Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The majorities of industrial systems may be considered as dynamic hybrid systems, that is,
described by variables in the continuous and discrete domains. Therefore, due to the need
to obtain high quality products with losses minimization, to have safer and environmental
friendly process operation, is what justies the development of tools for evaluating fault
propagation eects. In this work, some tools for the representation of dynamic hybrid
systems were studied in order to address the abnormal behavior propagation. The rst
tools are Petri nets that allow a qualitative mathematical representation, the analysis of
the models and supply useful information on the structure and the dynamic behavior of the
system. Another tool is the signed directed graph - SDG that includes the mechanisms of
fault propagation and the development of a theory of modeling based on the knowledge of
complicated systems. In this context, it was presented the qualitative modeling of dynamic
systems by using Petri nets and SDG, with the occurrence of faults and the evaluation of
their propagation during process operation. These techniques were applied to Chemical
Engineering problems such as mixing tanks and batch reactors for Petri nets, tank systems
and faulty continuous reactors with the use of SDG. In those processes, simulations were
performed and the faults eects were evaluated for several operational scenarios. SDGs
were also used to determine the fault propagation path, with the evaluation of each
aected process variable of interest both in open and closed-loop operation. / A maioria dos sistemas industriais pode ser classificada como pertencente _a classe de sistemas
híbridos dinâmicos, ou seja, sistemas compostos por variáveis no domínio contínuo e
discreto. Assim, devido à necessidade de se obter produtos de alta qualidade com mínimo
de perdas possíveis, operar com segurança respeitando o meio ambiente, gerenciar ou tolerar
falhas é que se tem a necessidade do desenvolvimento de ferramentas de investigação dos efeitos de falhas em processos. Neste trabalho foram estudadas algumas ferramentas
para a representação de sistemas híbridos dinâmicos com a finalidade de representar o
comportamento anormal desses sistemas. Uma dessas ferramentas _e a rede de Petri que
permite a representação matemática, análise dos modelos e fornece informações úteis sobre
a estrutura e o comportamento dinâmico dos sistemas modelados. Outra ferramenta
estudada são os grafos orientados - SDG (Signed Directed Graph) que incluem os mecanismos
de propagação de falhas e o desenvolvimento de uma teoria de modelagem baseada
no conhecimento de sistemas. Nesse contexto, foram apresentados nesta dissertação a
modelagem qualitativa dos sistemas discretos utilizando redes de Petri e SDG, com a
ocorrência de falhas e a avaliação da sua propagação nos processos. Essas técnicas foram
aplicadas em problemas simples da Engenharia Química como tanques de mistura e reator
em batelada para redes de Petri e sistemas com um e três tanques e CSTR para o SDG.
Em cada um dos processos estudados foram feitas as simulações acopladas aos modelos
qualitativos em diversos cenários de falhas. Com isso comparam-se os resultados para o
sistema operando sob diversos cenários e avaliam-se as informações do modelo qualitativo.
Para ilustrar a aplicação das técnicas investigadas, esse trabalho avaliou, com a utilização
de SDG, os caminhos de propagação das falhas, obtendo as variáveis afetadas em cada
cenário operacional investigado. / Mestre em Engenharia Química
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/15148 |
| Date | 28 April 2010 |
| Creators | Sousa, Nádia Guimarães |
| Contributors | Lopes, Luís Cláudio Oliveira, Murata, Valeria Viana, Souza Junior, Maurício Bezerra de |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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