sviluppo di un dispositivo, basato sulla ridondanza analitica, per la diagnosi e la prevenzione dei...
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Sviluppo di un dispositivo, basato sulla ridondanza analitica, per la diagnosi e la
prevenzione dei guasti in apparecchiature industriali
Università degli Studi di Trieste
Dipartimento di Elettrica Elettronica ed Informatica
Laureando: Francesco PIVETTARelatore : Prof. Ing. Antonio BOSCOLO
Correlatore : Ing. Michele TOPPANO
Tesi di laureaIn
STRUMENTAZIONE ELETTRONICA DI MISURA
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Motivazioni
Sviluppare strumenti in grado di:
Fornire dei parametri sulla qualità delle prestazioni.
Prevenire i malfunzionamenti.
Diagnosticare i guasti improvvisi.
3
La lavastoviglie Rack Type
4
Struttura della Rack Type
5
Approccio top-down
Livello funzionale esterno
Componenti elementari
Fasi del processo di lavaggioDETTAGLIO
+
-
6
Stato dell’arte della diagnostica basata sulla ridondanza analitica
Concetto della Concetto della FDI FDI : Fault Detection and Isolation. Ridondanza fisicaRidondanza fisica Ridondanza analiticaRidondanza analitica basata sul modello matematico. Metodo dei residuiMetodo dei residui :
Logica di decisione Logica di decisione : sistemi basati sulla conoscenza.
SistemaAttuale
Modello di Sistema con
guasto i-esimo
-Logica didecisione
Allarmi
yu
y1
Residui
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Scelta del componente
Funzione di risciacquo :
Resistenze boiler
Elettrovalvole
Circuito idraulico
Scelta del boiler come elemento sul quale effettuare i test.
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Analisi dei guasti
Resistenza interrotta nel ramo 1. Resistenza interrotta nel ramo 2. Resistenza interrotta nel ramo 3.
Resistenze degradate per la presenza di calcare.
Malfunzionamento al sistema di circolo dell’acqua.
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Equazioni di scambio termico
Fase di riscaldamento:
Fase di risciacquo:
M = massa d’acqua all’interno del boiler
G = portata del circuito di risciacquo
qE = potenza elettrica dell’elemento riscaldatore
c = capacità termica dell’acqua
tcM
qT E
tTTM
G
cM
qT E
)( 01
10
Il dimostratore
Schema a blocchi del dispositivo
Sviluppo di uno strumento virtuale per l’acquisizione dei dati
RS232
TA 1
NTC 2
μC
Relé 1
LED
Temperatura AcquaBoiler
Relé 2
Resistenze Boiler
Elettrovalvola Ingresso
acqua
Assorbimentielettrici
PC
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Il dimostratore
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Lo strumento virtuale
13
Analisi dei dati
tcM
qT E
Salita di temperatura
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Analisi dei dati
Equazioni dei Modelli
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80 100 120
TA
tau
Ramo 1
Ramo 2
Ramo 3
Calcare
Nominale
15
Analisi dei dati
TA SISTEMAATTUALE
τ
GUASTONEL RAMO1
τ 1
GUASTONEL RAMO 2
LOGICADI
DECISIONE
τ 2
GUASTONEL RAMO 3
DEPOSITO DICALCARE
τ 3
τ 4
Residuo 1
Residuo 2
Residuo 3
Residuo 4
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Analisi dei dati
Discesa di temperatura (risciacquo)
tTTM
GT
)( 01
17
Analisi dei dati
Δt
GUASTO ALCIRCUITO IDRAULICO
ΔT1
SISTEMAATTUALE
ΔT
LOGICADI
DECISIONE
Residuo
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Conclusioni
Il metodo utilizzato ottimizza le risorse presenti sull’apparecchiatura.
Questa tesi costituisce un contribuito allo sviluppo del primo sistema di diagnostica per questo tipo di lavastoviglie.
Il sistema elaborato può essere implementato su microcontrollore per applicazioni embedded.