eea-56-1-2-2008-009-RO-lp-000.pdf.pdf

5
ELECTROTEHNICA, ELECTRONICA, AUTOMATICA, 56 (2008), Nr. 1-2 9 1. Introducere De-a lungul ultimului deceniu, comunitatea ştiinţifică internaţională a început să privească cu deosebit interes domeniul diagnozei tehnice, plecându-se de la cazuri concrete ivite în practică şi care au permis conexiuni cu alte domenii: inteligenţa artificială, sisteme expert, teoria măsurării etc., fapt demonstrat de abundenţa de lucrări din literatura de specialitate, precum şi de numeroasele evenimente ştiinţifice, simpozioane, conferinţe consacrate acestui domeniu. Pornind de la aspectul ştiinţific, este evident avantajul comercial - industrial: un sistem de supraveghere cu detectarea şi diagnoză automată a defectelor, fiind concepute structuri hardware care săa permită localizarea rapidă a incidentelor, precum şi structuri software capabile de reconfigurare într-o stare de funcţionare la parametrii suboptimali, fără a scoate însă sistemul din funcţiune, contribuind astfel atât la creşterea autonomiei, cât şi a fiabilităţii instalaţiilor industriale. Diagnoza tehnică reprezintă ansamblul de acţiuni procedurale şi experimentate necesare pentru a localiza elementele defecte într-un sistem, cu precizare a cauzelor care au generat defecţiunile respective, sau, exprimat în termeni sintetici, reprezintă procesul de identificare a defectelor pe baza simptomelor generate de acestea. Adăugarea termenului de „automată”, atât pentru testare, cât şi pentru diagnoză denotă că aceste procese sunt conduse de către un sistem de calcul sau un sistem cu microprocesor. * Ing. Sorin Frumuşelu S.C. Electrotehnica S.A., ing. Răzvan Popovici – RAAN, Sucursala Inginerie Tehnologică pentru Obiective Nucleare, prof.dr.ing. Mihai O. Popescu, prof.dr.ing. Claudia Laurenţia Popescu - Universitatea Politehnică Bucureşti. Diagnosticul are ca scopuri găsirea componentei defecte într-un timp cât mai mic, precum şi precizarea cauzelor generatoare ale defecţiunilor respective, fiind un procedeu destinat localizării defecţiunilor hardware sau a erorilor dintr-un program software. 2. Descrierea constructivă a acumulatorilor auto Acumulatorii sunt echipamente ce transformă energia chimică în electricitate. Fig. 1. Structura acumulatorului cu plumb: 1. carcasă din polietilenă (monobloc); 2. plăci interne pozitive şi negative, realizate din plumb; 3. separatori plăci din metal poros sintetic; 4. electrolit, soluţie diluată din acid sulfuric şi apă; 5. borne din plumb, legătura dintre baterie şi corpus ce are nevoie de energie. Acumulatorii sunt un mod eficient de a face electricitatea portabilă. În plus, acumulatorii furnizează FORMARE ACUMULATORI DIAGNOZA REDRESOR DECIZIE Comanda şi diagnoza în cazul unei linii industriale de formare a acumulatorilor auto SORIN FRUMUŞELU, RĂZVAN POPOVICI, MIHAI O. POPESCU, CLAUDIA LAURENŢIA POPESCU * Command and diagnosis of an industrial production line for formatting auto storage batteries In this paper we present the modern command and diagnosis system that allows renewal of industrial production lines for formatting auto storage batteries Lead-acid at minimum costs. System is composed by a 40 rectifiers units. The command and monitoring system is composed by a computer with UPS and 32 distributed monitoring and control modules. The measuring system needed for the 40 rectifying units available is formed by 10 current and voltage measuring units. In addition precise command and diagnosis on line allows a quality formatting, implicit prolonging the lifetime of the batteries and shorten, close to zero, of the scrap number owing to the loading system.

Transcript of eea-56-1-2-2008-009-RO-lp-000.pdf.pdf

  • ELECTROTEHNICA,ELECTRONICA,AUTOMATICA,56(2008),Nr.1-29

    1.IntroducereDe-a lungul ultimului deceniu, comunitatea

    tiinific internaional a nceput s priveasc cudeosebit interes domeniul diagnozei tehnice,plecndu-se de la cazuri concrete ivite n practic icare au permis conexiuni cu alte domenii: inteligenaartificial, sisteme expert, teoria msurrii etc., faptdemonstrat de abundena de lucrri din literatura despecialitate, precum i de numeroasele evenimentetiinifice, simpozioane, conferine consacrate acestuidomeniu.

    Pornind de la aspectul tiinific, este evidentavantajul comercial - industrial: un sistem desupraveghere cu detectarea i diagnoz automat adefectelor,fiindconceputestructurihardwarecaresapermit localizarea rapid a incidentelor, precum istructuri software capabile de reconfigurare ntr-ostare de funcionare la parametrii suboptimali, fr ascoate ns sistemul din funciune, contribuind astfelatt la creterea autonomiei, ct i a fiabilitiiinstalaiilorindustriale.

    Diagnoza tehnic reprezint ansamblul de aciuniprocedurale i experimentate necesare pentru alocaliza elementele defecte ntr-un sistem, cuprecizare a cauzelor care au generat defeciunilerespective, sau, exprimat n termeni sintetici,reprezint procesul de identificare a defectelor pebazasimptomelorgeneratedeacestea.

    Adugarea termenului de automat, att pentrutestare, ct i pentru diagnoz denot c acesteprocese sunt conduse de ctre un sistem de calculsauunsistemcumicroprocesor.

    Ing. Sorin Frumuelu S.C. Electrotehnica S.A., ing. RzvanPopovici RAAN, Sucursala Inginerie Tehnologic pentruObiective Nucleare, prof.dr.ing. Mihai O. Popescu, prof.dr.ing.ClaudiaLaureniaPopescu-UniversitateaPolitehnicBucureti.

    Diagnosticul are ca scopuri gsirea componenteidefectentr-untimpctmaimic,precumiprecizareacauzelorgeneratoarealedefeciunilorrespective,fiindunprocedeudestinat localizriidefeciunilorhardwaresauaerorilordintr-unprogramsoftware.

    2.Descriereaconstructivaacumulatorilorauto

    Acumulatorii sunt echipamente ce transformenergiachimicnelectricitate.

    Fig.1.Structuraacumulatoruluicuplumb:1.carcasdinpolietilen(monobloc);2.plciinterne

    pozitiveinegative,realizatedinplumb;3.separatoriplcidinmetalporossintetic;4.electrolit,soluiediluatdinacidsulfuriciap;5.bornedinplumb,legturadintrebateriei

    corpuscearenevoiedeenergie.

    Acumulatorii sunt un mod eficient de a faceelectricitateaportabil.nplus,acumulatoriifurnizeaz

    FORMAREACUMULATORIDIAGNOZA

    REDRESORDECIZIE

    Comandaidiagnozancazuluneiliniiindustrialedeformareaacumulatorilorauto

    SORINFRUMUELU,RZVANPOPOVICI,MIHAIO.POPESCU,CLAUDIALAURENIAPOPESCU

    Commandanddiagnosisofanindustrialproductionlineforformattingautostoragebatteries

    In thispaperwepresent themoderncommandanddiagnosissystem thatallows renewalof industrialproductionlinesforformattingautostoragebatteriesLead-acidatminimumcosts.Systemiscomposedbya40rectifiersunits.The command and monitoring system is composed by a computer with UPS and 32 distributed monitoring andcontrol modules. The measuring system needed for the40 rectifying units available is formed by 10 current andvoltagemeasuringunits.Inadditionprecisecommandanddiagnosisonlineallowsaqualityformatting,implicitprolongingthelifetimeofthebatteriesandshorten,closetozero,ofthescrapnumberowingtotheloadingsystem.

  • 10ELECTROTEHNICA,ELECTRONICA,AUTOMATICA,56(2008),Nr.1-2

    energie n scopul de a nlocui energia electricfurnizatdereeauaelectric.

    Pe msur ce ntregul glob pmntesc devinedependentdeelectricitate,mobilitateabateriilor joacunrolimaiimportantnviaadezicuzi.

    Alctuireaacumulatoruluicuplumb(Fig.1).Sistemeledencrcareaacumulatorilortrebuies

    aib n vedere faptul c, n urma proceselor chimiceexistente,suntemisegazeexploziveicoroziveiaulocfenomenetermice.

    Sistemul de comand i monitorizare este formatdintr-un calculator cu UPS i un numr de 32 demoduledistribuitedemonitorizareicontrol (modul8intrrianalogice10buc.,modul8intrri termocuplu1buc.,modul4ieirianalogice10buc.,modul4ieiri+4 intrri digitale 10 buc., modul convertor 485/2321buc.).

    Sistemul de msur necesar pentru cele40deunitideredresareexistenteesteformatdin10blocuri de msur curent i tensiune. Msuracurentului se realizeaz cu traductor Hall, iar atensiunii cu amplificator diferenial. Msurile seetaloneaz individual pentru fiecare unitate deredresare.

    3.Descriereasistemuluidecomandimonitorizare

    La pornirea aplicaiei, pe monitor va apreafereastra n care trebuie introdus parola de acces(Fig. 2), aceasta fiind necesar pentru asigurareasecuritii informaionaleasistemuluideautomatizareicontrol.

    Fig.2.

    Fig.3.

    Pentru protecia sistemului la ncercri repetate,parola poate fi introdus din maximum 3 ncercri,altfel aplicaia se blocheaz i apare mesajul: Preamulte ncercri. Accesul la server a fost blocat(Fig.3).

    Dac parola a fost introdus corect, este permisncepereaaplicaiei,fiinddeschisfereastraprincipal(Fig.4).

    Fig.4.

    n cadrul acestei ferestre sunt afiate on-linetensiunile i curenii pentru cele 40 de linii i cele7temperaturispecificefiecreicuvedercirenparte.

    Aceste mrimi deosebit de importante pentrucalitatea formriiacumulatorilor,permitoperatorului oimagineasuprantregiiinstalaii.

  • ELECTROTEHNICA,ELECTRONICA,AUTOMATICA,56(2008),Nr.1-211Pentru a seta programele de formare baterii, n

    fereastradinFig.4seapsabutonulACCESSisedeschideonoufereastr,prezentatnFig.5.

    Fig.5.

    Fig.6.

    Cmpurile obligatoriu de completat pentrualctuirea unui program de formare sunt: Denumireprogram, Parametri diagrama ncrcare, Condiiifinalizarediagramncrcare(Fig.6).

    Structura unui program este prezentat mai jos(Fig.7.).

    Programul poate conine 11 pai i ncepe de lavaloareacurentuluiI1:

    -valoareacurentuluiI1semeninepetimpulT1;

    -valoareacurentuluiI2semeninepetimpulT2;-valoareacurentuluiI3semeninepetimpulT3;-valoareacurentuluiI4semeninepetimpulT4;-valoareacurentuluiI5semeninepetimpulT5;-valoareacurentuluiI6semeninepetimpulT6;-valoareacurentuluiI7semeninepetimpulT7;-valoareacurentuluiI8semeninepetimpulT8;-valoareacurentuluiI9semeninepetimpulT9;-valoareacurentuluiI10semeninepetimpulT10;-valoareacurentuluiI11semeninepetimpulT11.

    Fig.7.

    Dup ce toate cmpurile obligatorii au fostcompletate, se salveaz programul de formareapsndbutonulSALVAREPROGRAM.

    Locul salvrii n cadrul sistemului informatic estealesdectreoperator(Fig.8).

    Fig.8.

    Programele odat configurate i salvate pot fincrcateulteriorpentruoricelinie.

    Deschiderea programelor salvate se realizeazapsnd butonul DESCHIDERE PROGRAM ialegndnumeleprogramuluidorit.

    Odat selectat programul de formare dorit, seapasbutonulSTARTREDRESORiapoiseapasbutonulSTARTPROGRAM.

    Duppornireaprogramului,sevorgeneraautomaturmtoarelecmpuri(Fig.9):

    Timpischimbarereferine. Valorimsurate.

  • 12ELECTROTEHNICA,ELECTRONICA,AUTOMATICA,56(2008),Nr.1-2

    Fig.9.

    ApsndbutonulPAGINAPRINCIPALserevinenfereastraprincipal(Fig.4),deundesepotncrcaprogrameledeformarepentrucelelaltelinii.

    Mesajele care pot s apra n timpul funcionriisunt:

    REDRESORPORNITfuncionareOK.

    STOP PROGRAM REDRESOR. ATINSCONDIIEQ>Qmax:-sarcinaQmsuratadepitvaloareaimpuslasetare.

    STOP PROGRAM REDRESOR. ATINSCONDIIETmax:-s-auefectuattoipaiiis-aajunslatimpulmaximsetat.

    PROGRAMNDERULARE.

    STOP PROGRAM OPRIT DE UTILIZATOR -Utilizatorul a oprit programul voit (pentru a modificareferinadecurent,timpulsaudinaltemotive).

    STOP PROGRAM REDRESOR. ATINSCONDIIEU>UMAX-sepoatentmplancazuluneiavarii sau tensiunea pe linia de baterii a ajuns lavaloarea410V.

    Dac,ntimpulfuncionriiQmsuratdepeteQimpuscicluldencrcareestentrerupt.

    Dac Q msurat este mai mic dect Q impus latimpul final programat, sistemul decide prelungireaautomatadiagrameicuuntimpsuplimentarnecesaratingeriivaloriiQdoritsaudemaximum3ore.

    Prelungireaprogramului se facecuultimavaloaredecurentdincadrulprogramului.

    Acumulatorii, n timpul ncrcrii sunt introdui ncuvecuapapentrurcire.Temperaturaacesteiaestemonitorizat de ctre sistem prin intermediul unortermocuple. n cazul n care temperatura depetevaloarea maxim prescris, sistemul ia decizia de anjumti curentul de ncrcare pn cndtemperaturavafimaisczutdectvaloareamaximimpus. Dup revenirea la temperatura prescris,curentuldencrcarerevineiellavaloareaimpus.

    4.ConcluziiSistemulmoderndecomandidiagnozpermite,

    cu costuri minime, modernizarea sistemelor deformare a acumulatorilor Pb-acid. n plus, comandaprecis i diagnoza on-line permit o formare decalitate, ceea ce se traduce prin mrirea timpului defuncionareaacumulatoriloriprinscderea,aproapede zero, a numrului de rebuturi datorate procesuluidencrcare.

    Bibliografie[1] F.Ionescu,D.Floricu,S.Niu,JeanPaul-Six,P.Delarue,C.

    Bogus Electronica de putere-Convertoare statice, Ed.Tehnica,ISBN973-31-1262-3,Bucureti,1998.

    [2] M.O.Popescu,C.Ghi,C.L.PopescuSistemeexpertpentrudiagnoza mainilor electrice; Conferina de Maini Electrice,ICPE-ME,Bucureti,Nov.1996.

    [3] R. Popovici, S. Frumuelu, M.O. Popescu, C.L. Popescu Diagnoza defectelor prin analiza de semnal folosind modelulredresorului, ATEE 2004 Advanced Topics in ElectricalEngineering 4th International Symposium PolitehnicaUniversity,FacultyofElectricalEngeneering,Bucureti,2004.

    [4] S. Frumuelu, R. Popovici, M.O. Popescu, C.L. Popescu Defectoscopie prin analiza de semnal. Studiu de caz -Invertorul, ATEE 2004 Advanced Topics in ElectricalEngineering 4th International Symposium PolitehnicaUniversity,FacultyofElectricalEngeneering,Bucureti,2004.

    [5] M.O.Popescu,M.Ionnides,C.L.PopescuSistemeleexpertOevoluiedelatestareaautomatidiagnozaechipamentelorelectrotehnice,ICPE-ME,Bucureti,Nov.1996.

    [6] G. Zwingelstein Diagnostic des defaillances, Ed. Hermes,Paris,1995.

  • ELECTROTEHNICA,ELECTRONICA,AUTOMATICA,56(2008),Nr.1-213[7] M.O.Popescu,C.L.Popescu,S.Gheorghe,S.F.Pop,C.Ghi

    Sisteme expert pentru diagnoza echipamentelor electrice,EdituraElectra2002,ISBN973-8067-68-5,Bucureti.

    [8] V. Panaite, M.O. Popescu Calitatea produselor i fiabilitate,Ed.Matrixrom,Bucureti.