Detecção de falhas via observadores de estado em sistemas rotativos, considerando-se suas fundações

Abstract

As máquinas rotativas têm grande aplicação na grande maioria dos complexos industriais, sendo que uma quebra nestes tipos de equipamentos pode provocar perdas econômicas, inconveniências em serviços, ou até mesmo pode levar a situações perigosas dependendo da gravidade da avaria sofrida pelo equipamento. Desta forma, para se evitar tais problemas, é muito importante que se possua ferramentas que possa informar sobre a existência destas falhas, bem como, sobre sua evolução ao longo do tempo. Neste contexto, tem-se observado nos últimos anos um aumento no desenvolvimento de técnicas de detecção e localização de falhas. Neste trabalho, é apresentada a metodologia dos observadores de estado para a detecção e localização de falhas em sistemas de rotativos considerando-se as fundações dos mesmos. A metodologia dos observadores de estado pode reconstruir os estados não medidos ou estimar valores provenientes de pontos de difícil acesso no sistema. Desta forma, falhas nestes pontos podem ser detectadas sem que haja a necessidade da realização de medidas diretas. A metodologia de identificação dos parâmetros utilizando funções ortogonais também foi utilizada, permitindo a verificação de possíveis variações de parâmetros em sistemas discretos, através de suas respostas. A metodologia desenvolvida foi validade através de simulações computacionais e análise experimental, com medidas provenientes de um sistema rotor-suporte-estrutura.

The rotating machines have a lot of application in the great majority of the industrial plants and a break-down in these types of equipments can provoke economic losses, inconvenience in service, or even they can induce to dangerous situations, depending on the gravity of the fault suffered by the equipment. This way, to avoid such problems it is very important to use tools that can inform about the existence of faults, as well as, about their evolution along the time. In this context, in the last years, it has been observed an increase in the development of techniques for detection and location of faults. In this work, it is presented the state observers methodology for detection and location of faults in rotating systems considering their foundations. The state observers' technique can reconstruct the non-measured states or can estimate the values of points of difficult access in the rotor. Thus, the faults at these points can be detected without the knowledge of measured data, monitoring them through the reconstructions of their states. The methodology of identification of the parameters using orthogonal functions was also used, allowing the verification of possible variations of parameters in the discrete system, through its responses. The developed methodology was validity through computational simulations and experimental analysis, with measures made in a system rotor-support-structure.