aplicação da técnica de reconciliação de dados no diagnóstico das medições de uma malha de...

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1 Tema:MES/LIMS/PIMS/RtPMS APLICAÇÃO DA TÉCNICA DE RECONCILIAÇÃO DE DADOS NO DIAGNÓSTICO DAS MEDIÇÕES DE UMA MALHA DE DISTRIBUIÇÃO DE GÁS BFG* Cláudio Antunes de Oliveira 1 Fernando da Silva Dummer 2 Vinicius Tiago Lecco Rampinelli 3 Northon Torezani Cavazzoni 4 Resumo Este trabalho tem como objetivo demonstrar uma aplicação prática da técnica de reconciliação de dados no diagnóstico das medições que compõe uma malha de distribuição de gás BFG – Blast Furnace Gas. Falhas comuns de medição tais como saturação e congelamento da indicação afetam a qualidade da informação e este tipo de detecção faz parte da proposta de diagnóstico. Será abordado o desenvolvimento de um algoritmo que implementa a técnica de reconciliação, bem como a elaboração de uma matriz de diagnóstico no InfoPlus.21. Os principais indicadores deste diagnóstico são armazenados na base de dados do InfoPlus.21 visando consultas históricas e monitoramento contínuo das medições. Os dados obtidos demonstraram que a técnica de reconciliação de dados pode contribuir para identificação de falhas e agregar confiabilidade às medições. Palavras-chave:Confiabilidade; diagnóstico; reconciliação de dados. APPLICATION OF DATA RECONCILIATION TECHNIQUE FOR MEASUREMENTS DIAGNOSIS Abstract This work proposes a practical application of data reconciliation technique in the diagnosis of the measurements that comprise a network of gas distribution BFG - Blast Furnace Gas. Measurements with faults such as saturation or frozen indication can affect the quality of information and this type of detection is part of the proposed diagnosis. The development of an algorithm that implements this technique and also a diagnosis tool implemented on InfoPlus.21 will be showed. The main indicators of this diagnosis are stored on InfoPlus.21 database to allow historical queries and * Contribuição técnica ao 18°Seminário de Automação e TI Industrial, 23 a 26 de setembro de 2014, São Paulo, SP, Brasil.

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Este trabalho tem como objetivo demonstrar uma aplicação prática da técnica de reconciliação de dados no diagnóstico de medições. Falhas comuns de medição tais como saturação e congelamento da indicação afetam a qualidade da informação e este tipo de detecção faz parte da proposta de diagnóstico. Será abordado o desenvolvimento de um algoritmo que implementa a técnica de reconciliação, bem como a elaboração de uma matriz de diagnóstico. Os principais indicadores deste diagnóstico são armazenados em uma base de dados visando consultas históricas e monitoramento contínuo das medições. Os dados obtidos demonstraram que a técnica de reconciliação de dados pode contribuir para identificação de falhas e agregar confiabilidade às medições.

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1Tema:MES/LIMS/PIMS/RtPMSAPLICAO DA TCNICA DE RECONCILIAO DE DADOSNO DIAGNSTICO DAS MEDIES DE UMA MALHA DEDISTRIBUIO DE GS BFG*Cludio Antunes de Oliveira1Fernando da Silva Dummer2Vinicius Tiago Lecco Rampinelli3ort!on Tore"ani Cava""oni#ResumoEstetrabalhotemcomoobjetivodemonstrarumaaplicaopr!ticada t"cnicadereconciliaodedadosnodia#n$sticodasmedi%es&uecomp%eumamalhadedistribuio de #!s '() * $last Furnace %as+ (alhas comuns de medio tais comosaturao e con#elamento da indicao a,etam a &ualidade da in,ormao e estetipo de deteco ,a- parte da proposta de dia#n$stico+ Ser! abordado odesenvolvimento de um al#oritmo &ue implementa a t"cnica de reconciliao. bemcomoaelaboraodeumamatri-dedia#n$sticono&n'o(lus)21+ /sprincipaisindicadores deste dia#n$stico so arma-enados na base de dados do &n'o(lus)21visandoconsultashist$ricasemonitoramentocont0nuodasmedi%es+ /sdadosobtidos demonstraram &ue a t"cnica de reconciliao de dados pode contribuir paraidenti,icao de ,alhas e a#re#ar con,iabilidade 1s medi%es+P!"#s$%&"e:2on,iabilidade3 dia#n$stico3 reconciliao de dados+ APPLICATION OF DATA RECONCILIATION TECHNI'UEFOR MEASUREMENTS DIAGNOSISA(s)#%)This4or5proposesapractical applicationo, datareconciliationtechni&ueinthedia#nosis o, the measurements that comprise a net4or5 o, #as distribution '() 6'last (urnace )as+ Measurements 4ith ,aults such as saturation or ,ro-en indicationcan a,,ect the &ualit7 o, in,ormation and this t7pe o, detection is part o, the proposeddia#nosis+ The development o, an al#orithm that implements this techni&ue and alsoa dia#nosis tool implemented on In,oPlus+81 4ill be sho4ed+ The main indicators o,thisdia#nosisarestoredonIn,oPlus+81databasetoallo4historical &ueriesandcontinuous monitorin# measurements+ The results sho4 that usin# this techni&ue ispossible to contribute 4ith ,ault identi,ication and a##re#ate reliabilit7 o, themeasurements+*e+,o#-s. Reliabilit73 dia#nosis. data reconciliation+1 *ngen!eiro*letricista+ *speciali"a,-o+ *specialistaem Automa,-o+ %er.nciade&n'ormticaeAutoma,-o de (rocesso+ Arcelor/ittal Tu0ar-o+ Serra+ *S e $rasil)2 *ngen!eiro*letricista+ *specialistaem Automa,-o+ %er.nciade&n'ormticaeAutoma,-ode(rocesso+ Arcelor/ittal Tu0ar-o+ Serra+ *S e $rasil)3 *ngen!eiro *letricista+ /estre+ *specialista em Automa,-o+ %er.ncia de &n'ormtica e Automa,-ode (rocesso+ Arcelor/ittal Tu0ar-o+ Serra+ *S e $rasil)# %raduando em*ngen!aria *l1trica+ *stagirio+ %er.ncia de &n'ormtica e Automa,-o de(rocesso+ Arcelor/ittal Tu0ar-o+ Serra+ *S e $rasil)2 Contri0ui,-o t1cnica ao 134Seminrio de Automa,-o e T& &ndustrial+ 23 a 25 de setem0ro de 261#+S-o (aulo+ S(+ $rasil)8/ INTRODUO2om o advento de sistemas automati-ados de coleta de dados representados porPL29s. sistemassupervis$riose(&/S6 Plant In,ormationMana#ment S7stemoaspectodeseobter eencaminhar dadostrans,ormando6osemin,orma%es,oiresolvido+ Entretanto. &uando tentamos utili-ar os dados veri,icamos &ue os dadosno obedecem a e&ua%es de balano+Por &ue um balano de massas no ,echa:Por&ue os dados colhidos so muitas ve-es inconsistentes+;s totali-a%es das entradas e sa0das dos e&uipamentos de processo.considerando6seasacumula%es. comotan&ues. pilhasdehomo#enei-aodemin"rios etc+. esto sempre numa situao de balano matem!tico. mas as medidascoletadas no+ /s erros so devidos a: Erro de medio aleat$rio3 Instrumento descalibrado3 Modelamento inade&uado3 ;mostra#em na ,re&o linearidade do instrumento3 ?ensidade incorreta ou variando com temperatura3 Polari-ao de leitura do instrumento3 Leitura ,ora de ,ai@a do instrumento3 Erro de transmisso do sinal. etc+; maneira usual de se contornar este problema consiste em se atribuir maior #rau decon,iana para determinadas medidas baseado em al#um conhecimento emp0rico do,uncionamento da planta e de se alterar os dados arti,icialmente A1B+?iante do e@posto. o objetivo principal deste trabalho " demonstrar de ,orma pr!tica.um m"todo matem!tico para se recalcular o valor mais prov!vel para as medi%esde uma malha de distribuio de #!s '(). empre#ando6se uma t"cnica denominadareconciliao de dados+; reconciliaodedados"umm"tododeajustedasvari!veismedidasemumdeterminado processo. de modo a satis,a-er certas restri%es * tipicamentebalanos de massa ou ener#ia. respeitando6se a nature-a estat0stica e metrol$#icade cada medio+ ; nature-a estat0stica das medi%es resulta do ,ato de &ue todamedio obtida em um processo real possui uma incerte-a inerente. o &ue implicaem erros e imprecis%es+ Sabendo6se &ue as plantas industriais modernas possuemum elevado #rau de automao e &ue diversas vari!veis so medidas a ta@as deamostra#em ,re&0vel 8+ ; massa de dados,oi e@portadadestaplata,ormaparaar&uivosdotipote@to+ Estasvari!veis,oramamostradas a uma ,re&esta etapa ,oi dedicada uma ateno especial a &uesto da ,alta de medio emdeterminados pontos da malha de distribuio+ ?e acordo coma t"cnica dereconciliao de dados. a vari!vel no medida " denominada vari!vel observ!vel A8B+Paraestes casos. ,oi necess!rioestimar estas medi%es com oau@0lio deoutrasmedi%es presentes na malha de distribuio e restri%es do processo+015 S6mu!37es em Matlab>esta etapa. ,oi desenvolvido no ambiente /atla0. um al#oritmo para implementar om"todo dos multiplicadores deLagrange. &ue ,oi o m"todo de minimi-aoescolhido A1B+ Nm ,ra#mento deste al#oritmo pode ser visuali-ado na ,i#ura F+2 Contri0ui,-o t1cnica ao 134Seminrio de Automa,-o e T& &ndustrial+ 23 a 25 de setem0ro de 261#+S-o (aulo+ S(+ $rasil)L(i#ura F * (ra#mento do c$di#o em /atla0 ; simulao o,,6line reali-ada coma massa de dados coletada possibilitousedimentaroconhecimentoarespeitoda t"cnicadereconciliaodedados bemcomo validar a metodolo#ia empre#ada+018 Im9!eme2)34o -o !:o#6)moMediante a concluso das simula%es. ,oramdesenvolvidos no Sistema de/timi-aodeProcessode>0vel 8. doisal#oritmosemlin#ua#em Fortranparaimplementarat"cnicadereconciliaodedados+; ,i#uraGmostraas,asesdee@ecuo destes al#oritmos+2 Contri0ui,-o t1cnica ao 134Seminrio de Automa,-o e T& &ndustrial+ 23 a 25 de setem0ro de 261#+S-o (aulo+ S(+ $rasil)K(i#ura G * Etapas de e@ecuo do al#oritmo;s ,i#uras I e L mostram um ,ra#mento dos al#oritmos util8recon8dados80'g)'orerecon8dados)'or. respectivamente+ / primeiro e@ecuta as etapas de 1 a F. en&uantoo se#undo e@ecuta as etapas de G a L+(i#ura I * ;l#oritmo au@iliar2 Contri0ui,-o t1cnica ao 134Seminrio de Automa,-o e T& &ndustrial+ 23 a 25 de setem0ro de 261#+S-o (aulo+ S(+ $rasil)O(i#ura L * ;l#oritmo principal>a,aseIso#eradasasin,orma%esutili-adasnodia#n$stico+ /subitem8+Iabordar!esta&uesto+ P!a,aseL. encarre#a6sedeenviar todososresultados#erados parao&n'oplus)21viacomunicaoFT(. visandoarma-en!6losemumabase de dados+ 2om isso. " poss0vel consultar os dados hist$ricos de ajuste de cadamedio ou avaliar. por e@emplo. o erro do balano em tempo real+ ; ,i#ura K ilustraal#uns dados hist$ricos arma-enados no &n'o(lus)21+(i#ura K * Qist$rico do percentual de ajuste2 Contri0ui,-o t1cnica ao 134Seminrio de Automa,-o e T& &ndustrial+ 23 a 25 de setem0ro de 261#+S-o (aulo+ S(+ $rasil)M01; D6:2ustepor suave-. possibilitar!umaan!lisemaisabran#entedoerrodobalano. como. pore@emplo. correlacionandoatend=nciadeste indicador para umdeterminado #rupo de medi%es comcondi%es deprocesso. permitindo com isso identi,icar melhorias &ue au@iliem na otimi-ao doprocesso de distribuio de #!s '() para as unidades consumidoras+8 CONCLUSOEstetrabalhoapresentouaaplicaodat"cnicadereconciliaodedadosemtempo real. para uma malha de distribuio de #!s '(). atrav"s dodesenvolvimento de um al#oritmo em lin#ua#em Fortran+; inte#rao entre o Sistema de /timi-ao de Processo de >0vel8 6 plata,ormaonde o al#oritmo " e@ecutado e o &n'o(lus)21. permitiu o desenvolvimento da matri-de dia#n$stico em um ambiente totalmente voltado para as e&uipes de manutenocomtodas as ,acilidades de an!lise dispon0veis+ Para o ,uturo. estuda6se aimplantao deste al#oritmo no pr$prio&n'oplus)21utili-ando o recurso da,erramenta S?L(lus+2omo a redundCncia de medio " um,ator importante para a t"cnica dereconciliaodedados. principalmenteparaaidenti,icaodeerros#rosseirosa&ual no ,oi abordada neste trabalho. estuda6se no ,uturo. resolver os problemas deredundCncia identi,icados nesta malha de distribuio tomada como estudo de caso.visando eliminar a etapa de reconstruo de medi%es+A:#-e%6me2)os;#radeo aos cole#as da ;rcelorMittal Tubaro dos setores de ;utomao e Ener#ia&ue apoiaram o desenvolvimento deste trabalho+REFER=NCIAS2 Contri0ui,-o t1cnica ao 134Seminrio de Automa,-o e T& &ndustrial+ 23 a 25 de setem0ro de 261#+S-o (aulo+ S(+ $rasil)111 Reconciliao e an!lise de &ualidade de dados+ Aacesso em 1I jan+ 8J1GB 161L+ ?ispon0vel em: http://444+cpdee+u,m#+br/Vsei@as/Especiali-acao/?o4nload/?o4nload(iles/Reconciliacao+P?(8 (eldman R+ >+ Reconciliao de dados em tempo real para monitorao e deteco de ,alhas em terminal de transporte e arma-enamento de derivados de petr$leo Adissertao mestradoB+ Nniversidade (ederal do Rio de Paneiro3 8JJK+2 Contri0ui,-o t1cnica ao 134Seminrio de Automa,-o e T& &ndustrial+ 23 a 25 de setem0ro de 261#+S-o (aulo+ S(+ $rasil)