncertain systems with sliding modes. The main focus of the contributions is given in the investigation of this method of control accomplished via communication network subject to time delay. To minimize the degenerative effects of delay, state predictors in its simpler format is used in the control law. Analyses of the stability robustness are made and also analyses about the influence that the uncertainties and delay exert on the behavior of closed-loop systems. To corroborate the results presented in the analyses, simulations are performed on a mathematical model of a system of order two, in a linear model of the active suspension system and a nonlinear model of the inverted pendulum system. In this last, the delay is treated as a failure and a strategy to detect and adapt the controllers to this type of failure is presented. Through simulations, sliding mode control in two processes of the primary oil treatment is also investigated / Mestre

Orientador: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: Danilo Hernane Spatti / Banca: Fabrício Guimarães Baptista / Resumo: Os transformadores de potência são equipamentos de alto custo e suma importância no sistema elétrico, em virtude de que o seu mau funcionamento impacta diretamente a qualidade da energia elétrica fornecida aos consumidores. Portanto, sistemas de diagnósticos de falhas ocorridas nesses equipamentos podem auxiliar, tanto em manutenções corretivas, quanto preventivas. Este trabalho oferece um método eficiente para localização de descargas parciais em transformadores de potência que utilizam óleo mineral no seu interior, sem a necessidade de métodos intrusivos de diagnóstico. A localização da descarga parcial gerada no interior do transformador é feita por meio de cápsulas piezelétricas de baixo custo, fixadas externamente na caixa do transformador de potência, bem como, através do uso de sistemas inteligentes como redes neurais artificiais sem a utilização do TOA (time of arrival) exigindo triangulação do sinal, que demanda alta complexidade computacional, assim fornecendo as coordenadas de onde se originou a descarga parcial. Neste contexto, a redução do tempo de manutenção ou possível predição da interrupção do serviço desse equipamento faz com que o fornecimento de energia seja feito com melhor qualidade, minimizando os impactos sofridos pelos consumidores pela descontinuidade do serviço prestado pelas concessionárias de energia elétrica / Abstract: The power transformer are equipments with high cost but paramount importance in the electric system as your bad operation can directly impact on the quality of the electric energy provided to the consumers. Therefore, diagnostic systems of occurred failures on this equipment can assist even on corrective maintenance or preventive. This work offers an efficient method to locate partial discharges on the power transformers which use mineral oil inside with no need to use intrusive methods of diagnoses. The location of the partial discharge generated inside of the transformer is made via piezoeletric capsules with low cost. It is fixed externally in the box of the power transformer, as well through the use of intelligent systems as neurotic artificial networks without the use of the TOA (time of arrival) requiring the triangulation signal which demands high computational complexity, thus providing the coordinates where the partial discharge was originated. On this context, the reduction of the time of maintenance or possible prediction of interruption of the service in this equipment results that the energy supply can be made with better quality, minimizing the impacts suffered by the consumers due the discontinuity of the service made by the concessionaires of electric energy / Mestre